Реферат: Разработка методики программного тестирования цифровых устройств с помощью программного пакета Design Center

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Key words: testing, model, synchronizing device, demultiplexer, register, counter, gate, D-flip, T-flip.
The aim of this work is developing program testing method for digital devices.
The draughts of the structural electrical schemes of demultiplexer, counter, register and synchronizing device are the add of this work.
Ключевые слова: тестирование, модель, синхронизирующее устройство,
демультиплексер, регистр, счетчик, вентиль, D-триггер,T-триггер.
Целью данной работы является разработка методики программного тестирования цифровых устройств.
Прилагаются: чертежи структурных электрических схем демультиплексера, вычитающего счетчика, регистра, синхронизирующего устройства.
В настоящее время промышленностью выпускаются интегральные схемы сложные по своей структуре и функциональному предназначению. В сязи с этим возникает проблема контроля выхода годных интегральных схем и выявления причин возникающих неполадок.
Затраты на тестирование сложных интегральных схем с привлечением контрольно-измерительной аппаратуры может во много раз превышать стоимость самой интегральной схемы из-за длительности процесса тестирования и сложности его реализации.
Тестирование на модели разрабатываемой интегральной схемы существенно удешевляет процесс тестирования и сокращает время его осуществления.
На основе проекта интегральных схем, разработанного на этапах логического и топологического проектирования, создаются реальные их образцы . Каждый образец должен затем пройти функциональный контроль, устанавливающий правильность его работы.
В общем случае при тестировании на математической модели или реальном образце обнаруживаются неисправности интегральной схемы путем анализа состояний ее выхода на определенных наборах входных сигналов. Успешное решение задачи тестирования нтегральной схемы на всех стадиях проектирования и изготовления определяет в конечном итоге ее важнейшие характеристики, такие, как бездефектность проектирования, надежность и устойчивость работы, стоимость образцов и другие.
Различают два вида тестирования интегральных схем:
а) функциональное тестирование, осуществляемое на всех этапах разработки логической схемы;
б) функциональный контроль правильности работы образцов интегральных схем после их изготовления.
2 Возможности PSpice
как среды моделирования и тестирования

Программа PSpice составляет основу системы Design Center, поэтому рассмотрим ее возможности подробнее.
Программа PSpice позволяет проводить следующие виды анализа:
- расчет режима цепи по постоянному току (проводится вначале моделирования перед выполднением других видов анализа без указания специальных деректив;
- многовариантный расчет режима по постоянному току (.DС);
- многовариантный параметричный анализ (.STEP);
- расчет малосигнальных чувствительностей в режиме по постоянному току (.SENS);
- расчет малосигнальных передаточных функций в режиме по постоянному току (.TF);
- расчет частотных характеристик линеаризованной цепи (.AC);
- расчет спектральной плотности внутреннего шума (.NOISE);
- расчет переходных процессов при воздействии сигналов различной формы (.TRAN);
- спектральный анализ (разложение в ряд Фурье результатов расчета переходного процесса) (.FOUR);
- статистический расчет по методу Монте-Карло (.MC);
- расчет на наихудший случай (расчет чувствительности схемы при выбранном виде анализа (.DC, .AC, .TRAN) к параметрам моделей элементов и основанный на этом анализе расчет наихудшего случая по заданному критерию) (.WCASE).
3
Тестирование цифровых устройств на примере

