大规模数字模拟电路逻辑故障诊断与可靠性设计实验报告

大规模数字模拟电路逻辑故障诊断与可靠性设计实验报告

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2011年12月18日

I

目录

第一部分：数字电路系统故障诊断与可靠性设计 ....................................................................... 1

1 伪穷举法数字逻辑电路故障诊断 ....................................................................................... 1

1.1 实验目的 .................................................................................................................... 1

1.2 实验原理 .................................................................................................................... 1

1.3 实验内容 .................................................................................................................... 2

1.4 实验设备 .................................................................................................................... 2

1.5 实验步骤 .................................................................................................................... 2

1.6 实验结果分析 ............................................................................................................ 4

2 故障字典法数字逻辑电路故障诊断 ................................................................................... 5

2.1 实验目的 .................................................................................................................... 5

2.2 实验原理 .................................................................................................................... 5

2.3 实验内容 .................................................................................................................... 5

2.4 实验设备 .................................................................................................................... 6

2.5 实验步骤 .................................................................................................................... 6

2.6 实验结果分析 ............................................................................................................ 7

3 布尔差分法数字逻辑电路的故障诊断 ............................................................................... 8

3.1 实验目的 .................................................................................................................... 8

3.2 实验原理 .................................................................................................................... 8

3.3 实验内容 .................................................................................................................. 10

3.4 实验设备 .................................................................................................................. 10

3.5 实验步骤 .................................................................................................................. 10

3.6 实验结果分析 .......................................................................................................... 12

第二部分：模拟电路系统故障诊断与可靠性设计实验 ............................................................. 13

1 故障字典法测试模拟电路系统故障 ................................................................................. 13

1.1 实验目的 .................................................................................................................. 13

1.2 实验原理 .................................................................................................................. 13

1.3 实验设备 .................................................................................................................. 14

1.4 实验内容 .................................................................................................................. 14

1.5 实验结果分析 .......................................................................................................... 17

1.6 思考题 ...................................................................................................................... 18

第三部分：总结、实验心得 ......................................................................................................... 20

大规模数字模拟电路逻辑故障诊断与可靠性设计实验

1 / 20 第一部分：数字电路系统故障诊断与可靠性设计

1 伪穷举法数字逻辑电路故障诊断

1.1 实验目的

1) 理解穷举法和伪穷举法在测试组合逻辑电路故障中各自的优缺点。

2) 掌握用伪穷举法测试查找组合逻辑电路故障的方法。

1.2 实验原理

一个具有n个原始输入端的组合电路实现逻辑功能)(XF，而原设计的逻辑功能为)(*XF，如果对于任意设计n维矢量iX有

)()(*iiXFXF

那么认为所设计或使用的电路是正确的，或者说是无故障的。显然，为了全面校核该组合电路，应把所有可能的iX都作为输入矢量，然后观察其输出（响应）是否与原设计相符，以鉴别其是否有故障，这种做法叫穷举法。穷举法可以检测电路中所有可能的故障，但由于其测试的工作量太大，因此在实际应用上，尤其是对大型电路的测试存在困难，甚至是不现实的。穷举法虽然有测试费时的缺点，但是它具有测试矢量产生简单，故障检测率高等显著的优点，故一直对研究人员有很大的吸引力。

针对上面介绍穷举法具有测试工作量大的缺点，伪穷举法应运而生。伪穷举法的主要思路是把电路分割成若干小块，以便减少测试所用的输入矢量数目。

图1 电路图

如图1所示，该电路有4个原始输入端，因此用穷举法测试应施加1624个