Тестер микросхем на ATMega16/32

[Trol73]

После недавней сборки Пентагона 128, который отказался работать при запуске возникла у меня потребность в тестере мелкой логики. Поскольку меги 8515 в наличии не оказалось, решено было изобретать свой велосипед.

Требования к устройству такие:
Микроконтроллер ATMega16 с возможностью последующей замены на ATMega32. В идеале, конечно, сюда просится ATMega128, но хотелось в DIP-корпусе, чтобы иметь возможность легкой замены.
Возможность подключения к компьютеру по COM-порту. Чтобы использовать устройство, например, для исследования более сложных микросхем, в качестве программатора, интерфейса I2C и 1-wire, да и вообще - даже 32 кб памяти МК может быть недостаточно для полных тестов всего.
Экран от Nokia 5110. В первую очередь потому, что им можно рулить по 4м проводам - экономия выводов МК по сравнению с 1602 и, тем более, семисегментными
Возможность проверки микросхем в корпусе до DIP-28 включительно (по причине нехватки выводов МК при работе с МС в DIP-28 ее 14й вывод подключен на землю, при этом две кнопки управления и UART недоступны)
Одна кнопка для запуска теста микросхем + пара дополнительных для навигации по экранному меню в будущем.


Схема, плата (Eagle) и исходники тут: https://github.com/trol73/avr-ic-tester
В схему добавил токоограничивающие резисторы на все выводы тестируемой микросхемы. При нажатии на кнопку девайс перебирает все тесты из базы и выводит название микросхемы, если получилось ее определить.
Описание тестов микросхем - в файле scripts/data.ic (файл в кодировке win1251). Скрипт scripts/compiler.py компилирует этот файл в массив данных для прошивки.

В данный момент в базе 105 номиналов микросхем. Возможно ручное тестирование - установка уровней на входах микросхем и наблюдение за выходными уровнями. Есть режим тестирования 565РУ5 и 565РУ7.

Скрытый текст

АП3,HC240
АП4,HC241
АП5,HC244
АП6,HC245
АП14,HC465
АП15,HC466

ИВ1,HC148

ИД3,HC154
ИД4,HC155
ИД7,HC138
ИД10,HC145
ИД14,HC139

ИЕ1
ИЕ2,HC90
ИЕ4,HC92
ИЕ5,HC93
ИЕ6,HC192
ИЕ7,HC193 (К155 не все микросхемы определяются)
ИЕ9,HC160
ИЕ10,HC161
ИЕ13,HC191
ИЕ18,HC163
ИЕ19,HC393
ИЕ23,HC4520

ИМ2,LS82
ИМ3,LS83

ИП2,HC180
ИП7,HC243

ИР8,HC164
ИР9,HC165
ИР10,HC166
ИР15,HC173
ИР16,HC295
ИР22,HC373
ИР23,HC374
ИР24,HC299
ИР26,HC670
ИР27,HC377
ИР32,HC170 (К155ИР32 и К155РП1 не определяются - потребляют слишком большой ток)
ИР33,HC573
ИР34,HC873
ИР35,HC273
ИР37,HC574
ИР38,HC874

КП2,HC153
КП5,HC152
КП7,HC15
КП11,HC257
КП12,HC253
КП13,HC298
КП14,HC258
КП15,HC251
КП16,HC157
КП17,HC353
КП19,HC352

ЛА1,HC20
ЛА2,HC030
ЛА3,HC00 (также будут определяться как ЛА11, ЛА13)
ЛА4,HC10
ЛА6,HC40
ЛА7,HC22
ЛА8,HC01 (также определяется как ЛИ1)
ЛА9,HC03
ЛА10,HC12
ЛА11,HC26
ЛА12,HC37
ЛА13,HC38
ЛА16,HC140
ЛА18,HC452
ЛА21,HC1000
ЛА22,HC1020
ЛА23,HC1003
ЛА24,HC1010

ЛЕ1,HC02
ЛЕ2,HC23
ЛЕ3,HC25
ЛЕ4,HC27
ЛЕ5,HC28
ЛЕ6,HC128
ЛЕ10,HC1002
ЛЕ11,HC33

ЛИ1,HC08 (также определяется как ЛИ2)
ЛИ2,HC09
ЛИ3,HC11
ЛИ4,HC15
ЛИ6,HC21
ЛИ8,HC1008 (также определяется как ЛИ2)
ЛИ10,HC1011A

