基于嵌入式微处理器的测试技术研究

摘要

随着半导体的工艺尺寸不断缩小、电路设计的规模越来越大,微处理器核,尤其是嵌入式微处理器核,正面临着高可靠性、高质量、低成本等日益严峻的挑战。与此同时,微处理器核的测试变得越来越困难,测试的成本也在不断升高。为了降低微处理器的测试难度及测试成本,研究嵌入式微处理器核的测试具有重要的理论价值和实际意义。
　　本文在认真研究了现有的微处理器测试方法的基础上采用基于指令集的自测试方法和存储器测试方法相结合的方法对嵌入式微处理器核进行测试设计,将微处理器的测试分成两大部分:微处理器内存储器的测试和微处理器其它单元模块的测试。对于微处理器内的嵌入式存储器,采用存储器内建自测试方法使用March C算法进行测试,设计了存储器BIST控制器及其指令格式。对于微处理器其它单元模块,采用基于指令集的自测试方法进行测试设计,其过程包括测试预处理阶段和模块自测试阶段。在测试预处理阶段进行微处理器模块的部件分类和约束提取,并在指令约束条件下确定测试向量;模块自测试阶段主要是对微处理器单元模块的测试,即对被测单元模块施加测试向量并采集测试响应。基于指令集的自测试方法是一种以结构性故障为指导的软件测试方法,既不需要修改微处理器核内部的电路结构,又可以实现结构性故障的高故障覆盖率。
　　实验结果表明:本文所采用的方法可以测试出微处理器核内的桥接故障、呆滞型故障和开路、短路故障,并且达到比较高的故障覆盖率。

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第一章 引言

§1.1 研究背景和意义

§1.2 研究现状

§1.3 论文研究内容

§1.4 论文结构

第二章 微处理器测试方法研究

§2.1 微处理器的结构特点

§2.2 基于可测性设计技术的测试方法

§2.3 基于功能故障模型的软件测试方法

§2.4 基于指令集的软件测试方法

§2.5 小结

第三章 嵌入式微处理器的总体测试设计

§3.1 测试方案设计

§3.2 微处理器存储器测试方法研究

§3.3 微处理器单元模块测试方法研究

§3.4 总体测试结构设计

§3.5 小结

第四章 微处理器存储器的BIST设计

§4.1 存储器的类型

§4.2 存储器的故障模型

§4.3 存储器测试算法分析

§4.4 存储器BIST控制器整体结构设计

§4.5 小结

第五章 基于指令集的微处理器单元模块的测试设计

§5.1 测试预处理阶段

§5.2 单元模块自测试设计

§5.3 测试与仿真验证

§5.4 小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果