عالق في الخطأ

This article does not cite any sources. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Stuck-at fault" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (December 2009) (Learn how and when to remove this message)

العطل المتوقف هو نموذج عطل معين يستخدمه محاكي الأعطال وأدوات توليد نمط الاختبار التلقائي (ATPG) لمحاكاة عيب في التصنيع داخل الدائرة المتكاملة . يُفترض أن الإشارات والدبابيس الفردية عالقة في "1" و"0" و"X" المنطقية. على سبيل المثال، يتم ربط الإدخال بحالة منطقية 1 أثناء توليد الاختبار للتأكد من أنه يمكن العثور على عيب تصنيع بهذا النوع من السلوك باستخدام نمط اختبار معين. وبالمثل، يمكن ربط الإدخال بحالة منطقية 0 لنمذجة سلوك الدائرة المعيبة التي لا يمكنها تبديل دبوس الإخراج الخاص بها. لا يمكن تحليل جميع الأعطال باستخدام نموذج العطل المتوقف. يمكن أن يؤدي التعويض عن المخاطر الثابتة، أي الإشارات المتفرعة، إلى جعل الدائرة غير قابلة للاختبار باستخدام هذا النموذج. أيضًا، لا يمكن اختبار الدوائر المكررة باستخدام هذا النموذج، لأنه من حيث التصميم لا يوجد تغيير في أي إخراج نتيجة لعطل واحد.

الخط المعطل الفردي هو نموذج خطأ يستخدم في الدوائر الرقمية . ويستخدم لاختبار ما بعد التصنيع، وليس لاختبار التصميم. يفترض النموذج أن خطًا واحدًا أو عقدة في الدائرة الرقمية عالقة عند مستوى منطقي مرتفع أو مستوى منطقي منخفض. وعندما يتعطل الخط، يُطلق عليه خطأ.

يمكن تقسيم الدوائر الرقمية إلى:

1. دوائر مستوى البوابة أو الدوائر التركيبية التي لا تحتوي على تخزين (مزالج و/أو قلابات) ولكن تحتوي فقط على بوابات مثل NAND و OR و XOR وما إلى ذلك.
2. الدوائر المتسلسلة التي تحتوي على تخزين.

ينطبق نموذج الخطأ هذا على دوائر مستوى البوابة، أو كتلة من الدائرة المتسلسلة التي يمكن فصلها عن عناصر التخزين. من الناحية المثالية، سيتم اختبار دائرة مستوى البوابة بالكامل من خلال تطبيق جميع المدخلات الممكنة والتحقق من أنها أعطت المخرجات الصحيحة، ولكن هذا غير عملي تمامًا: سيتطلب الجمع لإضافة رقمين من 32 بت 2 ⁶⁴ = 1.8 * 10 ¹⁹ اختبارًا، ويستغرق 58 عامًا عند 0.1 ns / اختبار. يفترض نموذج التعطل عند الخطأ أن مدخلًا واحدًا فقط على بوابة واحدة سيكون معيبًا في كل مرة، على افتراض أنه إذا كان هناك المزيد من العيوب، فيجب أن يجد الاختبار الذي يمكنه اكتشاف أي خطأ واحد أخطاء متعددة بسهولة.

لاستخدام نموذج الخطأ هذا، يُفترض أن كل دبوس إدخال على كل بوابة متصل بالأرض بدوره، ويتم تطوير متجه اختبار للإشارة إلى أن الدائرة معيبة. متجه الاختبار هو مجموعة من البتات لتطبيقها على مدخلات الدائرة، ومجموعة من البتات المتوقعة عند مخرج الدائرة. إذا تم توصيل دبوس البوابة قيد النظر بالأرض، وتم تطبيق متجه الاختبار هذا على الدائرة، فلن يتفق بت واحد على الأقل من بتات الإخراج مع بت الإخراج المقابل في متجه الاختبار. بعد الحصول على متجهات الاختبار للدبابيس المتصلة بالأرض، يتم توصيل كل دبوس بدوره بموصل منطقي واحد ويتم استخدام مجموعة أخرى من متجهات الاختبار للعثور على الأخطاء التي تحدث في ظل هذه الظروف. يُطلق على كل من هذه الأخطاء خطأ متوقف عند 0 (sa-0) أو خطأ متوقف عند 1 (sa-1) على التوالي.

نجح هذا النموذج بشكل جيد للغاية مع منطق الترانزستور-الترانزستور ( TTL )، والذي كان المنطق المفضل خلال السبعينيات والثمانينيات، لدرجة أن الشركات المصنعة أعلنت عن مدى جودة اختبارها لدوائرها من خلال رقم يسمى " تغطية الأعطال العالقة "، والذي يمثل النسبة المئوية لجميع الأعطال العالقة المحتملة التي يمكن لعملية الاختبار الخاصة بهم العثور عليها. في حين أن نموذج الاختبار نفسه يعمل بشكل جيد إلى حد ما مع CMOS ، إلا أنه غير قادر على اكتشاف جميع أعطال CMOS المحتملة. وذلك لأن CMOS قد يواجه وضع فشل يُعرف باسم خطأ العالق المفتوح ، والذي لا يمكن اكتشافه بشكل موثوق باستخدام متجه اختبار واحد ويتطلب تطبيق متجهين بشكل متسلسل. يفشل النموذج أيضًا في اكتشاف أعطال الجسر بين خطوط الإشارة المجاورة، والتي تحدث في الدبابيس التي تحرك اتصالات الحافلات وهياكل المصفوفة. ومع ذلك، فإن مفهوم الأعطال العالقة الفردية مستخدم على نطاق واسع، ومع بعض الاختبارات الإضافية سمح للصناعة بشحن عدد منخفض مقبول من الدوائر التالفة.

يتم إجراء الاختبار بناءً على هذا النموذج بمساعدة عدة أشياء:

1. غالبًا ما يجد الاختبار الذي تم تطويره لخطأ متوقف واحد عددًا كبيرًا من الأخطاء المتوقفة الأخرى.
2. غالبًا ما تؤدي سلسلة من الاختبارات الخاصة بالأخطاء العالقة، بمحض الصدفة ، إلى اكتشاف عدد كبير من الأخطاء الأخرى، مثل الأخطاء العالقة المفتوحة. يُطلق على هذا أحيانًا تغطية الأخطاء "غير المتوقعة".
3. هناك نوع آخر من الاختبارات يسمى اختبار IDDQ يقيس الطريقة التي يتغير بها تيار مصدر الطاقة لدائرة متكاملة CMOS عند تطبيق عدد صغير من متجهات الاختبار التي تتغير ببطء. نظرًا لأن CMOS تستهلك تيارًا منخفضًا للغاية عندما تكون مدخلاتها ثابتة، فإن أي زيادة في هذا التيار تشير إلى وجود مشكلة محتملة.

• تصميم للاختبار