Анализатор логики работы дешифраторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Как разобраться в работе устройства, в котором применены ПЛИС или заказные СБИС, не имея его подробного описания? Только анализируя сигналы на входах и выходах микросхем и контактах разъемов. Помочь в этом сможет предлагаемый прибор. В некоторых случаях он с успехом заменит многоканальный цифровой запоминающий осциллограф. С помощью анализатора автору статьи удалось отремонтировать несколько игровых видеоприставок.

Процессор типичной вычислительной системы имеет доступ к каждой из микросхем памяти и ко всем портам ввода/вывода. Обращаясь к ним, он выставляет определенную комбинацию логических уровней на шинах адреса и управления. Сигнал выбора устройства (микросхемы памяти или регистра ввода/вывода) формирует дешифратор адреса (ДА), в общем случае выполняющий операцию логического И над прямыми и инверсными значениями сигналов процессора.

В современной аппаратуре ДА нередко бывают размещены внутри ПЛИС и заказных микросхем с неизвестной пользователю логикой работы. Вышедшие из строя устройства с такими микросхемами иногда удается отремонтировать, заменив отказавший встроенный ДА самодельным внешним, собранным из доступных деталей. Но для этого прежде всего необходимо определить, какие именно сигналы процессорной системы поступают на входы ДА.

Имея исправное устройство, аналогичное ремонтируемому, можно с помощью многоканального цифрового запоминающего осциллографа снять и внимательно проанализировать временные диаграммы многочисленных сигналов. Однако это потребует много времени и терпения. В ряде случаев проще воспользоваться анализатором логики работы дешифраторов (далее - анализатором), схема которого приведена на рис. 1. Подав на его вход "CS" выходной сигнал ДА и поочередно соединяя вход "ADR" с различными цепями проверяемого устройства, удается довольно быстро найти сигналы, участвующие в работе дешифратора, и определить их полярность. Анализ основан на том, что сигнал, поданный на вход "ADR", с большой вероятностью принадлежит к числу входных ДА, если его логический уровень один и тот же в начале каждого импульса на входе "CS" и остается неизменным в течение всего импульса.

Традиционно в большинстве микропроцессорных систем активный уровень на выходе ДА - низкий. Но возможны исключения. Выключатель SA1 позволяет выбрать в качестве активного высокий или низкий уровень сигнала на входе "CS". В зависимости от его положения элемент DD1.3 инвертирует или не инвертирует сигнал.

Перед сравнением уровней сигналов на входах "CS" и "ADR" элементы DD3.1, DD3.2 и DD1.4 задерживают последний на несколько десятков наносекунд. Этим компенсируется задержка в анализируемом ДА и в элементе DD1.3. Собственно сравнение выполняют элементы DD3.3 и DD3.4, импульсы на выходах которых появляются лишь в случае несовпадения входных сигналов во времени. Цепи R5C3 и R6C4 подавляют кратковременные выбросы (так называемые "иголки"), вызванные переходными процессами.

Из элементов микросхемы DD5 собраны два RS-триггера. На один из входов каждого поступают импульсы от соответствующего узла сравнения, на другой - от генератора импульсов сброса на элементах DD1.1, DD1.2. Периодический сброс триггеров позволяет следить за динамикой исследуемого процесса. Скважность импульсов сброса - 500... 1000, период повторения - 80... 120 мс. Благодаря применению микросхемы DD1 серии КР1533, номинал резистора R3 выбран довольно болв-шим (по меркам ТТЛ), что позволило уменьшить емкость конденсатора С1.

Счетчик DD4 служит детектором изменений сигнала на входе "ADR". Если между двумя импульсами сброса с выхода элемента DD3.1 на вход 5 DD4 пришло не менее двух импульсов, установившийся на выходе 2 счетчика высокий уровень поступит на входы элементов DD2.3 и DD3.4, разрешая индикацию состояния триггеров светодиодами HL1, HL2 до прихода очередного импульса сброса на вход R счетчика.

Одновременное свечение светодиодов означает, что сигнал, поданный на вход "ADR", в работе анализируемого ДА не участвует. Если светится (иногда с "подмигиванием") только один из светодиодов, уровень сигнала на входе "CS" активен при низком (горит HL1) или высоком (горит HL2) логическом уровне сигнала на входе "ADR". При постоянном логическом уровне сигнала на входе "ADR" (например, когда этот вход никуда не подключен) состояние счетчика DD4 остается нулевым и индикаторы погашены. Практика показала, что подобная блокировка значительно уменьшает вероятность ложных показаний анализатора.

Последовательно во входные цепи анализатора включены низкоомные резисторы R1 и R2. Они необходимы для устранения "звона" на перепадах анализируемых сигналов, возникающего при длинных соединительных проводах. Если требуется защита входов от больших положительных и отрицательных напряжений, в анализатор устанавливают диоды VD3-VD6, показанные на схеме (рис. 1) штриховыми линиями. Однако собственная емкость диодов ухудшает быстродействие прибора. Диоды могут быть из серий КД521, КД509 или аналогичные импортные.

