In work . . .
Esta prueba la realicé debido a que los recursos del equipo que tenía no eran suficientes para llevar a cabo una prueba mixta en la cual podría haber usado los módulos de medición de frecuencia y pulsos que tenía. Mi sistema estaba al límite y y tenía los recursos digitales asignados, me decidí por esta opción que es una buena alternativa para lograr el mismo resultado, debido al ancho de pulso pequeño, esta prueba generará resultados más precisos a pulsos de mayor tamaño.
Una parte muy importante en el desarrollo de sistemas de ICT (In Circuit Test), es el desarrollo de pruebas digitales, en esta ocasión desarrollaremos una prueba digital que consiste en lo siguiente:
"Leer un pulso de 10uS de ancho que sale de un microcontrolador después de que este es encendido o reiniciado, el pulso sale después de 300 milisegundos."
Las condiciones son las siguientes:
- El Pin de entrada MCLR/Reset es el número 4.
- El pin de salida del pulso es número 14.
- El microcontrolador se alimenta con 3.3V.
- El tablero se encuentra panelizado y tiene 20 tableros que conforman el panel.
- El microcrontrolador tiene u2 como designador y es de 20 pines.
En la siguiente figura se muestra una representación de ejemplo de un uC, con su pin de "Reset" y su pin de salida.
En la siguiente figura se muestra una representación de la señal de salida y también de la señal de MCLR/Reset.
La prueba digital está formada de 4 secciones, listadas a continuación:
- Sección de declaración
- Sección de tiempo
- Sección de definición de vectores
- Sección de ejecución de vectores
Sección de declaración y tiempo
En esta sección es la primera parte del código de una prueba digital, aquí colocamos información referente al tipo de prueba y las características del dispositivo a ser probado, está información le servirá también al IPG Test Consultant para la generación de recursos necesarios para hacer la prueba. Una librería dígital de prueba debe al menos tener esta sección para poder hacer la asignación de recursos a la hora de desarrollar un fixture de In-Circuit, en caso de no hacerlo la asignación de recursos generará nuevos alambres y talvés tarjetas adicionales en caso de no tener recursos suficientes.
En el siguiente código he incluido comentarios para la explicación del mismo, en realidad estos comentarios no son necesarios y pueden ser eliminados del código, todo comentario comienza con el signo de admiración "!".
! Function: Read pulse
! Revision: A
! Author: César Alvarez
test digital; PulseID ! Definición del tipo de prueba y variable para regresar información del pulso
enable loop counter ! Falla en un loop si no sale después de repetirse ciertas cantidad de veces
sequential ! Tipo de prueba secuencial
!!!! Inicio de la sección de tiempo
test time 600m ! 600 mS como timeout de prueba, es necesario para cuando se tienen loops que pueden entrar
! en un ciclo infinito, si la prueba no termina después de 600mS la prueba fallará
vector cycle 650n ! Vector cycle de 650 nS, definición de tiempo del vector
receive delay 500n ! Receive delay de 500nS, definición de tiempo de espera para el receive una vez comenzado el vector
!!!! Fin de sección de tiempo
default device "#:u2" ! dispositivo al cual se le hará la prueba
set terminators to on ! Activa las terminaciones diode-clamp en los circuitos de los receivers
!!!! Sección de asignación de nombres de pines
assign PIN_7 to pins *
assign PIN_8 to pins *
assign PIN_9 to pins *
assign ALL_INPUTS to pins 3, 4, 11, 12, 15, 16, 17, 19
assign ALL_OUTPUTS to pins 2, 13, 14
assign PIN_2 to pins 2
assign PIN_3 to pins 3
assign RESET to pins 4 ! Se nombra RESET a pin 4
assign PIN_11 to pins 11
assign PIN_12 to pins 12
assign PIN_13 to pins 13
assign DATA to pins 14 ! Se nombra DATA a pin 14
assign PIN_15 to pins 15
assign PIN_16 to pins 16
assign PIN_17 to pins 17
assign PIN_19 to pins 19
assign PIN_18 to pins *
assign PIN_6 to pins *
assign PIN_1 to pins *
assign PIN_5 to pins *
assign PIN_10 to pins *
assign PIN_20 to pins *
!!!!
