[科普中国]-数据域测量

对数字系统逻辑特性进行的测量，主要用以对数字系统的故障进行侦查、定位或诊断。数据域测量是60年代末和70年代初发展起来的测量技术。“数据域”功能用于定义要对数据定义应用的特征。 将字段添加到行定义时，该字段将继承数据定义及其数据域的属性。数据域指定数据类型，并应用所允许的最小值和最大值以及其他约束。

简介数字系统所处理的二进编码脉冲序列通常称为数据。集成化数字电路特点

之一是内部电路复杂而外部可测点甚少，因而要求在一定的输入数据样式下，在有限输出点上测量输出数据样式1从而推断电路内部发生的事件。这就是所谓数据域测量，它同经典的时域测量与频域测量根本不同。另外，数字系统内部故障所引起的现象，往往要经过相当长时间（许多个机器操作周期）才能在输出上表现出来，而在某些情况下也可能不表现出来，用经典的时域或频域测量仪器（如示波器等）是无法测出的。因此，需要发展一套新的测量技术和测量仪器。

方法数字电路中，由于材料和工艺上的缺陷而引起电路的异常动作称为故障。故障是缺陷的逻辑表现。发现故障的存在称为故障侦查；确定故障发生的部位，称为故障定位；侦查和定位合称为诊断。对于复杂系统，完备的侦查或定位十分困难，理论分析和实际测量的对象2，往往仅限于固定的永久性呆滞型故障，即当电路某一个或多个节点恒呆滞于0（记作s-a-0）或呆滞于1(s-a-1）的情况。例如，共射极连接的晶体管电路，当集电极或基极断路时，其集电极负载输出即形成 s-a-1故障（恒为高电平）；当集电极与发射极短路时，输出即形成s-a-0故障(恒为低电平）。在一个“与”门中，正常的真值表如图中a。当输入端x1有s-a-1时，其实际真值表将如图中b。□表示故障情况。若输入激励（x1=0,x2=1），或写成为矢量形式X=（0，1），则由于x1的s-a-1，将使输出为y=1，而不是正常的y=0。于是，输入矢量X 就可以侦查出这个故障。图中c表示“与”门输出端y有 s-a-1的情况。有三个输入矢量X1=(0,1），X2=(0，0），X3=（1,0）都能侦查这一故障。因此，多个输入矢量能侦查同一故障；而同一个输入矢量也可能侦查几种不同故障，例如X1=(0,1）既能侦查“与”门x1的s-a-1，也能侦查y的s-a-1。若单只用X1=(0，1），则当测量到y=1时，这表明被测“与“门有故障，但不能断定x1或y有s-a-1，或二者均存在。换言之，X1=(0,1）只能作故障侦查，而不能定位。如果继之再输入一个矢量X2=(0，0），即可达到诊断的目的，如图中 d所示。测量过程所用的输入矢量序列（测试样式）X1,X2，…，Xn及其相应的无故障输出矢量序列（正常输出样式）Y1,Y2，…，Yn总称为一个测试，并记作T={X1,X2，…，Xn;Y1,Y2，…，Yn}。n称为测试的长度。图中d 的例子是一个长度为2的T,T={（0,1），（0，0）；（0），（0）}。

目的数据域测量的主要目的是寻求尽可能完备的、短的测试集，产生测试所需的测试样式，捕获并显示输出样式，从而完成故障的侦查或定位。

仪器产生测试样式的仪器称为样式发生器，或数字发生器。用各种方式捕获并显示输出样式的仪器称为逻辑分析仪，或故障寻迹仪。还有一类利用数据压缩技术作不完备测量用的简易仪器，称为特征分析仪。

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学