片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可測性設(shè)計及測試技術(shù)研究.pdf

1、片上網(wǎng)絡(luò)是一種新的片上互連結(jié)構(gòu)，使用片上網(wǎng)絡(luò)作為片上互連結(jié)構(gòu)的微系統(tǒng)芯片稱為片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。任何新的集成電路設(shè)計技術(shù)只有在它的測試方法發(fā)展完善后才能被廣泛使用，對片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的測試正面臨著巨大的挑戰(zhàn)，迫切需要研究有效的測試方法和技術(shù)。
　　 本文深入研究了面向測試的、片上網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議中的關(guān)鍵技術(shù)。深入研究了滿足片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試需求的、優(yōu)化測試時間和芯片面積開銷的、片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可測試性設(shè)計和測試技術(shù)。本文的主要內(nèi)容包括：<

2、br>　　 1.片上網(wǎng)絡(luò)模型和片上網(wǎng)絡(luò)測試仿真平臺的研究。目前，學術(shù)界和業(yè)界還沒有形成統(tǒng)一的片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，還沒有對不同的片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試方法和技術(shù)進行評估及比較的“片上網(wǎng)絡(luò)測試基準結(jié)構(gòu)”，這使得片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的測試研究工作面臨著諸多困難。本文從片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試需求出發(fā)，研究了片上網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議，提出了支持片上網(wǎng)絡(luò)及其內(nèi)嵌芯核測試的路由器和網(wǎng)絡(luò)適配器的可測試性結(jié)構(gòu)，建立了一種通用的、在FPGA中可綜合實現(xiàn)的片上網(wǎng)絡(luò)模型和片上網(wǎng)絡(luò)

3、仿真測試平臺。
　　 2.片上網(wǎng)絡(luò)的路由器和FIFOs的可測試性設(shè)計和測試技術(shù)研究。
　　 (1)研究了使用專用測試總線存取結(jié)構(gòu)、與IEEE1500測試殼結(jié)構(gòu)兼容的片上網(wǎng)絡(luò)路由器的測試技術(shù)。對測試響應(yīng)數(shù)據(jù)進行空間和時間壓縮所引起的信息丟失，本文從線性和非線性以及空間和時間等不同方面研究了測試響應(yīng)壓縮的混疊問題。研究了使用非對稱分布差錯模型，通過構(gòu)造一個雙輸入虛擬的測試響應(yīng)時間壓縮器，對于任意測試輸入序列長度，可準確預測和

4、計算不同類型測試響應(yīng)時間壓縮器的混疊概率的分析方法。
　　 (2)研究了復用片上網(wǎng)絡(luò)傳輸測試數(shù)據(jù)的片上網(wǎng)絡(luò)FIFOs的內(nèi)建自測試方法。提出了一種基于可測性設(shè)計技術(shù)的FIFOs測試算法，與其它FIFOs測試算法相比，具有較短的測試時間和較小芯片面積開銷，可達到較高的故障覆蓋，測試算法具有線性復雜度。在二維Mesh和Torus片上網(wǎng)絡(luò)上，研究了單播和組播兩種測試數(shù)據(jù)傳輸方式，研究了將多維Hypercube網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)壓縮到二維Tor

5、us拓撲結(jié)構(gòu)的方法，研究了用于二維4×4Torus片上網(wǎng)絡(luò)FIFOs測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕M播路由算法。
　　 3.片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中非層次型和層次型內(nèi)嵌IP芯核的可測試性設(shè)計和測試技術(shù)研究。
　　 研究了適用于片上網(wǎng)絡(luò)的非層次型內(nèi)嵌芯核的測試殼結(jié)構(gòu)，其片上面積開銷與IEEE1500測試殼結(jié)構(gòu)相當。研究了測試數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲對被測芯核測試時間的影響，提出了一種啟發(fā)式的被測芯核內(nèi)部掃描鏈和測試殼邊界單元優(yōu)化配置算法，可有效減小被測芯核

6、的最大測試掃描輸入輸出長度，減小測試數(shù)據(jù)分組數(shù)量和測試數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲。從層次型芯核的測試殼邊界單元結(jié)構(gòu)入手，分析了層次型芯核的父核和子核之間測試模式的約束關(guān)系，提出了層次型芯核一種新的測試模式類型和研究了相應(yīng)的層次型芯核測試殼結(jié)構(gòu)。研究了基于表調(diào)度的非搶占式的啟發(fā)式片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試規(guī)劃算法，并考慮了并行測試約束和功耗約束等問題，可有效減小片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的測試時間。
　　 4.片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中混合信號電路模塊的測試方法研究。

7、　　 對支持混合信號電路模塊的片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了探討，針對混合信號電路系統(tǒng)中的基本組件—模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(ADC)，研究了一種使用斜坡信號作為測試激勵的ADC內(nèi)建自測試輸出分析方法，與直方圖分析方法相比，具有更短的測試時間，硬件資源開銷較小，該方法不但可以測試ADC的差分非線性和積分非線性等靜態(tài)參數(shù)，還可檢測ADC的漏碼特性，給出了兩種完整的ADC內(nèi)建自測試結(jié)構(gòu)，可用于不同配置的片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
　　 理論研究和實驗結(jié)果驗證了本