Digitaltechnik debuggen - wie?

[moogli]

Hey Leute,


hat man eine realistische Chance, wenn man sporadisch auftretende Fehler in diskreter Digitaltechnik finden will?

Wenn es etwas ganz einfaches ist, okay dann sehe ich ein, dass das geht. Aber wenn es ein bischen komplexer ist (irgendein 74LS macht Mist, und das zieht in einem Computersytem ja oft in Windeseile eine ganze Reihe an ebenfalls falscher Reaktionen anderer (intakter) Komponenten nach sich.. Woher dann wissen, wer der Verursacher des Datenchaos ist? Gibt es da eine gute Herangehensweise, die mir bisher noch nicht eingefallen ist? Irgendetwas anderes als "So lange Chips austauschen, bis der Fehler weggeht"?

Bin auf Antworten gespannt!


Euer moogli

 

[ps4074iclr]

Bei großer IT Infrastruktur sind sporadisch auftretende Fehler auch so ein Ding. Wenn sich ein Fehler nicht nachvollziehbar reproduzieren lässt, hat man manchmal die Möglichkeit einen Mechanismus einzubaun um den Fehler irgendwie abzufangen. Oft is es aber wirtschaftlicher einfach planlos so lange Komponenten (Hard- und Software) auszutauschen, bis man ein funktionierendes System hat. Manchmal findet man dabei auch die eigentliche Fehlerquelle, mit der man nicht gerechnet hätte.

 

[Anonymous]

Also mir kommt bei Debuggen, egal ob analog oder digital, sowas in den Sinn:

Gruß
Jarrator

 

[microbug]

Die beste Herangehensweise wäre, zu verstehen, wie die Schaltung im Detail funktioniert, welchen Anteil die einzelnen Chips haben und was passieren kann, wenn einer der Bausteine spinnt. Diskrete Digitalschaltungen kann man auch mit SPICE iirc simulieren und dort Erfahrungen sammeln. Am Besten geht Fehlersuche natürlich mit Oszilloskop oder noch besser: Logikanalyzer. Letzteren hat's auch als DIY, zB auf mikrocontroller.net

Um was für eine Schaltung geht's denn genau?

Ich geh bei sowas immer mit dem Oszilloskop ran, wenn reines Verständnis da nicht ausreicht. Oft sind es nichtmal die Bausteine selbst, sondern zB passive Komponenten wie Widerstände, Dioden oder Kondensatoren, die eine Schaltung Spinnen lassen. Da reicht ein defekter Pullup-Widerstand schon aus, um seltsame Effekte herbeizuführen.

Sporadisch auftauchende Fehler können durchaus auch Einflüsse von Außen sein oder auf eine hingefrickelte Schaltung hindeuten.

 

[moogli]

Danke für eure Antworten. Es handelt sich wahrscheinlich um einen "illegalen Buszugriff" eines Speicherbausteins währenddessen dort anderer Traffic unterwegs ist. Diesen Fehler könnten mehrere der Logikbausteine verursachen. Einen Logikanalyzer bräuchte man, okay, den hab ich leider nicht. Ich wüsste schon, was man damit machen müsste. Alles verkabeln und dann hoffen, dass man den Fehler mitschneiden kann... Ich hab jetzt einfach mal alle (beteiligten) ICs getauscht, die sind ja sehr billig und es ging letztlich auch schneller als das, was ich hier mit meinen vorhandenen Mitteln machen kann. Auch wenn die Methode natürlich irgendwie uncool ist. Mal sehen, obs jetzt überhaupt weg ist, es gibt auch noch ein paar andere mögliche Erklärungen, aber mal sehen.
Haben denn andere Komponenten wie z.B. Dioden eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit?

 

[3456778674]

Eigentlich hat nichts in dem Bereich eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit, außer die IC-Sockel.

 

[microbug]

@jarrator: wo ist das denn her? Aus "Kardiologie für werdende Google-Mediziner"?

Illegaler Buszugriff klingt nach einem modernen Prozessor - welcher? Schau Dir das Bustiming und die Steuersignale mal mit dem Oszilloskop an, ich hatte hier schon die seltsamsten Fehler gehabt. Bei den 68k-basierten Atari STs warf so ein Fehler ja immer die schönen Bömbchen auf dem Bildschirm, dann konnte man auf Suche gehen.

Worauf man auch immer wieder achten sollte, ist die Versorgungsspannung. Hat man ein klassisches Netzteil, schaue man sich die Sekundärspannungen mit dem Oszi an, ob die Siebelkos noch ihren Dienst tun, denn die sind die Achillesferse.

PC-Selbstzusammenbauer machen sehr oft den Fehler, nur auf die Gesamtleistung des Netzteils zu schauen, und plötzlich spinnt die Kiste, speziell beim Aufrüsten mit einem neuen, leistungsfähigeren Prozessor selbst. Wer es richtig machen will, der schnappt sich das Datenblatt der verbauten bzw zu verbauenden CPU und nimmt die dort genannten Mindestanforderungen an die Spannungsversorgung als Grundlage.

Was auch mal, wenn auch selten passieren kann, sind sich beißende Bausteinfamilien. Es gibt ja Standard-TTL, LS, HC und HCT, sie alle haben eine Berechtigung, und da kommts auf die Pegel an. Normal sollte das keinen Einfluß haben, weil es einfach funktioniert, es kann aber auch schiefgehen, wenn das Falsche zusammengemischt wird. Kollege nordcore kann das besser erläutern

Auch nicht zu mißachten: Übergangswiderstände an Fassungen und Steckkontakten. Ich erinnere mich noch an die Sache mit den Schmutzfassungen beim Atari Mega ST und bei gewissen Serien des Oberheim Matrix 6R. Ältere Ensoniq-Synths, gerade die Volldigitalen, kranken auch oft an ihren Steckkontakten.

 

[Anonymous]

@microbug:
Nö, hab auf Google Bilder einfach mal "algorithmus" eingegeben..