Brevet FR2633053A1 — publié le 19891222

Description *Analyseut logique-à multiniveaux configurable' L'invention concerne un analyseur logique muni de sondes prélevant des signaux à tester qui sont introduits dans un numérisateur muni de comparateurs qui effectuent une numé-. risation selon une logique à deux états. Une invention de ce genre est décrite dans le document US 4 493 044 qui décrit un appareil et une méthode pour établir l'ordre selon lequel les différents signaux pré- levés par des sondes doivent être visualisés dans un analyseur logique. Les différentes sondes fournissent leurs signaux à un organe de numérisation qui opère selon une logique à deux états. Les signaux numérisés sont ensuite mémorisés. Mais lorsque le dispositif sous test est complexe il peut être né- cessaire d'utiliser un grand nombre de sondes et la tâche de mise en place des sondes est donc fastidieuse. Lors de la vi- sualisation des signaux numérisés sur un écran l'ordre qui y apparait peut nécessiter certains changements. Selon ce docu- ment, plutôt que de modifier la position des-sondes sur le dispositif sous test, il est proposé d'effectuer les permuta- tions au niveau de l'analyseur logique lui-même et donc en -définitive sur l'écran. Mais les signaux numérisés mémorisés restent identiques à eux-mêmes et seule la. visualisation qui en est faite s'en trouve affectée. - Or il peut être utile pour un signal à tester donné de pouvoir l'analyser avec des données plus étendues qu'une simple numérisation à-deux états. Ce problème posé doit pouvoir être résolu sans accroître outre mesure le nombre d'éléments du circuit. La solution à ce problème posé consiste en ce que l'analyseur logique comprend un circuit d'aiguillage, disposé entre les sondes et le numérisateur qui permet d'affecter plusieurs ou 2 2633053 tous les comparateurs à un signal à tester donné pour étendre sa numérisation à une logique à multiniveaux, le-circuit d'ai- guillage et les références de chaque comparateur étant contrô- lés par un bloc de contrôle. Préférentiellement le circuit d'aiguillage est constitué d'une matrice de portes de transfert MOS ou des transistors à effet de champ FET. Les transistors à effet de champ peuvent être des MESFET à l'arséniure de gallium. L'avantage de l'invention est de permettre d'ob- server facilement les temps de transition des signaux à tes- ter. Les analyseurs logiques temporels sont utilisés pour l'observation des signaux numériques et sont généralement constitués de deux parties distinctes: - une partie d'acquisition du signal qui permet de mémoriser les données numériques par l'utilisation d'une horloge d'é- chantillonnage et de comparateurs numérisant le signal ana- logique d'entrée, - une partie de déclenchement de l'acquisition qui permet de sélectionner la partie utile du signal à enregistrer et qui s'effectue par la reconnaissance d'un événement ou d'un groupe d'événements prédéterminés. Pour permettre de déterminer simplement les temps de transition la logique à multiniveaux est par exemple une logique à trois états: haut, médian, bas. Une solution normale consisterait en l'utilisa- tion systématique de deux comparateurs par sonde pour disposer d'une numérisation sur deux états et sur trois états, suivis d'une sélection des données numériques. Mais ceci nécessite 2N comparateurs et N multiplexeurs pour N sondes. De plus le nombre élevé de connexions véhiculant des signaux haute fré- quence peut poser des problèmes de réalisation. C'est pourquoi selon l'invention le système d'aiguillage analogique des si- gnaux est inséré entre la partie numérisation des signaux et les sondes d'entrée. Il permet d'affecter à un signal d'en- trée soit un seul comparateur (numérisation à un seuil: deux états) soit deux comparateurs (numérisation à deux seuils par exemple à 20% et 80% de l'amplitude du signal), ce qui permet de distinguer trois états possibles: les états haut, bas, et l'état médian. Il est également possible d'affecter tous les comparateurs à un seul signal à tester et d'opérer selon une logique à multiniveaux. La modularité du système permet de configurer l'instrument pour l'observation en mode deux états ou multiniveaux avec un nombre déterminé et assez faible de comparateurs. Sans déplacement des sondes, on peut ainsi choi- sir d'examiner un signail d'entrée en mode classique (deux états) ou en mode étendu (trois états). En contrepartie, comme plusieurs comparateurs sont utilisés pour une seule voie d'en- trée, le nombre de voies disponible est alors-réduit. Préférentiellement l'analyseur logique dispose d'autant de sondes que de