family TTL ! Dispositivo TTL
!!!! Declaración de formato de pines
! Declaración de pines de power
power PIN_7, PIN_8, PIN_9
! Declaración de pines de entrada
inputs ALL_INPUTS, PIN_3, RESET, PIN_11, PIN_12, PIN_15, PIN_16
inputs PIN_17, PIN_19
! Declaración de pines de salida
outputs ALL_OUTPUTS, PIN_2, PIN_13, DATA
! Declaración de pines no digitales
nondigital PIN_18, PIN_6, PIN_1, PIN_5, PIN_10, PIN_20
!!!!
capture DATA pack 16 ! Formato de captura de datos, se explicará más en detalle después
! Definición de referencias para pin de salida 14, todo arriba de 1.5 es considerado
! nivel lógico alto y todo debajo de 0.9 es considerado nivel lógico bajo
set ref on device "#:u2" pins 14 to rh 1.5, rl .9
Sección de definición de vectores
En esta sección definimos los diferentes vectores que usaremos para probar el dispositivo. Los vectores se pueden definir en cualquier order, un bloque de vectores se ejecutará en un ciclo de vector.
La definición de vectores se hace mediante bloques de vectores y cada block contiene las instrucciones las cuales conforman un vector. Cada bloque comienza y se define con la instrucción "vector [name]" y termina con la instrucción "end vector".
vector Keep
set RESET to "k"
end vector
vector Resetto1 ! Reset to high level
initialize to Keep
set RESET to "1"
end vector
vector Resetto0 ! Reset to low level
initialize to Keep
set RESET to "0"
end vector
vector Code_1
initialize to Keep
set DATA to "1"
end vector
vector Code_0
initialize to Keep
set DATA to "0"
end vector
vector Code_x
initialize to Keep
set DATA to "x"
end vector
Sección de ejecución de vectores
Esta es la última sección de la prueba y contiene los vectores que serán ejecutados. Esta sección puede contener bloques de ejecución de vectores o también conocidas como unidades digitales y subrutinas digitales, las subrutinas deben de estar antes que las unidades en caso de que se tengan y por lo menos se debe tener una unidad digital, lo cual es una excepción cuando solo es un "Setup" digital.
Las unidades digitales contienen las instrucciones de los vectores a ejecutar, la unidad se define con la instrucción: "unit [optional name]" y terminan con la instrucción "end unit" y pueden contener ejecución de vectores, llamadas a subrutinas digitales, repeats, loop, homing loops y vectores PCF.
La sección de ejecución de vectores de nuestro problema se muestra a continuación:
unit "Read Pulse"
repeat 100 times ! MCLR/Reset a 0 por 100*650nS = 65uS
execute Resetto0 ! reset the uC
end repeat
execute Resetto1 ! MCLR/Reset a nivel lógico alto
homingloop
execute Code_1 exit if pass ! Espera hasta encontrar un nivel lógico alto, sale si lo encuentra
end homingloop ! de no encontrarlo se termina la prueba una vez pasan los 600mS de test time
capture
repeat 20 times ! Una vez encontrado el pulso, almacena el nivel lógico de DATA por 20
execute Code_x ! ciclos de vectores y deja de capturar los estados lógicos
end repeat
end capture
fetch PulseID ! Guarda en PulseID la información obtenida
end unit
Lo que hace el código anterior es lo que sigue:
- Hace un reset al microcontrolador colocando el pin MCLR/Reset a un nivel lógico de 0 por 65uS. Y lo mantiene en un nivel alto lógico para continuar con la prueba.
