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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Коллективный разум муравьев 28.06.2025 Понимание механизмов, лежащих в основе сложных социальных систем в природе, остается одной из важных задач современной биологии. Особое внимание привлекают муравьи - насекомые, чья организация общества поражает своим уровнем координации и распределения ролей. Недавно международная команда ученых сделала значительный шаг в изучении того, как генетика формировала социальное устройство муравьев, проведя крупнейший сравнительный анализ их геномов. Исследование началось девять лет назад в Копенгагенском университете и охватило более 130 видов муравьев. Результаты работы проливают свет на уникальные особенности развития муравьиной цивилизации. Интересно отметить, что еще в древности философы и мыслители, такие как Аристотель, отмечали восхищение социальной организацией этих насекомых, а даосские учения использовали их как символ бренности человеческой власти. Анализ показал, что геном муравьев претерпел глубокую перестройку после их появления в позднем юрском периоде. Эта эволюционная трансформация позволила выстроить четкую иерархию с разделением на касты: королев, самцов и стерильных рабочих особей. Ученые обнаружили, что многие гены, отвечающие за распределение труда в муравейнике, оставались практически неизменными на протяжении более 100 миллионов лет, что свидетельствует о высокой консервативности этих участков ДНК. Особое внимание привлекли большие фрагменты генома, связанные с репродуктивной функцией и поведением рабочих муравьев. Несмотря на масштабные генетические перестановки в целом, эти области оставались стабильными, что указывает на их важнейшую роль в поддержании социальной структуры и успешном выживании видов. Выявленные генетические механизмы помогают понять, каким образом в природе формируются сложные коллективные поведения. Муравьи оказываются ярким примером того, как генетика и эволюция совместно создают высокоорганизованные сообщества. В целом, результаты работы не только углубляют наши знания о биологии муравьев, но и служат важной моделью для изучения социальных систем у других животных. Понимание генетических основ коллективного разума может иметь широкие последствия для биологии, экологии и даже робототехники.

Другие интересные новости:

▪ Новый процессор новый двухъядерный процессор Pentium Е6300 от Intel

▪ Luminous Carpet - умный проводник в пространстве

▪ Мидии помогли создать сверхпрочный полимер

▪ Nokia 106 с рекордным временем работы

▪ Star Citizen - самая дорогая игра в мире

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта История техники, технологии, предметов вокруг нас. Подборка статей

▪ статья Менеджмент. Шпаргалка

▪ статья Как в Северной Корее изменены правила баскетбола? Подробный ответ

▪ статья Испанский золотой корень. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья ИК автомат управления освещением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Инвертор на гибридном тиристоре, 180-230/12-24 вольта 20 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026