JPH10160800A

JPH10160800A - 診断情報発生装置及び方法

Info

Publication number: JPH10160800A
Application number: JP9321376A
Authority: JP
Inventors: Paul Szabo; ポール・スザボ
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1998-06-19
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: EP0844562A2; JP3111313B2; KR19980042802A; EP0844562A3; CN1185587A; US5748644A

Abstract

(57)【要約】【課題】回路基板の自己診断結果を周波数により表す
信号を発生し、この信号周波数を測定して診断結果を分
析する。【解決手段】メモリ１４に複数の診断試験のシーケン
スを蓄積し、プロセッサ１２がこの診断試験のシーケン
スを実行し、診断試験結果を得る。周波数発生器１６
は、この試験診断結果を表す信号を出力端子２２に供給
する。この端子の信号周波数を外部周波数測定器で測定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路基板の自
己診断試験、特に、電子回路基板の自己診断試験情報を
発生し、周波数測定器の如き一般に利用可能な電気信号
測定器を用いて、その情報を表示して電子回路基板の状
態を判断できる診断情報発生装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般形式の電子（プリント）回路基板
（ＰＣＢ）は、絶縁基板を有し、その上には、導電材料
の複数のライン、即ち、「ラン」がパターン化されてい
る。これらランは、電気部品が半田などにより電気的に
接続されたリード又はピンの複数の位置の間の電気的信
号路を形成する。この絶縁基板は、多層でもよく、複数
の層がランを含んでもよい。ＰＣＢは、その製造過程が
不完全な状態の場合、２個以上のランが短絡（ショー
ト）したり、１個以上のランが断線（オープン）したり
する。

【０００３】他の製造過程では、ＰＣＢに電気部品が取
り付けられる。典型的には、これら電気部品がＰＣＢ上
に配置されるので、ランの端子を形成するパッドにこれ
ら電気部品のピンが位置決めされ、そこで半田付けされ
る。これら電気部品の配置されたＰＣＢ（プリント回路
アセンブリ：ＰＣＡ）は、製造過程が不良の結果、欠陥
を生じるかもしれない。典型的には、これら欠陥は、一
般的に電気部品のピン同士の半田による短絡や、ピンが
浮き上がった状態である。ピンが浮き上がった場合、そ
のピンは、対応するパッドと物理的に接触しない。

【０００４】さらに、典型的には、電気部品自体の不良
が、欠陥の大部分を占める。その結果、ＰＣＡは、その
設計範囲内で機能しない。欠陥率が非常に低くなけれ
ば、試験を含めた製造コストが増加するが、ＰＣＡを電
気装置内に取り付ける前に、ＰＣＡを試験することは、
一般的にコスト低減効果がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＰＣＡに電気的に接触
する専用オフボード試験装置を用いて、かかる試験をし
ばしば行う。この試験では、ＰＣＡに種々の電気的刺激
（例えば、電気信号や、一定電位など）を与え、それに
よるＰＣＡの電気的応答を測定する。典型的には、試験
項目及びシーケンスをコンピュータ・プログラム（「診
断試験ソフトウェア」）により制御する。この方法によ
る試験は、比較的総合的であり、比較的詳細な故障情報
（分析結果）を得ることができるが、この方法は、比較
的高価であり、一般に、試験を試験装置の場所で実行で
きるもの制限されてしまう。

【０００６】ＰＣＡを試験する他のアプローチは、オン
ボード・プロセッサ（回路基板上に設けられたプロセッ
サ）を用いて、オンボードＲＯＭ（回路基板上に設けら
れたＲＯＭ）内に蓄積された診断試験ソフトウェア
（「オンボード試験」）を実行することである。この方
法は、総合性と分析精度を犠牲にしているが、簡易であ
り、比較的費用がかからないとという利点がある。

【０００７】ＰＣＡは、ＲＳ−２３２インタフェースの
如き標準通信用の通信ポートを含むが、オンボード試験
は、コンピュータへの出力用ポート又はデジタル・ワー
ドの他の周辺装置を含んでもよい。これらは、故障説明
情報をエンコードし、欠陥位置（場所）に関する指示を
与える。この方法は、データを読取り、そのデータをユ
ーザに表示できる比較的複雑で高価な周辺装置を必要と
する。

