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:

Роботизированные кроссовки Sidekick 18.01.2026

Американский стартап Dephy представил инновационные кроссовки Sidekick с электроприводом, которые работают как дополнительная икроножная мышца, помогая пользователю быстрее перемещаться и меньше уставать. Sidekick представляет собой сочетание обуви и мини-экзоскелета, встроенного в область косточки. За счет электропривода кроссовки поддерживают движение стопы и усиливают сокращение икроножных мышц, снижая нагрузку на ноги. Это позволяет ходить дольше и с меньшей усталостью, особенно при длительных прогулках или активной работе на ногах. В отличие от многих носимых устройств, для работы Sidekick не требуется установка приложений или индивидуальная калибровка. Кроссовки автоматически подстраиваются под шаг и особенности движения владельца, обеспечивая комфорт и простоту использования с первого надевания. Комплект включает в себя сам экзоскелет на косточку и пару кроссовок, доступных в белом и черном цвете. Устройство питается от аккумуляторов, что делает его автономным и готовым ...>>

Поющий леденец Lollipop Sta 18.01.2026

Компания Lava представила Lollipop Star - леденец на палочке, способный воспроизводить музыку через костную проводимость, прямо "в голове" пользователя. Особенность устройства заключается в том, что звук передается не через воздух, как у традиционных динамиков, а через вибрации челюсти. Пользователь должен прикусить леденец задними коренными зубами: электронный модуль в палочке преобразует вибрации в звук, который достигает внутреннего уха. Таким образом, поедание конфеты превращается в необычный аудиофеномен. Съедобная часть леденца соединена с небольшим электронным модулем в ручке, где расположены кнопка включения и механизм вибрации. После активации звуковой сигнал передается через костную проводимость, создавая эффект музыки "внутри головы". Ориентировочная цена продукта составляет 8,99 долларов, а в продажу он поступит после завершения CES. На старте продаж Lollipop Star будет доступен в трех вкусах, каждый из которых ассоциирован с определенной песней и исполнителем. Пер ...>>

Интерактивная система Lego Smart Play 17.01.2026

Компания Lego предложила новый подход к конструкторским играм, представив платформу Smart Play, которая объединяет традиционные кирпичики с сенсорами, звуками и возможностью реагировать на действия ребенка. Разработка системы заняла около восьми лет и направлена на поддержку социальной, сюжетной и творческой игры. Главная идея Smart Play заключается в том, чтобы "спрятать" сложную электронику внутри конструкции. Это позволяет детям сосредотачиваться не на гаджетах, а на создании историй, взаимодействии с персонажами и собственной фантазии. Технология ориентирована на развитие творческого мышления и вовлечение в игру с самого начала. Система базируется на специальном "умном кирпиче", оснащенном датчиками, который способен реагировать на движение, воспроизводить звуки и распознавать другие элементы конструктора, включая умные минифигурки. Дополнительные Tiny Smart Tags позволяют платформе понимать контекст использования кирпичей: например, находится ли элемент в машине, вертолете и ...>>

Случайная новость из Архива Выращивание помидоров в теплицах с кондиционерами 22.03.2023 Эмиратские производители помидоров готовятся к началу лета, когда они смогут выращивать помидоры в сложных условиях и при температуре до 45°С благодаря теплицам с кондиционерами. Об этом рассказал генеральный директор Ghalya Farm Али Альжарарва. "Когда летом температура поднимается до 40-45 °С, в таких условиях не выживает ни один урожай, и все эмиратские производители используют теплицы с кондиционерами и прохладными потоками воздуха в течение дня", - отмечает Али Альжарарва. По словам производителя, обслуживание этих теплиц недорого с точки зрения энергии, но предполагает использование большого количества воды: "Стоимость энергии не очень высока, что позволяет нам продолжать производить помидоры по конкурентоспособным ценам, также влияние на окружающую среду незначительно". Али Альжарарва заявила, что по качеству овощи также очень похожи на производимые в открытом грунте. Сейчас у него 10 га, покрытых теплицами, и в ближайшие сезоны планирует увеличить их до 20 га. Все местное производство томатов поглощается местным рынком: в супермаркетах и на фермерских рынках, а также путем прямых продаж с фермы конечному потребителю. Хотя в летний период стоимость продукции растет, производители рассчитывают на тенденцию потребителей отдавать предпочтение национальному продукту.

Другие интересные новости:

▪ Индикаторы на полимерных светодиодах

▪ Платформа для сетевых автомобилей

▪ Платформа AMD AM1 (Kabini)

▪ Робот для эвакуации раненых

▪ Работа в коллективе подавляет интеллект

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Огюст Ренуар. Знаменитые афоризмы

▪ Какие изменения в Европе и мире произошли после Второй мировой войны? Подробный ответ

▪ статья Подорожник ланцетовидный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электроток против мутации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ/СВ-радиоприемник в корпус абонентского громкоговорителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026