ЛЛ1,HC32
ЛЛ4,HC1032

ЛН1,HC04
ЛН2,HC05
ЛН3,HC06
ЛН5,HC05
ЛН6,HC366
ЛН7,HC368
ЛН8,HC1004
ЛН10,HC1005

ЛП5,HC86
ЛП7 (только цифровая часть)
ЛП8,HC125
ЛП9,HC07
ЛП10,HC365
ЛП11,HC367
ЛП12,HC136
ЛП16,HC1034 (также определяется как ЛП9)
ЛП17,HC1035

ЛР1,HC50
ЛР3,HC53
ЛР4,HC55
ЛР11,HC51 (также определяется как ЛР1)
ЛР13,HC54

СП1,HC85

ТВ1,HC72
ТВ6,HC107
ТВ9,HC112

ТЛ1,HC13
ТЛ2,HC14
ТЛ3,HC132

ТМ2,HC74
ТМ5,HC77
ТМ7,HC75
ТМ8,HC175
ТМ9,HC174

ТР2,HC279

HC541
HC126
1564ИР52, HC595

---------------------------
Не будут тестироваться:
- ИД1, ИД11 - у них выходы НЕ ТТЛ
- АГ1, АГ3 - требуют RC цепочки для теста
- некоторые экземпляры микросхем серии К155 из-за большого потребляемого тока (ИЕ7, ИР13, ИР17)

Возможно тестирование серий AC,HC, однако возможны "ложные" определения типов или неопределение.

[свернуть]

Описание тестера v1: http://trolsoft.ru/sch/ic_tester
Описание тестера v3: http://trolsoft.ru/sch/chip-tester

[Advertiser]

[CodeMaster]

Хотелось бы добавить и тестирование РУ-шек.

Вдруг не в курсе о проекте. Желательно конечно объединить всё в одном проекте или сделать несколько с разной реализацией, но широким функционалом.

[Trol73]

Вдруг не в курсе о проекте. Желательно конечно объединить всё в одном проекте или сделать несколько с разной реализацией, но широким функционалом.

В том проекте вижу только схему и фото платы. Для быстрого прикручивания тестера РУ-шек были бы интересны готовые алгоритмы, желательно, в виде исходников ) Видимо, придется делать свое.
Надеюсь, впихнуть все в один проект. Лишь бы памяти хватило - сейчас вижу, что 16кб точно будет маловато даже на один тестер. Надеюсь, получится уложиться в 32кб меги32.

[Ewgeny7]

сейчас вижу, что 16кб точно будет маловато даже на один тестер

Олег, должно хватить с запасом.
В принципе, в 8кб уже впихнули практически все микросхемы, что требуются для "нашего дела".
Тут всё зависит от алгоритма, компилятора и способа представления данных.
Табличная организация - самая экономная. Только нужно мозг поломать над "движком". Я писал свою версию без таблиц, прямым С-кодом, это действительно прожорливо. Потом ради интереса сделал вариант на ассемблере. Небольшой, на пять-шесть чипов. Это вообще экономно. Жаль, что исходники сдохли вместе с виндой...

[Trol73]

Олег, должно хватить с запасом.
В принципе, в 8кб уже впихнули практически все микросхемы, что требуются для "нашего дела".

Я уже сейчас не вписываюсь в 8кб ) Отличие графического экрана от 7-сегментного - один только графический шрифт отожрал несколько килобайт.

Тесты изначально стал хранить в виде массива.
Например, для ЛА3 получается такой массив в 54 байта

    'Л', 'А', '3', ',', 'Л', 'А', '2', '3', 0,
    CMD_RESET,
    CMD_INIT_16, 0b01011011, 0b11101100,     

    CMD_SET_16, 0b01000000, 0b00000000,  0b00011011, 0b11101100, 
    CMD_TEST_16, 0b00100100, 0b00010010,  0b00000000, 0b00000000, 
    CMD_SET_16, 0b01011011, 0b01101100,  0b00000000, 0b10000000, 
    CMD_TEST_16, 0b00000000, 0b00000000,  0b00100100, 0b00010010, 
    CMD_SET_16, 0b01010010, 0b01001000,  0b00001001, 0b10100100, 
    CMD_TEST_16, 0b00000000, 0b00000000,  0b00100100, 0b00010010, 
    CMD_SET_16, 0b01001001, 0b00100100,  0b00010010, 0b11001000, 
    CMD_TEST_16, 0b00000000, 0b00000000,  0b00100100, 0b00010010, 
    CMD_END, 

такую структуру еще можно немного оптимизировать, но не в разы.