comparateurs de sorte que chaque sonde affectée à -un comparateur va permettre la numérisation - d'un signal à tester sur une logique à deux états. Le passage à une numérisation à trois états nécessite d'affecter deux comparateurs à une même sonde et donc de laisser une sonde inutilisée. Le passage à une numérisation à N états nécessite d'affecter N-1 comparateurs à une même sonde et donc de lais- ser N-2 sondes. inutilisées. Pour opérer en logique à N états il est nécessaire d'utiliser N-1 références, soit deux réfé- rences pour une logique à trois états. Pour présenter l'information à l'utilisateur lorsque la logique à multiniveaux comprend un état haut, un état bas et au moins un état médian borné par deux références, ledit état médian est visualisé sur un dispositif de visuali- sation selon une droite ou une courbe monotone joignant les deux références entre le début et la fin dudit état médian. La succession de courbes monotones peut elle-même constituer une courbe monotone. Ta durée de l'état médian est caractéristique du temps de transition du signal. Lorsque cette durée dépasse une valeur prédéterminée ceci est- caractéristique d'un défaut. Pour éviter que ce défaut, qui peut avoir un taux de répéti- tion très faible, ne soit pas décelé par l'utilisateur, le bloc de contrôle détecte cet évènement et impose à l'analyseur logique d'afficher cette situation pour le signal à tester considéré. Ainsi lorsque la durée de l'état médian dépasse une durée prédéterminée le dispositif de visualisation est déclen- ché pour visualiser cet état médian. L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures suivantes données à titre d'exemples non limitatifs qui représentent: Figures 1A à 1D: une représentation d'un signal à tester, des signaux numérisés sur deux et trois états et du signal affiché sur le dispositif de visualisation. Figure 2: une représentation schématique d'un analyseur logique selon l'invention. Figure 3: une représentation détaillée de la partie aiguillage et numérisation selon l'invention. La figure 1A représente un signal analogique cor- rect 10 et un signal défectueux 11. Si on effectue une numéri- sation de ces signaux sur deux états à l'aide d'un compara- teur, on obtient dans les deux cas le signal numérisé de la figure lB avec par exemple une référence placée à 50% de l'ex- cursion maximale et en supposant ici que les deux signaux pas- sent sensiblement par le même point milieu. Il n'est donc pas possible dans cette situation de différencier un signal cor- rect et un signal défectueux. La figure 1C représente par contre une numérisa- tion sur trois états à l'aide de deux comparateurs et de deux références placées par exemple à 20% et 80% de l'excursion maximale. On obtient respectivement les signaux numérisés 12 et 13 pour les références à 20% et 80%. La figure 2 représente un analyseur logique com- prenant des sondes 20 reliées à un circuit d'aiguillage 21 lui-même réuni à un numérisateur 22. Les signaux numérisés sont mémorisés dans une mémoire 23 et visualisés sur un dis- positif de visualisation 24. Un bloc de contrôle 25 va agir simultanément sur le circuit d'aiguillage 21 et sur le numéri- sateur 22 pour modifier les références. - La figure 3 représente avec plus de détails le circuit d'aiguillage 21. Il est formé d'une matrice d'in- terrupteurs Sij organisés en i lignes et j colonnes avec j inférieur ou égal à i. Pour décrire plus aisément l'invention l'exemple représenté possède 8 lignes et 8 colonnes, mais n'est pas limité par le nombre de sondes à connecter. Le nom- bre minimum est de deux sondes qui se partagent deux compara- teurs. Les sondes P1 à P8 forment huit voies d'entrée desti- nées à être reliées à des signaux à tester. Chaque sonde est reliée à un interrupteur de la première colonne. La sortie de l'interrupteur Sll est reliée à chacun des sept interrup- teurs de la deuxième colonne. Chacun de ces sept interrupteurs de la deuxième colonne est relié par l'autre borne à une des sept voies après l'interrupteur Sil(i=2 à 8) placé sur cette voie. Les autres interrupteurs sont connectés de-la même ma- nière. La huitième colonne contient ainsi un seul interrupteur S88. La sortie de chaque interrupteur Sll à S81 est reliée à un comparateur C1 à C8 qui délivre le signal numérisé selon la valeur de la référence R1 à R8 qui lui est connectée. Plusieurs modes de fonctionnement sont ainsi possibles dont seulement quatre sont décrits à titre d'exem- ple. Exemple 1 - Mode 8 voies à 2 états. L'invention permet le fonctionnement habituel avec un comparateur affecté à chaque voie. Tous les interrup- teurs Sil