3.1 Описание и принцип действия тестируемого устройства
Рассматриваемое синхронизирующее устройство должно под действием комбинации входных сигналов обеспечивать работу в трех режимах:
- режим линии задержки цифровых сигналов;
- режим формирования пачек импульсов цифровых сигналов;
- режим делителя частоты цифровых сигналов.
Число, указывающее количество импульсов, на которое необходимо задержать сигнал, количество импульсов в пачке и число, на которое необходимо разделить частоту сигнала, указывается на входе синхронизирующего устройства.
Для создания модели всего устройства и тестирования его работы, необходимо создать модели функциональных узлов моделируемого устройства.
Моделируемое синхронизирующее устройство можно разбить на четыре фунциональных модуля:
а) управляющая схема. Основная задача этого модуля – подача синхроимпульса на один из функциональных модулей для обеспечения заданного режима работы.
б) линия задержки. Основная задача линии задержки – задержка сигнала на число импульсов определяемое управляющей схемой.
в) формирователь пачек импульсов. Основная задача – формирование пачки импульсов число которых задается управляющей схемой.
г) делитель частоты. Основная задача делителя частоты – формирование сигнала частота которого меньше входного в заданное управляющей схемой число раз.
Таким образом, моделируемое устройство полностью состоит из цифровых компонентов. Это в некоторой степени упрощает создание и тестирование моделей.
Необходимо создать программные модели устройств, протестировать каждую модель, а затем, при положительных результатах тестирований, произвести тестирование всего устройства в целом. При программном тестировании созданных моделей необходимо учитывать возможности используемой вычислительной техники (например при задании шага сигнала).
Для демонстрации преимуществ метода программного тестирования цифровых устройств, можно протестировать синхронизирующее устройство в составе только управляющей схемы и формирователя пачек импульсов.
3.2 Моделирование цифровых компонентов
Моделирование может осуществляться с помощью библиотек логических примитивов созданных самим разработчиком или с помощью библиотек встроенных в программу PSpice.
Любое цифровое устройство разрабатывается на основе элементной базы. Элементная база выбирается из требований к электрическим параметрам устройства. В данной работе в качестве примера выбрана элементная база на основе КМОП-лигики. Рассматриваемая в данной работе цифровая схема представляет собой синхронизирующее устройство, логический базис которого реализован на КМОП-логики.
В настоящее время широкое применение КМОП-схем обусловлено их минимальным энергопотреблением, повышенной помехоустойчивостью, воз-
OUTLD - выходная емкость в фарадах (по умолчанию 0);
DRVH - выходное сопротивление высокого уровня в омах (по умолчанию
DRVL - выходное сопротивление низкого уровня в омах (по умолчанию
Так как в данной работе необходимо протестировать только правильность работы моделируемого устройства,без контроля параметров его элемнетной базы из которой он составлен, то необходимо выбрать второй способ моделирования.
3.2.2 Модели источников логических сигналов
При моделировании цифровых устройств используются модели постоянных источников логических сигналов и модели генераторов входных логических сигналов.
Модель источника постоянного логического сигнала описывается следующим образом:
U<имя> <тип источника>(<число выходов>)
+<<узел питания+> <узел питания->> <узлы выходов>
Для моделей цифровых устройств с определенной элементной базой узлы питания могут описываться определенными операторами в теле модели источника. Для моделей с элементной базой на КМОП-логике узлы питания описываются следующим образом:
- узел питания “+” – $ g_cd4000_vdd;
- узел питания “-“ – $ g_cd4000_vss;
Модель генератора входных логических сигналов описывается следующим образом:
В цифровом синхронизирующем устройстве, рассматриваемом в данной работе, используются только вентили с двумя состояниями. Рассмотрим модели используемых в работе вентилей.
Модель с двумя состояниями имеет следующий вид:
U<имя модели> <тип вентиля> [(параметры)]
+<модель динамики> <модель входа/выхода>.
.model <имя модели> ugate[(параметры модели)].
В системе Design Center вентили представлены в двух видах: одиночные вентили и сборки(массивы) вентилей.Одиночный вентиль имеет один или несколько входов и один выход.Сборки вентилей состоят из одного или более одинаковых вентилей.Использование сборок позволяет работать непосредственно со стандартными элементами интегральных схем, имеющими часто в одном корпусе несколько вентилей.
В соответствии с рисунком Б.1 приложения Б в данной работе используются следующие модели вентилей:
Результат тестирования регистра приведен в приложении В.
Электрическая структурная схема регистра RG1 приведена в комплекте чертежей.
Регистр является регистром с паралельным приемом и выдачей информации. Изменение хранящейся информации происходит после изменения сигналов на входах 01 и 02.
3.2.6 Формирование модели управляющей схемы, входящей в состав цифрового синхронизирующего устройства. Тестирование модели
Рассмотренные ранее модели цифровых устройств комбинационного и последовательностного типа позволяют построить модель одного из функциональных узлов тестируемого в данной работе синхронизирующего устройства и протестировать его функционирование. Функционируемой и тестируемой на данном этапе моделью функционального узла является управляющая схема. Ее задачей является перенос синхронизирующего сигнала со входа 06 на один из выходов демультиплексера, при соответствующих сигналах на входах 01 и 02 регистра RG1 и запись двоичного числа в счетчик СТ1. Последнее необходимо для задания числа импульсов на выходе формирователя пачек импульсов.
Ниже приведена модель управляющей схемы и результат ее тестирования:
u1 inva(2) up um 09 10 out1a out2a delay1 in_out
u2 anda(3,3) up um 10 03 out1a 09 out2a 03 03 09 10 4 5
u3 dff(2) up um 04 05 03 01 02 07 08 09 10 delay source
+ source TIMESTEP = 10.00000E-9 IO_LEVEL=0
uconst1 pullup(2) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss 04 01 in_out
uconst0 pulldn(1) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss 02 in_out
+ $G_DPWR $G_DGND 05 source TIMESTEP = 1.000000E-9 IO_LEVEL=0
* uconst0 pulldn(1) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss S in_out
.model in_out uio(drvh=1e4 drvl=1e4)
Результат тестирования управляющей схемы приведен в приложении Г.
3.2.7 Создание модели формирователя пачек импульсов, входящего в состав цифрового синхронизирующего устройства. Тестирование модели формирователя пачек импульсов.
Основной задачей формирователя пачек импульсов является форми-рование сигнала в состав которого входят импульсы, число которых задается управляющей схемой.
В основе формирователя пачек импульсов лежит вычитающий счетчик СТ1, построенный на Т-триггерах.
В библиотеке PSpice нет модели Т-триггера, так как данный тип триггера может быть реализован на основе D-триггера. Данная реализация производится путем соединения инвертирующего выхода D-триггера с его D-входом. Таким образом получается триггер с одним входом и состояние триггера меняется с уровнем сигнала на его входе.
u1 dff(1) up um R S c inv out inv delay source
Ugnr1 STIM (1,1) up um c source TIMESTEP = 10.00000E-9 IO_LEVEL=0
uconst1 pullup(1) $g_cd4000_vdd $g_cd4000_vss S source
ur STIM (1,1) $G_DPWR $G_DGND R sour TIMESTEP = 1.E IO_LEVEL=0
Результат тестирования Т-триггера приведен в приложении Г.
Результат тестирования работы формирователя пачек импульсов приведен в приложениии Д.
3.2.8 Объединение моделей функциональных узлов и тестирование
работы всей модели синхронизирующего устройства
Тестирование всей модели синхронизирующего устройства можно осуществить двумя способами.
Первый способ заключается в непосредственном соединении всех разработанных моделей, входящих в устройство и представить модель устройства ввиде одной программы.
Второй способ заключается в создании библиотечных файлов таких логических элементов, как регистр, демультиплексер и счетчик. При составлении модели, в теле основной программы необходимо вставить операторы вызывающие нужные библиотечные файлы.
Первый способ необходим при создании и тестировании моделей несложных устройств, в которых модели различных логических элементов используются не чаще одного раза.
Второй способ позволяет избежать громоздких описаний моделей сложных устройств, в которые входит большое количество одинаковых элементов.
В данной работе удобнее использовать первый способ.
Программная модель синхронизирующего устройства приведена ниже.
Виды используемых в работе вентилей и тестирование работы
Рисунок Б.1 – Стандартные вентили используемые в данной работе
Результат тестирования регистра и пример триггеров с динамическим
Рисунок В.1 – Триггеры с динамическим управлением.
Рисунок В.2 – Тестирование работы регистра.
Рисунок Г.1 – Тестирование управляющей схемы.
Рисунок Г.2 – Тестирование Т-триггера.
Результат тестирования формирователя пачек импульсов и всего
Рисунок Д.1 – Тестирование формирователя пачек импульсов.
Рисунок Д.2 – Результат тестирования синхронизирующего устройства.
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

