Digital Guarding

	Applikationsschrift 105 Test von Busbausteinen in der Schaltung — isolieren von Busbausteinen durch Guard-Spannungen

In einem Bussystem sind alle Busbausteine durch die Bus-leitungen parallel geschaltet. Dadurch wird die gezielte Eingrenzung des Fehlers auf Bausteinebene erschwert. Das Anlegen von logischen HIGH oder LOW Guard-Spannungen hilft hier bei der Fehlerisolierung. Busbausteine In mikroprozessorbasierenden Systemen tauschen Bausteine Daten und Steuer-signale über gemeinsame Bussysteme - Gruppen von Adress-Daten-, oder Steuerleitungen - aus. Bussysteme müssen so konzipiert sein, daß jeweils nur ein Baustein zu einem Zeitpunkt Daten auf den Bus senden kann. Bausteine in Bussystemen (z.B. RAM, ROM, Ports, etc.) können schwierig zu testen sein, da sie für einen ICT-Tester parallelgeschaltet erscheinen. Erkennt das Diagnosesystem einen Fehler, ist es oft schwer zu bestimmen, welcher Baustein nun die Fehlersymptome verursacht. Wir benötigen daher ein Mittel um Busbausteine während des In-Circuit-Tests zu isolieren, ohne sie jedoch aus der Schaltung zu entfernen Tristate-Bausteine Bausteine welche Daten auf den Bus senden, weisen zusätzlich zu den normalen HIGH und LOW-Zuständen einen „dritten" logischen Zustand auf. In diesem dritten Zustand werden die Ausgänge hochohmig (d.h. auf Unter-brechung) geschaltet. Diese sogenannten Tristate-Bausteine verwenden einen oder mehrere Enable-Eingänge, welche die Ausgänge des Bausteins - ob normale logische Zustände oder hochohmig - steuern. Enable und Disable Der Enable-Eingang des Bausteins ist üblicherweise mit einer der Steuer-leitungen des Mikroprozessors (oft direkt durch die Adressdecodierlogik) verbunden. Das Enable-Signal ist normalerweise aktiv-LOW; das Anlegen eines logisch-HIGH an diese Leitung bringt die Ausgänge in einen hoch-ohmigen Zustand.
	Guardspannungen ICT-Fehlerdiagnosesysteme bieten diese Möglichkeit durch logische HIGH und LOW Guardspannungsausgänge. Gezieltes Einsetzen dieser Guard-Spannungen ermöglicht das Testen einzelner Busbausteine. Betrachten wir die Schaltung unten — wir vermuten den Fehler an RAM U3.
U1, U2 und U3 sind Busbausteine mit gemeinsamen Adress- und Daten-leitungen. Im Normalbetrieb setzt der Decoder U4 einen (und nur einen) seiner Ausgänge auf LOW und aktiviert damit entweder U1, U2 oder U3. Zum Test des Bausteins mit dem ICT Fehlerdiagnose-gerät setzen wir den Testclip in diesem Fall auf U3 auf. Während des Tests wird das Board versorgt und Stimulisignale für die Dauer weniger Millisekunden an den Baustein angelegt. Da der Baustein mit U1 und U2 parallelgeschaltet ist, werden diese ebenfalls durch den ICT stimuliert. Um zu verhindern, daß U1 und U2 auf die Stimulisignale antworten, legen wir ein logisch-HIGH auf die CE (Chip Enable) Leitungen—die Ausgänge der Bausteine werden hochohmig und erscheinen als unterbrochen. Diese Technik wird Guarding genannt. Das Fehlerdiagnose-system weist sowohl logisch-HIGH als auch logisch-LOW Spannungen auf - diese Guardspannungen bleiben während des Tests in ihren fixen logischen Zuständen. Weitere Bausteine auf dem Bus können gleichermaßen deaktiviert werden. Sie können Guardspannungen an alle erforderlichen Bausteine anlegen. Um einen Baustein zu testen, werden alle weiteren parallelgeschalteten Bausteine durch Guarding deaktiviert.
	Deaktivieren des Taktsignals Guardspannungen können auch verwendet werden um Taktgeber und Oszillatoren zu deaktivieren, deren Signale an zu testenden IC´s anliegen. Die Schaltung unten ist typisch für viele CPU Taktgeber - das Anlegen von LOW Guard-spannungen stoppt den Takt.
Taktsignale werden oft durch Flip-Flops geführt, welche zur Frequenzteilung oder Signalformung dienen. Man kann nun das Signal unterbinden indem eine Guardspannung an die Gate-Eingänge oder an die Set/Reset-Leitungen angelegt wird. Wenn möglich sollten alle Taktsignale und Oszillatoren in einer Schaltung deaktiviert werden. Gezieltes Guarding ermöglicht eine Fehler-eingrenzung auf Bauteilebene. Deaktivieren von Bus-Buffern In einem typischen Mikroprozessor- System wird der Prozessor vom Rest des Systems durch Bus-Buffer isoliert. (z.B. Bus Transceiver 74245). Deaktivieren der Bufferbausteine ist oft ein effektiver Weg um Bausteine auf dem Bus zu isolieren. Verwenden von Schleife bis Gut Ist es nicht möglich, brauchbare Guardpunkte zu finden (z.B. bei Schaltungen ohne Dokumentation) so kontaktieren Sie den Baustein und verwenden die Funktion Schleife bis Gut — läßt sich ein Gut-Ergebnis erzielen, so ist der Baustein in Ordnung.


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