【０００８】いくつかのＰＣＡ、特に安価なＰＣＡは、
周辺装置との標準通信用の通信ポートと共には提供され
ない。さらに、これらは、ＵＡＲＴ（ユニバーサル非同
期型レシーバ・トランシミッタ）が通常行う如く、非同
期で送受信するのに必要な機能を有するプロセッサと共
にもにしばしば提供されない。

【０００９】典型的には、安価なＰＣＡは、試験ピン、
又はＬＥＤの如き２進指示器と共に提供され、診断試験
ソフトウェアが故障と判断したか否かの単一のビット指
示を出力する。この方法では、ボード空間にピン又は指
示器が広い場所を占めないが、分析精度が非常に低い。

【００１０】勿論、より高い分析精度を達成するため
に、試験ピンを介してシリアル・ビット・データを出力
することが可能である。しかしながら、一般的には、こ
れを行うには、データを取り込んで読取るために、比較
的複雑で特殊化された装置を必要とする。

【００１１】よって、回路基板から総合的な自己診断情
報を発生し、直接的にその情報を分析する新規な方法及
び装置が必要とされている。

【００１２】したがって、本発明の目的は、回路基板か
ら自己診断情報を発生する新規な診断情報発生装置及び
方法の提供にある。本発明の他の目的は、所定周波数形
式の診断情報を発生し指示する診断情報発生装置及び方
法の提供にある。本発明の更に他の目的は、回路基板が
発生した周波数を測定することによりこの回路基板の状
態を判断できる診断情報発生装置及び方法の提供にあ
る。本発明の他の目的は、関連した試験を行った回路基
板の対応位置（場所）と、それに対応した所定周波数と
の関係を示すテーブル（一覧表）を用いた診断情報発生
装置及び方法の提供にある。本発明の別の目的は、既存
のオンボードＡＳＩＣ（用途限定集積回路）を用いて所
定周波数を発生する診断情報発生装置及び方法の提供に
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、回路基板から
自己診断情報を発生する装置及び方法であり、自己診断
ハードウェア及びソフトウェアを有する回路基板を設け
て、上述の課題を解決し、上述の必要性を満足する。こ
れらハードウェア及びソフトウェアは、この回路基板の
単一の出力端子に、この回路基板の状態を表す周波数の
信号を発生する。この回路基板には、オンボード・プロ
セッサと、診断試験ソフトウェアを記憶したオンボード
ＲＯＭとを共に設ける。この診断試験ソフトウェアは、
複数の試験から成る診断試験のシーケンスを実施するの
に適する。また、各試験は、回路基板の一部を電気的に
刺激し、この回路基板の一部の電気的応答を測定し、容
認可能（パス）か容認不能（機能不全）かとしてこの応
答を特徴づける。容認不能な応答と判断した際に、周波
数発生器は、所定周波数の電気的信号を発生する。な
お、この所定周波数は、容認不能な応答と判断された特
定試験の診断試験シーケンス内の事象に実質的に対応す
る。周波数測定器に外部接続される出力試験端子が、周
波数発生器に電気的に接続されている。好ましくは、こ
の周波数発生器は、回路基板上に配置された既存のデジ
タル・クロック及び既存のＡＳＩＣを用いる。なお、複
数の周波数を発生するために、デジタル・クロック周波
数を分周する回路も含まれる。好適には、テーブル（一
覧表）を用いて、関連した試験が行われる回路基板の対
応位置と所定周波数との関係を指示する。

【００１４】上述及びその他の本発明の目的、特徴及び
利点は、添付図を参照した以下の詳細説明から明らかに
なろう。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、回路基板から自己診断情
報を発生する本発明の装置の好適実施例のブロック図で
ある。この好適実施例は、プリント回路アセンブリ
（「ＰＣＡ」）１０内に、プロセッサ１２と、診断試験
ソフトウェアを特に記憶したメモリ１４と、周波数発生
器１６とを用いている。通常、ＰＣＡ１０は、集積回
路、抵抗器やコンデンサなどのディスクリート部品、又
は任意の他の電気部品でもよい電気部品Ｃ（１）・・・
Ｃ（ｎ）も含んでいる。ＰＣＡ１０を製造した後、電気
部品を電気的に試験して、（１）半田ブリッジ、（２）
半田による短絡、（３）短絡したラン、（４）断線した
ラン、（５）他の電気的又はソフトウェアの機能不全が
あるか否かを確認することは、しばしば望ましい。プロ
セッサ１２は、一般に、ＰＣＡ１０のラン又は電気部品
を介して、たとえ総てでなくても多くの電気部品と電気
的に接続している。プロセッサ１２と、メモリ（素子）
１４内の診断試験ソフトウェアとを用いて、総てでなく
ても多くの電気部品を試験することは、この技術分野で
は典型的なことである。