Этот массив компилируется из более человеко-читаемого представления:

CHIP[14] 'ЛА3, ЛА23'
    POWER: -7 +14
    IN:   1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13
    OUT:  3, 6, 8, 11

    SET:  1-> 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13
    TEST: 3, 6, 8, 11 -> 0
    
    SET:  0-> 1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13
    TEST: 3, 6, 8, 11 -> 1
    
    SET:  0 -> 2, 5, 10, 13 ;  1 -> 1, 4, 9, 12
    TEST: 3, 6, 8, 11 -> 1

    SET:  0 -> 1, 4, 9, 12  ;  1 -> 2, 5, 10, 13
    TEST: 3, 6, 8, 11 -> 1 

Или, например, такого:

CHIP[14] 'ТМ2'
    POWER: -7 +14
    IN: 4, 2, 3, 1,    10, 12, 11, 13
    OUT: 5, 6,   9, 8

    TEST: 00010001 => 1010
    TEST: 01110111 => 1010
    TEST: 10001000 => 0101
    TEST: 11101110 => 0101    

    SET: 11011101
    PULSE: +3
    TEST: 1001
    PULSE: +11
    TEST: 1010

    SET: 0-> 2, 12
    PULSE: +3
    TEST: 0110
    PULSE: +11
    TEST: 0101 

[CodeMaster]

В принципе, в 8кб уже впихнули практически все микросхемы, что требуются для "нашего дела".

Хотел сказать про то же.

Для быстрого прикручивания тестера РУ-шек были бы интересны готовые алгоритмы, желательно, в виде исходников )

Думаю можно попросить исходники у Сергея.

Вот ещё проект, с исходниками, но под PIC'и.

Экран от Nokia 5110. В первую очередь потому, что им можно рулить по 4м проводам - экономия выводов МК по сравнению с 1602

Отличие графического экрана от 7-сегментного - один только графический шрифт отожрал несколько килобайт.

Тогда, вопрос, так ли он нужен?

[Ewgeny7]

Отличие графического экрана от 7-сегментного - один только графический шрифт отожрал несколько килобайт

Это я в курсе
А зачем ты описываешь каждый вход/выход?
Не проще ли хранить одну цифру для DDRx, одну для PORTx, одну для сверки с PINx?
Причем, описание питания легко входит уже прямо в эти описания.
Тестируем сразу все элементы микрухи, а не поочередно.
И получается очень компактно, для ЛА3 и прочей мелкологики это будет измеряться байтами.

---------- Post added at 17:32 ---------- Previous post was at 17:31 ----------

Тогда, вопрос, так ли он нужен?

Большой нужды нет, но - почему бы и нет?

[ram_scan]

И получается очень компактно, для ЛА3 и прочей мелкологики это будет измеряться байтами.

А для более сложных микросхем можно очень несложный конечный автомат придумать.

[Ewgeny7]

Там просто последовательность PORTx->PINx, сколько потребуется раз.

---------- Post added at 18:17 ---------- Previous post was at 18:15 ----------

Можно сваять микроинтерпретатор, а в таблице разместить маркеры-операторы.

[Trol73]

Тогда, вопрос, так ли он нужен?

Имхо, нужен. Он экономит пины МК, так, что можно подключать DIP-28 микросхемы. А еще на нем можно сделать информативное меню, выводить название МС, описание ошибки в РУ-шке и т.д.

А зачем ты описываешь каждый вход/выход?

Входы и выходы описываю чтобы настроить DDR-ы. Для подключения DIP-16 используется 3 порта МК, т.е., надо настроить 3 DDR-регистра.

И, да, тестируются сразу все элементы МС. На каждый тест уходит минимум 8 байт: 4 с описанием устанавливаемых сигналов и 4 с описанием того, что проверяем на выходе. 4 - потому, что установки / проверки в 0 и 1 делаются отдельно.

Можно, конечно, ужать до 2х байт и каждый раз выставлять/проверять все уровни. Для мелкой логики это было бы особо эффективно... Если меги 32 вдруг не хватит, этим можно будет озадачится )