学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

嵌入式微处理器可测性设计研究与实现

作　者: 高树静
导　师: 潘振宽；李思昆
学　校: 青岛大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 可测性设计边界扫描内部扫描内建自测试系统集成芯片 Estar1 嵌入式微处理器 IP核故障覆盖率
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 208次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着集成电路设计和制造技术的不断进步，芯片的集成度和复杂度也以惊人的速度发展。芯片测试遇到了前所未有的挑战，测试费用越来越高，出现了设计、生产费用与测试费用倒挂的局面。尤其是超深亚微米(VDSM)工艺的使用，生产过程中出现的故障也越来越多样、难测。在这种情况下，可测性设计(Design-For-Testability)技术成为解决芯片生产测试问题的主要手段之一，日益引起人们的重视。可测性设计即调整电路的内部结构，使电路变得易测。本文针对嵌入式微处理器Estar1的结构特点，研究并实现了边界扫描、内部全扫描和内建自测试三种可测性设计技术，取得了良好的效果，故障覆盖率达到96％以上。边界扫描测试是针对芯片的应用系统进行测试的，如PCB板测试。国际标准IEEE 1149.1规定了边界扫描的基本电路结构和功能。本文结合标准模块设计实现了Estar1的边界扫描结构，并进行了扩展，应用到芯片内部测试，节约了测试I/O口消耗，简化了测试过程。内部扫描技术是为了克服时序电路由于状态很难确定所导致的测试复杂度而提出的一种技术，可以分为全扫描和部分扫描。本文根据Estar1的实际情况，设计实现了全扫描结构，既得到了较高的故障覆盖率，又对电路的延迟和芯片面积影响很小(延迟时间增加0.3％，芯片面积增加0.01％)。内建自测试(Buit-In-Self-Test，BIST)技术被认为是解决由于电路集成度越来越大所造成的测试费用巨大和测试访问困难等问题的最有希望的技术。本文针对Estar1内部SSRAM的结构特点，实现了存储器自测试，得到了将近100％的故障覆盖率。系统集成芯片(SoC，System-on-Chip)技术日新月异的发展受到了计算机界和电子工程界的普遍重视。SoC的测试问题由于第三方IP核的使用而显得特殊并复杂。本文对SoC的测试问题进行了初步研究，并介绍了嵌入式核测试标准IEEE P1500。

全文目录

第一章引言  7-18
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 可测性设计技术综述  8-14
    1.2.1 可测性设计概念  8-9
    1.2.2 可测性设计方法简介  9-14
    1.2.3 可测性设计问题及研究重点  14
  1.3 嵌入式微处理器可测性设计  14-16
  1.4 本文主要工作  16-17
  1.5 论文结构  17-18
第二章边界扫描  18-30
  2.1 IEEE 1149.1  18-21
    2.1.1 测试访问口(TAP)  19-20
    2.1.2 数据寄存器  20
    2.1.3 指令寄存器  20-21
  2.2 BSDL  21-23
  2.3 Estar1边界扫描实现  23-28
    2.3.1 TAP控制器  23-24
    2.3.2 指令和指令译码器  24-25
    2.3.3 边界扫描单元  25-28
  2.4 Estar1边界扫描结构  28-30
第三章内部扫描  30-43
  3.1 扫描策略  30-32
    3.1.1 全扫描和部分扫描  30-32
    3.1.2 扫描结构  32
  3.2 Estar1内部扫描规划  32-33
    3.2.1 扫描策略  32-33
    3.2.2 多时钟域  33
  3.3 DFT Compiler实现内部扫描设计  33-39
    3.3.1 Test-Ready和约束-优化扫描插入  34-36
    3.3.2 自顶向下和自下向上的扫描插入  36-37
    3.3.3 与后端工具接口  37-38
    3.3.4 扫描设计规则  38-39
  3.4 FastScan生成测试码  39-41
    3.4.1 FastScan与DFT Compiler接口:扫描结构描述文件  40
    3.4.2 FastScan与DFT Compiler接口:测试过程文件  40-41
  3.5 Estar1内部扫描可测性设计结果  41-43
第四章内建自测试  43-54
  4.1 测试方法  43-46
    4.1.1 伪随机测试  43-45
    4.1.2 算法功能测试  45-46
  4.2 存储器测试  46-48
    4.2.1 存储器故障类型  46-47
    4.2.2 March C算法  47-48
  4.3 Estar1存储器自测试实现  48-54
    4.3.1 测试结构  49-50
    4.3.2 March C算法实现  50-54
第五章 SoC可测性设计研究  54-59
  5.1 SoC测试问题  54-55
  5.2 P1500标准  55-57
    5.2.1 核测试语言(CTL)  55
    5.2.2 可扩展体系结构  55-57
  5.3 小结  57-59
第六章结束语  59-61
  6.1 本文工作总结  59
  6.2 展望  59-61
参考文献  61-63
致谢  63

嵌入式微处理器可测性设计研究与实现

内容摘要

全文目录

相似论文