【００１６】診断試験ソフトウェアは、複数の個別の試
験から成る診断試験のシーケンスを実施するのに適して
いる。個別の試験は、ＰＣＡの一部を電気的に刺激し、
その同じ部分又はＰＣＡの所望の他の部分の電気的応答
を測定し、この応答が容認可能（パス）か容認不能
（「故障（機能不全）」）かを特徴付けるのに適してい
る。ＰＣＡ試験の一部は、一般的には、刺激するのに望
ましいか、応答を判断するのに望ましい１個の電気部品
のピン又はリード線との電気的な連続性（連続的な接
続）、又は電気部品が存在するＰＣＡ上の場所に関する
ものである。

【００１７】周波数発生器１６は、プロセッサ１２のコ
マンド（命令）により出力端子２２に電気信号を発生す
る。この電気信号は、診断試験のシーケンス内の個別の
試験に対応した１組の実質的に個別の所定周波数又はト
ーン（オーディオ周波数）の１つである。出力の所定周
波数は、故障と判断される個別試験に対応する。好まし
くは、診断試験ソフトウェアはＮ個の個別試験を含んで
おり、周波数発生器（周波数出力要素）１６は、関連し
たＮ個の所定周波数を発生する。しかし、所定周波数
を、１対１の対応関係ではない状態で個別試験に割り当
ててもよい。さらに、本発明の要旨を逸脱することな
く、これら所定周波数を、コードの特定ラインの如き診
断試験ソフトウェアの他の主要点に割り当ててもよい
し、個別の試験の数よりも少ない数でもよい。

【００１８】本発明の顕著な特徴は、既存のオンボード
回路の利点を得られることである。例えば、安価なＰＣ
Ａは、用途限定集積回路（「ＡＳＩＣ」）で提供される
カスタム・インテグレーションによりしばしば作られ
る。さらに、デジタル回路基板は、常に、単一の周波数
発生手段（「クロック発生器」）を含んでいる。本発明
が特に良好に適するＰＣＡ１０は、ＡＳＩＣ１８及びク
ロック発生器２０を含んでおり、これらは、周波数発生
器１６の機能を提供する。しかし、本発明を用いたＰＣ
ＡがＡＳＩＣ、クロック発生器又は他の周波数発生手段
を有さない場合、ＰＣＡ１０に追加した付加的な部品と
共に、本発明を実施してもよい。周波数発生手段を有す
るＰＣＡを提供するのに必要な変形は、当業者には容易
に理解できよう。

【００１９】周波数発生器１６において、ＡＳＩＣ１８
は、クロック発生器２０に結合され、クロックを分周し
て複数の所定周波数を発生する回路を含んでいる。好適
には、Ｎ個の個別試験用にはＮ個の除数が存在し、これ
ら除数により、便利なように予め間隔を空けた周波数
（実質的に均一な間隔の周波数）を発生する。これによ
り、安価なデジタル・マルチメータ（ＤＭＭ）（図示せ
ず）などの外部周波数測定器による周波数測定が容易に
なる。しかし、本発明の実施にとって、このような実質
的に等間隔の周波数は必要ないことが理解できよう。周
波数発生器（周波数出力要素）１６は、周波数測定器へ
の外部接続用の出力端子２２に電気的に接続されてい
る。本発明の顕著な特徴は、周波数発生器１６の出力を
読み取るために、ＤＭＭの如き簡単で安価なハードウェ
アを利用できる点である。

【００２０】よって、周波数出力により、故障と判断さ
れた診断試験のシーケンスにおける特定の個別試験の結
論の如き事象を識別する。回路及び試験を理解すること
により、診断試験のシーケンスの所定事象にて判断され
た故障の予想できる原因を、故障回路位置として割り当
ててもよい。よって、周波数出力は、故障原因、更には
関連した所定の修理情報のコードとして用いてもよい。
特定周波数に対して故障原因が不確定であるか、又は不
明瞭な場合、付加的な試験又は異なる試験を行って、試
験の分析精度を高めてもよい。この場合、本発明を用い
ることにより得た情報を用いて、試験技術者の注意を、
分析精度が一層高い試験が適切であるか又は望ましい特
定の試験領域に向けてもよい。

