Testfreundliche Synthese Hochintegrierter Schaltungen

ISBN-13: 9783540556619 / Niemiecki / Miękka / 1992 / 206 str.

Bernhard Eschermann; B. Eschermann

Opis

Hochkomplexe elektronische Schaltungen werden in immer mehr Bereichen der Technik eingesetzt, in denen es auf eine hohe Zuverl{ssigkeit ankommt, wie z.B. der Medizin und der Verkehrstechnik. Eine effiziente ]berpr}fung dieser Schaltungen, m-glichst in Form eines "Selbsttests," ist deshalb von entscheidender Bedeutung. Das Buch beschreibt zun{chst Verfahren f}r den automatisierten Entwurf und den Test hochintegrierter Schaltungen und f}hrt dann beide Themengebiete zu einer einheitlichen Entwurfsmethodik zusammen. Der Test - als externer Test mit Hilfe von Pr}fpfaden oder als Selbsttest - wird damit zu einem organischen Bestandteil des Entwurfs. Die Zuverl{ssigkeit von Schaltungen kann so mit erheblich geringeren Mehrkosten als bisher gesteigert werden. Das Buch spricht neben Fachleuten f}r Entwurfswerkzeuge vor allem Entwickler hochintegrierter Schaltungen an. Der Autor wurde f}r diese Arbeit mit dem VMI-Preis 1991 des Verbands der Metallindustrie Baden-W}rttemberg ausgezeichnet.

Spis treści

1 Einleitung.- 1.1 Motivation.- 1.2 Ziel der Arbeit.- 1.3 Aufbau der Arbeit.- 2 Synthese und Test hochintegrierter Steuerwerke.- 2.1 Steuerwerksentwurf.- 2.1.1 Allgemeines.- 2.1.2 Beschreibungsformen.- 2.1.3 Zustandscodierung.- 2.1.4 Logiksynthese.- 2.2 Testmethoden.- 2.2.1 Einführung.- 2.2.2 Struktureller deterministischer Test.- 2.2.3 Pseudoerschöpfender Test.- 2.2.4 Test mit Zufallsmustern.- 2.3 Entwurfsmaßnahmen zur Verbesserung der Testbarkeit.- 2.3.1 Einführung.- 2.3.2 Schaltwerke mit Prüfexperimenten.- 2.3.3 Schaltungen mit Prüfpfad.- 2.3.4 Schaltungen mit Selbsttestregistern.- 2.3.5 Wahl der Teststrategie.- 2.4 Stand der Technik.- 2.4.1 Steuerwerke ohne Prüfpfad.- 2.4.2 Steuerwerke mit Prüfpfad.- 2.4.3 Selbsttestbare Steuerwerke.- 2.4.4 Zusammenfassung.- 3 Testfreundliche Steuerwerksstrukturen.- 3.1 Grundprinzipien testfreundlicher Steuerwerke.- 3.2 Integration von Selbsttestregistern.- 3.3 Integration von Prüfpfaden.- 4 Zustandscodierung für testfreundliche Steuerwerke.- 4.1 Anforderungen an die Zustandscodierung.- 4.2 Optimale Zustandscodierung.- 4.3 Übersicht über konventionelle Codierungsverfahren.- 4.3.1 Einführung.- 4.3.2 Symbolische Minimierung und Codierbedingungen.- 4.3.3 Zuweisung von Codewörtern.- 4.4 Codierungsverfahren für testfreundliche Strukturen.- 4.4.1 Kostenfunktionen für die Zustandscodierung.- 4.4.2 Quadratische Zuordnungsprobleme.- 4.4.3 Algorithmen zur Lösung des Zuordnungsproblems.- 4.4.4 Untersuchungen zur Qualität der Lösung.- 5 Steuerwerke mit integrierten Selbsttestregistern.- 5.1 Einbeziehung von Testmustergeneratoren in die Synthese.- 5.1.1 Nutzung der Generatoreigenschaft.- 5.1.2 Synthese optimierter selbsttestbarer Steuerwerke.- 5.1.3 Linear rückgekoppelte Schieberegister als Testmustergeneratoren.- 5.1.4 Analyse der Ergebnisse.- 5.2 Einbeziehung von Signaturregistern in die Synthese.- 5.2.1 Integrale Signaturanalyse.- 5.2.2 Verringerung der Fehlermaskierungswahrscheinlichkeit.- 5.2.3 Synthese von Steuerwerken mit integraler Signaturanalyse.- 5.2.4 Codierung der Zustände bei integraler Signaturanalyse.- 5.2.5 Analyse der Ergebnisse.- 5.3 Synthese von Steuerwerken mit parallelem Selbsttest.- 5.3.1 Beschreibung des Übergangsverhaltens endlicher Automaten durch Markov-Ketten.- 5.3.2 Nutzung von Signaturen als Testmuster.- 5.3.3 Fallbeispiel: „Boundary Scan “-Steuerwerk.- 5.3.4 Paralleler Selbsttest mit Pseudozufallsmustern.- 5.4 Bewertung der vorgestellten Verfahren.- 6 Steuerwerke mit integriertem Prüf pfad.- 6.1 Einbeziehung von Prüfpfaden in die Synthese.- 6.1.1 Nutzbarkeit von Prüfpfaden während des Systembetriebs.- 6.1.2 Zustandsfolgen bei Ringzählern und Johnson-Zählern.- 6.1.3 Synthese optimierter extern testbarer Steuerwerke.- 6.1.4 Implementierungsalternativen.- 6.1.5 Analyse der Ergebnisse.- 6.2 Schaltwerke mit „emuliertem Prüfpfad “.- 6.2.1 Emulation von Prüfpfaden.- 6.2.2 Synthese von Schaltwerken mit emuliertem Prüfpfad.- 6.2.3 Test von Schaltwerken mit emuliertem Prüfpfad.- 6.2.4 Erweiterungen für partielle „Prüfpfade “.- 6.2.5 Analyse der Ergebnisse.- 7 Zusammenfassung und Ausblick.- 7.1 Erzielte Ergebnisse.- 7.2 Weiterführende Arbeiten.- A.1 Einfluß der Zustandscodierung auf die Steuerwerksgröße.- A.2 Implementierungen testfreundlicher „Boundary Scan “-Steuerwerke.- A.2.1 Konventioneller Selbsttest.- A.2.2 Paralleler Selbsttest.- A.2.3 Konventioneller Prüfpfad.- A.2.4 Nutzung des Prüfpfades im Systembetrieb.- A.2.5 Emulierter Prüfpfad.- A.3 Abschätzung der Fläche von PLA-Steuerwerken.- Verwendete Formelzeichen, Indizes und Abkürzungen.