Na rysunku zamieszczono strukturę logiczną testowanego urządzenia oraz wyniku pomiarów z których wynika, że uszkodzona jest bramka logiczna
Wskazanie bramki NAND jest tutaj najbardziej logiczne, bo pomiary trzeba porównać z tabelą prawdy, a nie tylko patrzeć na końcowy stan wyjścia. Bramka NAND realizuje funkcję $Y=\overline{A \cdot B}$, czyli daje 0 tylko wtedy, gdy oba wejścia mają stan 1. Dla wejść 0 i 1 wynik powinien być równy 1, ponieważ $0 \cdot 1=0$, a negacja zera daje 1. Na rysunku przy jednej z bramek NAND zmierzono jednak na wyjściu stan 0, co nie pasuje do jej poprawnego działania. To właśnie wskazuje uszkodzenie tej bramki, a nie dalszych elementów układu. Inwerter za nią działa zgodnie z tym, co dostaje na wejściu: z 0 robi 1. Bramka EX-OR też daje poprawny wynik dla swoich sygnałów wejściowych, bo dla różnych stanów na wejściach jej wyjście wynosi 1. Moim zdaniem to dobry przykład, że w diagnostyce układów cyfrowych trzeba iść krok po kroku od wejść do wyjścia, sprawdzając każdy węzeł. W praktyce używa się do tego sondy logicznej, oscyloskopu albo analizatora stanów logicznych. Dobrą praktyką, zgodną z podejściem spotykanym w dokumentacji układów TTL/CMOS oraz symbolice IEC/IEEE, jest sprawdzanie nie tylko wartości 0/1, ale też poziomów napięć VIH i VIL, zasilania, masy oraz ewentualnego przeciążenia wyjścia. Sama kropka przy wyjściu symbolu bramki oznacza negację, więc bramka AND z zanegowanym wyjściem to właśnie NAND.
W tym zadaniu łatwo się pomylić, szczególnie gdy patrzy się tylko na kształt symbolu, a nie na małe kółko przy wyjściu bramki. Sam kształt przypomina AND, ale kółko oznacza negację, więc funkcja nie jest zwykłym iloczynem logicznym, tylko NAND. Dla zwykłej bramki AND wejścia 0 i 1 rzeczywiście dawałyby wyjście 0, więc ktoś może uznać, że pomiar jest poprawny i szukać usterki dalej. Tylko że w układzie jest negacja na wyjściu, a wtedy wynik powinien być odwrotny: dla 0 i 1 bramka NAND powinna dać 1. Jeżeli daje 0, to mamy konkretną niezgodność z tabelą prawdy.
Inwerter NOT też nie jest najlepszym podejrzanym, bo on zmienia stan 0 na 1 i dokładnie taki wynik widać za nim. Gdyby NOT był uszkodzony, spodziewalibyśmy się raczej braku odwrócenia albo stanu nieokreślonego. Bramka EX-OR na końcu również zachowuje się poprawnie: dla różnych stanów na wejściach daje 1, zgodnie z funkcją alternatywy wykluczającej. Typowy błąd myślowy polega tu na analizowaniu tylko wyjścia całego układu, zamiast sprawdzić każdy punkt pomiarowy po kolei. W diagnostyce cyfrowej, tak jak przy serwisowaniu płytek z układami CMOS lub TTL, trzeba porównać każdy węzeł z oczekiwaną tabelą prawdy, a dopiero potem wyciągać wnioski. Warto też pamiętać, że uszkodzenie może być elektryczne: zwarcie wyjścia do masy, przeciążenie przez następny stopień albo brak prawidłowego poziomu logicznego. Ale z podanych pomiarów wynika jasno, że niezgodność zaczyna się na bramce NAND.
Inwerter NOT też nie jest najlepszym podejrzanym, bo on zmienia stan 0 na 1 i dokładnie taki wynik widać za nim. Gdyby NOT był uszkodzony, spodziewalibyśmy się raczej braku odwrócenia albo stanu nieokreślonego. Bramka EX-OR na końcu również zachowuje się poprawnie: dla różnych stanów na wejściach daje 1, zgodnie z funkcją alternatywy wykluczającej. Typowy błąd myślowy polega tu na analizowaniu tylko wyjścia całego układu, zamiast sprawdzić każdy punkt pomiarowy po kolei. W diagnostyce cyfrowej, tak jak przy serwisowaniu płytek z układami CMOS lub TTL, trzeba porównać każdy węzeł z oczekiwaną tabelą prawdy, a dopiero potem wyciągać wnioski. Warto też pamiętać, że uszkodzenie może być elektryczne: zwarcie wyjścia do masy, przeciążenie przez następny stopień albo brak prawidłowego poziomu logicznego. Ale z podanych pomiarów wynika jasno, że niezgodność zaczyna się na bramce NAND.