【００２１】本発明の実施例において、クロック周波数
を分周して、（１）３０ＭＨｚから７．５ＭＨｚ；
（２）２．５３ＭＨｚ；（３）１．９ＭＨｚから２１０
ＫＨｚ；（４）１１８ＫＨｚ；（５）１０５ＫＨｚ−３
１ＫＨｚ；（６）５ＫＨｚ；（７）４ＫＨｚから１ＫＨ
ｚのブロックにおける所定周波数を得る。これら周波数
は、トーンを発生できるオーディオ周波数帯域（約１６
Ｈｚ〜２０ＫＨｚ）内の周波数と、このオーディオ周波
数帯域よりも高い周波数帯域内の周波数を含んでいる。
例としての表１〜１０（なお、表４〜６は、１つの表を
３つに分割したもの）は、種々の電気部品のピンと共
に、これら周波数ブロック内の所定周波数の関係を指示
し、各周波数は、故障と判断された診断試験のシーケン
ス内の事象を表し、コード化したものである。また、こ
れら表には、各故障を基づいて推奨する故障修理の手順
の説明も含んでいる。なお、これら表は、ある回路基板
での一例であり、「Ｕ」は、集積回路を示し、「Ａ」、
「Ｄ」、「ＣＥ」、「ＯＥ」及び「ＷＥ」は、集積回路
の端子の種類を示す。

【００２２】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

【表１０】

【００２３】上述した本発明の実施例において、最高周
波数は、診断試験のシーケンス内の第１個別試験に割り
当てられ、最低周波数は、このシーケンス内の終わりの
方の試験に割り当てられる。しかし、本発明の要旨を逸
脱することなく、これら周波数は、上昇順序、任意の順
序に割り当ててもよいし、順序を問わなくてもよい。

【００２４】本発明の好適実施例を用いて、回路基板か
ら自己診断情報を発生する特定の装置及び方法を説明し
たが、本発明の要旨を逸脱することなく、上述の構成及
びステップの他に、別の構成及びステップを用いことも
できる。例えば、プリント回路アセンブリ１０について
説明したが、本発明の装置及び方法は、集積回路内の任
意の回路構成でも用いることができる。

【００２５】上述で用いた用語及び表現は、便宜上であ
り、本発明を限定するためのものではない。かかる用語
及び表現は、上述し図示した本発明の特徴と均等なもの
を除くものではない。

【００２６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、回路基板か
ら所定周波数形式の総合的な自己診断情報を発生できる
ので、簡単で安価な周波数測定器を用いて、その周波数
を測定することにより回路基板の状態を判断できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回路基板から自己診断情報を発生する本発明の
装置の好適実施例のブロック図である。

【符号の説明】

１０プリント回路アセンブリ１２プロセッサ１４メモリ１６周波数発生器１８ＡＳＩＣ２０クロック発生器２２出力端子Ｃ（ｎ）電気部品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の診断試験のシーケンスを蓄積した
メモリと、該メモリに結合し、上記診断試験のシーケンスを実行
し、１つ以上の診断試験結果を得るプロセッサと、該プロセッサに結合し、複数の所定周波数にて上記診断
試験結果を表す信号を発生する周波数発生器と、上記周波数発生器に結合して上記試験診断結果を表す信
号を受け、この試験診断結果を表す信号を周波数測定及
び表示用の外部装置に供給する端子とを具え、上記所定周波数は、上記診断試験のシーケンス内の対応
する複数の事象に関連し、上記プロセッサは、上記診断試験の１つを終了して上記
診断試験結果を認識すると、上記事象に関連した上記複
数の所定周波数の１つである上記診断試験結果を表す選
択した１つの信号を上記周波数発生器に発生させ、上記診断試験結果を表す信号の１つは、上記複数の診断
試験の１つの機能不全を表し、上記診断試験結果を表す
信号の他の１つは、上記複数の診断試験の１つをパスし
たことを表すことを特徴とする診断情報発生装置。
【請求項２】電子回路に対して複数の診断試験のシー
ケンスを実行し、上記診断試験の１つ以上の結果を得、所定周波数範囲から第１周波数及び第２周波数を選択
し、上記第１周波数を診断試験結果のパスに関連させる
と共に、上記第２周波数を診断試験結果の機能不全に関
連させ、上記周波数の各々から成る電気信号を発生し、周波数を測定して上記診断試験結果を示す表示を行う外
部装置に上記電気信号を供給することを特徴とする診断
情報発生方法。