- En el pin de salida espera a que se encuentre un nivel lógico alto, esto lo hace haciendo uso del homingloop, este es un ciclo infinito en el cual si no se encuentra la condición esperada, marcará un error cuando se llegue el tiempo definido con la instrucción test time, por eso es necesario definir está instrucción en la prueba. Hay que tener en cuenta que el homingloop tendrá que ejecutar un vector para poder verificar que se ha encontrado un nivel lógico alto y aproximadamente otro vector para salir y comenzar la ejecución de la captura de pulsos. Estos pulsos tienen que eliminarse del total de los vectores que determinan el ancho del pulso y ser considerados en los cálculos.
- La opción capture guarda los estados lógicos de un conjunto de vectores y los guarda en la RAM del capture, esta puede ser serial o paralela, en nuestro ejemplo usaremos serial. El número de bits que pueden ser capturados depende de la memoria RAM del sistema.
Para poder darnos una idea de como determinar el valor de un pulso de forma digital, mostraremos un ejemple de como representar un pulso de 100uS con un contador que incrementa cada 1uS, supongamos si la entrada cambia al nivel lógico bajo el contador se reiniciará a cero y cuando esté en nivel lógico alto incrementará cada 1uS en uno.
Entonces si el pulso tardar 100uS en nivel lógico alto el resultado del contardor será 100 y el valor del pulso será de 100uS, si el contador cuenta 97, el valor del pulso será 97uS y así de esta forma podemos determinar con una resolución de 1uS el valor del pulso que deseamos encontrar.
Esta misma analogía es la que será usada para la medición del pulso de 10uS que queremos leer, pero en este caso los incrementos del contador serán de 650nS.
La siguiente figura nos dará una mejor idea de como capture toma la información y también como debemos interpretarla para poder decidir si nuestro pulso se encuentra dentro de las tolerancias requeridas.
Si dividimos 10uS entre la duración del ciclo de vector 650nS nos daremos cuenta de que aproximadamente 15 ciclos de vectores sumados nos representarían un pulso de este tamaño.
La información se almacena en la RAM de la siguiente forma como bits consecutivos:
Pulso de 100 uS ideal, se representa: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
Solamente 20 bits son los que coloqué en la representación del pulso ya que el capture se hace por ciclos.
Si vemos la siguiente instrucción:
capture DATA pack 16
El número del final (16) representa como se agrupará la información que toma el capture en la variable en la cual se almacenará, en este caso dice que se agrupara en conjuntos de 16 bits, entonces si tomamos los primeros 16 bits tendremos la siguiente representación hexadecimal:
Pulso -> 0xFFFE, en decimal 65534
Por tal motivo solamente usamos una variable para poder extraer el valor del pulso, ahora supongamos que queremos agrupar la información que extraemos en grupos de 8 bits, la instrucción que usariamos sería la siguiente:
capture DATA pack 8
Nuestro resultado del pulso lo tendríamos que almacenar en un array, de la siguiente forma, antes tendríamos que declarar la prueba digital y el array en el cual se guardará la información de la siguiente forma:
test digital; PulseID(*)
Haciendo esto nuestro resultado quedaría agrupado en el array de la siguiente forma:
PulseID(0) = 0xFF
PulseID(1) = 0xFE
PulseID(2) = 0x00
En el caso de que sea de 1 se tendría lo siguiente:
capture DATA pack 1
PulseID(0) = 1
PulseID(1) = 1
PulseID(2) = 1
PulseID(3) = 1
.
.
PulseID(15) = 1
PulseID(16) = 0
PulseID(17) = 0
PulseID(18) = 0
PulseID(19) = 0
Entonces el resultado dependerá de como lo agrupemos y como nosotros lo queramos interpretar, también esto influirá en la cantidad de memoria que ocupará la variable en la cual se está almacenando el resultado.
En el transcurso de unos días agregaré el código usado en el testplan para hacer la prueba a nivel array y la interpretación de los resultados, gracias de antemano por su paciencia, espero les sea de ayuda y espero sus comentarios.
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