Testowanie układów cyfrowych

Jak sprawdzić, czy dany układ scalony jest sprawny? W ogólnym przypadku jest to bardzo szeroka tematyka, gdyż znacząco inaczej robi się to dla układów analogowych, cyfrowych i mieszanych. Panuje przekonanie, że najprościej jest to zrobić dla cyfrówki, ale to może okazać się błędnym tropem.

Napisał do mnie jeden z Czytelników, że zacytuję:

Dzień dobry,

niedługo będę w posiadaniu kilkuset sztuk układów scalonych UCYxx.

Chciałbym je sprawdzić czy są sprawne i pierwsze co mi przyszło do głowy to budowanie układów na stykówce. Wcześniej zbudowałem kilkadziesiąt urządzeń na układach 74HCxx. Opierając się na schematach na 74HCxx wkładam UCYxx i sprawdzam. Gorzej, że pewnie do wszystkich UCY nie znajdę schematu układu do zbudowania.

Można coś doradzić w tej kwestii?

Pozdrawiam

Mirosław Kaszowski

Ten artykuł jest przykładem, że czasopismo „Zrozumieć Elektronikę” jest rzeczywiście naszym wspólnym przedsięwzięciem, gdzie każdy ma wpływ na to, co się dzieje wokół. Ostatnio wiele miejsca jest poświęcone badaniom jakości elementów elektronicznych, by stwierdzić, czy dany komponent jest podróbką, elementem o zaniżonych cechach użytkowych. Poniższy artykuł również wpisuje się w ten nurt, chociaż bardziej dotyczy weryfikacji jego funkcji niż rozważania, czy został on wyprodukowany przez firmy, które podszywają się pod innych i wprowadzają na rynek układy scalone z pominięciem patentów, wartości intelektualnych i zawłaszczania cudzej pracy.

Automatyzacja testów

Na rynku można znaleźć wiele urządzeń realizujących w miarę zautomatyzowane testy cyfrowych układów scalonych. Tego typu aparatura diagnostyczna jest na wyposażeniu każdej firmy zajmującej się produkcją takich elementów i z pewnością do tanich nie należy. Nie oznacza to, że w warunkach amatorskich tego typu wyposażenie warsztatowe jest niedostępne. Ja przykładowo dysponuję programatorem pamięci typu Flash, EPROM, EEPROM oraz wieloma mikrokontrolerami z wbudowaną pamięcią na swój program. Często tego typu sprzęt oferuje dodatkowe możliwości, jak właśnie testowanie cyfrowych układów scalonych, a nawet typowych pamięci typu RAM (fotografia 1).

Moje urządzenie ma dużą uniwersalną podstawkę testową, gdzie należy umieścić sprawdzany układ scalony (fotografia 2).

Dedykowane oprogramowanie dla komputerów PC współpracujące z programatorem ma możliwość wyboru symbolu testowanego elementu i realizuje odpowiednie wysterowania sygnałów wejściowych jednocześnie „obserwując” sygnały wyjściowe. W sytuacji zgodności uzyskanych pomiarów z właściwymi jego stanami, oprogramowanie informuje, że układ zachowuje się zgodnie z oczekiwaniem (rysunek 3) lub zaistniała rozbieżność (rysunek 4), co prowadzi do wniosku, że układ jest uszkodzony.

Ogólna koncepcja

Nie spodziewam się, że każdy hobbysta elektronik ma do dyspozycji tego typu wyposażenie warsztatowe. Nie zmienia to faktu, że takie testy są możliwe do wykonania w warunkach domowych. Ogólnie tematyka ta jest bardzo szeroka. Wynika to przede wszystkim z bogatej oferty produkowanych elementów. Jednak w tym wszystkim można dostrzec „światełko w tunelu”, które wynika z podstawowej cechy tego typu komponentów. W przeciwieństwie do układów analogowych, te na swoich wyjściach przyjmują jeden z dwóch stanów logicznych, które są reprezentowane określoną wartością napięcia. Wystarczy odpowiednio wysterować wejścia układu oraz zaobserwować stany na wyjściach.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze styczniowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 2/2024). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 2/2024 znajduje się tutaj.

 

Andrzej Pawluczuk
apawluczuk@vp.pl

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) stałymi Patronami ZE, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10 zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mamy wysłać na podany adres e-mailowy.