sont fermés et tous -les autres sont ouverts. Dans ce cas généralement les références sont placées à 50%. Exemple 2 - Mode 1 voie à 3 états et 6 voies à 2 états.. Dans ce cas le comparateur d'une voie est affecté à une autre voie et la sonde correspondante, par exemple P5, se trouve inactive bien qu'elle puisse rester physiquement en contact avec son signal. Pour cela on a: Sll fermé et R1 à 20% par exemple, S52 fermé et R5 à 80% par exemple. Tous les autres interrupteurs S5j sont ouverts. Les autres voies opèrent comme dans l'exemple 1. Exemple 3 - Mode 4 voies à 3 états. Par exemple: - C1 et C3 sont affectés à la voie 1 alors S11: fermé S32: fermé S31: ouvert - C2 et C6 sont affectés à la voie 2 alors S21: fermé S63: fermé S61: ouvert - C4 et C7 sont affectés à la voie 4 alors S41: fermé S75: fermé S71: ouvert - C5 et C8 sont affectés à la voie 5 alors S51: fermé S86: fermé S81: ouvert tous les autres interrupteurs sont ouverts. Exemple 4 - Mode 1 voie à 9 états. Sll et tous les interrupteurs de la colonne 2 sont fermés et les références R1 à R8 sont placées à des va- leurs différentes. Si 8 comparateurs sont utilisés, on peut choisir 6 modes possibles: 8 voies 2 états 6 voies 2 états et 1 voie 3 états 4 voies 2 états et 2 voies 3 états 2 voies 2 états et 3 voies 3 états 4 voies 3 états 1 voie 9 états. Dans tous ces exemples chaque comparateur doit avoir sa référence placée à une valeur déterminée qui dépend de la numérisation qu'il opère. Ceci est réalisé par le bloc de contrôle 25 (figure 2) qui agit également sur l'état d'ou- verture ou de fermeture de chaque interrupteur. Dans une numérisation à multiniveaux par exem- ple à 3 états, le signal numérisé délivré par chaque compara- teur va présenter une allure représentée par la figure 1C. -2633053 Avant un instant TI les deux comparateurs sont à 0 (état bas); après un instant T2 les deux comparateurs sont à 1 (état haut). Entre T1 et T2, un des comparateurs est à 0 et l'autre à 1 (état médian). Des moyens de contrôle 26 (figure 2) de l'analy- seur logique vont permettre d'afficher sur le dispositif de visualisation 24 un segment de droite ou de courbe reliant le niveau 0 à l'instant T1 au niveau 1 à l'instant T2 (figure 1D), afin de présenter à l'utilisateur le résultat de la numé- risation. D'autre part le numérisateur 22 (figure 2) opé- rant sous le contrôle d'une horloge H, la durée entre T1 et T2 va pouvoir être déterminée selon un nombre de périodes de l'horloge H. Cette durée va être comparée dans un déclencheur 27 (figure 2) qui prélève les données en sortie du numérisa- teur 22 et détermine si la durée T1 T2 est supérieure à une valeur prédéterminée. Dans l'affirmative, le temps de transi- tion du signal à tester est donc trop grand et le déclencheur agit (connexion 28) pour que la lecture de la mémoire se fasse sur cet événement et qu'il soit visualisé sur l'écran. Les si- - gnaux défectueux sont ainsi automatiquement visualisés, ce qui est très important lorsqu'un tel événement a un taux de répé- tition faible. Le déclencheur 27 et la mémoire 23 sont égale- ment contrôlés par l'horloge H. Revendications: 1. Analyseur logique muni de sondes prélevant des signaux à tester qui sont introduits dans un numérisateur muni de comparateurs qui effectuent une numérisation selon une lo- gique à deux états, caractérisé en ce qu'il comprend un cir- cuit d'aiguillage, disposé entre les sondes et le numérisateur qui permet d'affecter plusieurs ou tous les comparateurs à un signal à tester donné pour étendre sa numérisation à une logi- que à multiniveaux, le circuit d'aiguillage et les références de chaque comparateur étant contrôlés par un bloc de contrôle. 2. Analyseur logique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le circuit d'aiguillage est constitué d'une matrice de portes de transfert MOS ou des transistors à effet de champ FET. 3. Analyseur logique selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les transistors à effet de champ sont des MESFET à l'arséniure de gallium. 4. Analyseur logique selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lorsque la logique à multiniveaux comprend un état haut, un état bas et au moins un état médian borné par deux références, ledit état médian est visualisé sur un dispositif de visualisation selon une droite ou une courbe monotone joignant les deux références entre le début et la fin dudit état médian. 5. Analyseur logique selon la revendication 4, carac- térisé en ce que lorsque la durée dudit état médian dépasse une durée prédéterminée le dispositif de visualisation est dé- clenché pour visualiser cet état médian.