Sticky Bit

Ein Sticky Bit ist ein Ausfallfall in digitalen Schaltungen, bei dem eine Signalleitung auf einem logischen Pegel (High oder Low) eingefroren ist, unabhängig davon, welchen Zustand die Treiberlogik eigentlich ausgeben sollte. Die betroffene Leitung wechselt nicht mehr zwischen den Zuständen, sondern bleibt konstant, auch wenn die Schaltung einen Zustandswechsel bekommt. Das unterscheidet sich von einem normalen Signal, das während des Schaltungsbetriebs zwischen 0 und 1 wechselt; ein Sticky Bit wechselt einfach nicht.

Die häufigste Ursache ist ein Kurzschluss zwischen der Signalleitung und entweder der positiven Versorgungsschiene (zieht sie auf High) oder Masse (zieht sie auf Low). Ein Stuck-High-Zustand entsteht typischerweise durch einen Kurzschluss zu VCC oder VDD, ein Stuck-Low-Zustand durch einen Kurzschluss zu Masse. Diese Kurzschlüsse können von Herstellungsfehlern wie unvollständigem Ätzen während der Leiterplattenherstellung, Lötbrücken oder korrodierten Leiterbahnen stammen. Bei älteren DIP- und durchsteckmontiertem Design kann auch eine verbogene Anschlussfahne, die an einen benachbarten Leiter berührt, den Fehler verursachen. Bei modernen oberflächenmontierten Leiterplatten und integrierten Schaltungen können Fertigungsverschmutzung oder Schäden durch Messsonden während des Tests den Defekt einführen.

Sticky Bits lassen sich während der Leiterplatten-Prüfung oder IC-Charakterisierung leicht erkennen: die fehlerhafte Leitung reagiert einfach nicht auf Anregung. Ein Testmuster, das einen Wechsel des Signals erwartet, schlägt sofort fehl. Der Fehler beeinflusst alle Logik, die von diesem Signal abhängt, denn nachgelagerte Schaltungen erhalten nur einen konstanten Wert statt des beabsichtigten Daten- oder Steuersignals. Wenn die eingefrorene Leitung ein Taktsignal, Adressbit oder Steuersignal ist, kann das gesamte System funktionsunfähig sein. Wenn es ein Datenbit in einem Bus ist, meldet nur diese Bitposition verfälschte Werte.

Der Begriff Sticky bezieht sich darauf, dass das Signal an einem logischen Pegel klebt oder haftet, als würde Reibung es daran hindern, sich zu bewegen. Das unterscheidet sich von intermittierenden Fehlern, bei denen ein Signal gelegentlich Störungen aufweist, sich aber erholt, oder von Unterbrechungsfehlern, bei denen das Signal auf einen undefinierten Pegel schwebt. Sticky Bits erscheinen in Fehleranalyseberichten für Leiterbahnschaltungen ebenso wie für Halbleiterschaltkreise und gehören zu den einfachsten elektrischen Fehlern zur Diagnose und Lokalisierung.