_________________________________________________________________________
Кафедра физики твёрдого тела и микроэлектроники

на получение академической степени бакалавра техники и технологий
Студенту группы 5031 Хаимову Даниилу Исхаковичу
1 Тема работы: Разработка методики программного тестирования цифровых
устройств с помощью программного пакета Design Center
(утверждена на заседании кафедры "_____" __________ 1999 г.)
2 Срок сдачи законченной работы: 22.06.99 г.
4 Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):
7 Консультанты по работе (с указанием относящихся к ним разделов работы):

Название: Разработка методики программного тестирования цифровых устройств с помощью программного пакета Design Center
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат
Добавлен 08:48:26 29 сентября 2005 Похожие работы
Просмотров: 182
Комментариев: 16
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Разработка методики программного тестирования цифровых устройств с помощью программного пакета Design Center
Курсовые работы: Налоги, сборы, госрегулирование.
Курсовая работа по теме Состояние рынка товаров и услуг в Республике Беларусь
Контрольная работа: Расчет начисления заработной платы по цехам и участкам
Курсовая Работа На Тему Современные Проблемы Организации Государственных Целевых Фондов Республики Узбекистан
Реферат по теме РАСЧЕТ ВИHТОВОГО ГИБОЧHОГО ПРЕССА
Дипломная работа: Анализ финансовой деятельности ООО "Грот". Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Рекомендации по использованию гуманитаризации при изучении золотого сечения
Контрольная Работа 2 5 Класс Математика Мерзляк
Курсовая работа по теме Разработка локальной сети
Контрольная Работа На Тему Физическое Воспитание Детей Дошкольного Возраста. Острые Инфекционные Заболевания
Эссе Английский Егэ Клише 2022
Курсовая работа: Поведение фирмы и социальные последствия функционирования рынка в условиях чистой монополии. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Україна в умовах сталінського тоталітарного режиму Історія держави і права
Сочинение Добро Побеждает Зло 4 Класс
Сочинение На Тему Отечественная Война 1812
Форма Отчета Практики
Список Рефератов По Физической Культуре
Реферат по теме Процессоры AMD седьмого поколения (K7)
Реферат: Киров С.М. Деятельность и судьба
Курсовая Работа Лизинг В Казахстане
Доклад: Татьяна, достойная своего имени
Реферат: Сон, гипноз
Топик: Monopolistic competition and economic efficiency (Монополистическая конкуренция и экономическая)