Анализатор питают от любого источника напряжения 5 В, в том числе от имеющегося в проверяемом устройстве. Потребляемый ток не превышает 35 мА. Диод Шотки VD1 защищает от неправильной полярности подключения к источнику. Если в этом нет необходимости, диод можно исключить, заменив перемычкой. Для получения напряжения высокого логического уровня, подаваемого на некоторые входы логических элементов и микросхем, использован элемент DD2.1.

В качестве HL1 и HL2 пригодны светодиоды любого типа и цвета свечения, хотя лучше смотрится пара "красный- зеленый". Микросхемы DD1 и DD3 желательно применить серии КР1533. Остальные могут быть из разных ТТЛ-серий, например, К555, К155.

Подав на вход "CS" собранного анализатора любые импульсы уровней ТТЛ частотой от сотен герц до единиц мегагерц, убедитесь, что при никуда не подключенном или соединенном с цепью +5 В входе "ADR" светодиоды HL1, HL2 не горят. После соединения входа "ADR" с общим проводом светодиоды кратковременно вспыхивают и гаснут. Если подать на вход "ADR" те же импульсы, что и на "CS" (соединив входы), при замкнутом выключателе SA1 должен светиться только светодиод HL1, при разомкнутом - только HL2.

Пример практического применения анализатора - исследование узла формирования сигналов выбора картриджа в игровой видеоприставке "Sega" (см. Рюмик С. Особенности схемотехники 16-битных видеоприставок. - Радио, 1998, № 4, 5, 7, 8).

Вход "CS" подключают к одной из цепей выбора ПЗУ - контактам В16 (ОЕ) или В17 (CS) разъема "CARTRIDGE" исправной приставки. Устанавливают и запускают в работу любой игровой картридж. Щупом, соединенным со входом "ADR", поочередно касаются каждого контакта разъема "CARTRIDGE" и некоторое время наблюдают за состоянием светодиодов анализатора. В сомнительных случаях нажимают кнопку "RESET" игровой приставки. Таким образом находят контакты, при подключении к которым в одном положении выключателя SA1 светятся оба светодиода, а в другом - только один из них. Иногда, чтобы убедиться в правильности анализа, приходится повторить его с другим картриджем.

Разумеется, нет никакой гарантии, что все нужные сигналы будут найдены. Нельзя исключить, что некоторые из них "спрятаны" очень глубоко внутри СБИС и физически недоступны. И все-таки...

Эксперимент показал, что импульсы выбора картриджа CS совпадают по времени с высокими уровнями сигналов А21 и А22, а ОЕ - с низкими уровнями WE1 и WE2. В результате удалось изготовить узел всего на одной микросхеме, заменяющий неисправные дешифраторы. Его схема показана на рис. 2, крестами на ней отмечены цепи видеоприставки, которые необходимо разорвать при установке узла, перерезав печатные проводники. Естественно, при неисправности только в цепи формирования сигнала ОE нет необходимости переделывать цепь CS, и наоборот.

С помощью этого узла удалось отремонтировать несколько "безнадежных" экземпляров "Sega" моделей НАА-2502 и МК-1631-07 с дефектами СБИС видеопроцессора U3 (ТА-06) и мультипроцессора U4 (с надписью "97хх" или "98хх"). Внешним признаком неисправности было полное отсутствие изображения и звука, импульсов обращения к картриджу CS и (или) ОЕ, высокий логический уровень на выводе В31 (CHECK) разъема "CARTRIDGE".

Автор: С.Рюмик, г.Чернигов, Украина

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Опасные блестки 20.10.2021 Ученые из Новой Зеландии призвали полностью запретить использование блесток в любых целях. Исследователи заявили, что глиттер может вызвать экологическую катастрофу. Главная опасность заключается в том, что, по сути, блестки - это частицы микропластика, которые чрезвычайно загрязняют Мировой океан. Если считать поштучно, то они составляют более 92% всех пластиковых изделий, плавающих в морях и океанах. Животные ошибочно принимают их за планктон и поедают, а это вредит их печени и ускоряет вымирание многих видов. Кроме того, рыба, наглотавшаяся блесток, может оказаться и на нашем столе, подчеркнули ученые. Глиттер делают из полимера под названием полиэтилентерефталат, из него же производят, к примеру, бутылки и прочую упаковку, всевозможные пленки. Кроме того, блестящий слой - это, как правило, алюминий. Ситуация усугубляется тем, что блестки впитывают в себя ядовитые вещества. При этом процесс их разложения в природе занимает тысячи лет.

Другие интересные новости:

▪ Туристические космокапсулы

▪ Вязание - тоже терапия

▪ Механический скелет, управояемый нейронами человека

▪ Надувные таблетки

▪ Материал с поглощением света 99,7%

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Незлым, тихим словом вспомнить (помянуть). Крылатое выражение

▪ статья Как возникли цифры? Подробный ответ

▪ статья Узел Гарда (Петля Гарда). Советы туристу

▪ статья УКВ антенна типа YAGI на 144 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сколько кубиков в коробке? Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025