[发明专利]一种改进扫描链单元及基于该单元的非并发测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进扫描链单元及基于该单元的非并发的在线测试方法，属于片上系统测试领域。

背景技术

系统芯片(System-on-a-Chip，SOC)又称为片上系统，也就是系统级的集成电路，它可以将原来由多个芯片组成的复杂系统(包括数字电路、模拟电路、信号采集和转换电路、存储器、MPU、DSP、MPEG等)集成在一个芯片上。随着SOC中故障发现时间的推迟，故障所造成的经济损失将成指数形式增长，而相比于离线测试，在线测试可以在系统运行的过程中发现故障，进行处理，因此可以有效地减小由故障造成的经济损失。而且随着工业，军事以及航天科技的发展，在一些有特殊用途的SOC中，要求测试必须与工作同时进行。从这一意义上讲，在线测试便于对仪器设备的检测和维护，以减小设备的故障率，降低运营成本和因故障造成的经济损失。

为了更好的应用在线测试的方法，目前已经提出的一些方法有：差错控制码与自校验、重复与比较、在线监督等技术。有一种用于分析当前电路测试理论和技术和测试要求的在线测试仪，在提高测试效率的同时降低了测试成本。也有人针对FPGA的故障诊断工具做了相关研究。相对于普通电路，为实现系统测试而增加的部分称为冗余，常见的有时间冗余，空间冗余和信息冗余。一个电路在实现同等性能时，冗余度越小越好。

在线测试分为并发测试和非并发测试。并发测试是在系统正常操作时进行的测试，而非并发测试是在正常操作被暂时中断时进行的测试。非并发测试时，整个系统处于在线状态，但并不是其中的每个子系统都在线。选择一个离线的子系统，在可接受的时间花销下进行测试。

区别于组合电路，时序电路的在线测试需要在测试前保存电路中各触发器的状态，测试结束后恢复原有状态，使系统按照原有状态继续工作。也有人提出了如下一种基于扫描链的非并发方式的在线测试方法。该方法对电路进行扫描设计，每个扫描单元都与另一个可扫描的触发器相连，即将引入的各触发器连接成扫描链，在测试开始前同时实现测试数据的输入与现场保护，在测试结束时同时实现测试数据的输出和现场恢复。其优点在于，测试向量移入和移出扫描链的过程不影响电路的正常工作，每次测试只需要两个时钟周期的时间冗余。但其对时序的要求比较严格，控制难度大。此外，电路的测试往往需要连续移入多组测试向量，而上述方法无法一次移入多组测试向量，每次测试仅能移入一组测试向量。

发明内容

本发明目的是为了解决现有基于扫描链的非并发方式的在线测试方法存在对时序的要求比较严格、控制难度大、且无法一次移入多组测试向量的问题，提供了一种改进扫描链单元及基于该单元的非并发测试方法。

本发明的所述改进扫描链单元包括第一选择器、第二选择器、第一触发器和第二触发器，第一选择器的0输入端作为所述改进扫描链单元的功能数据输入端，第一选择器的1输入端与第二触发器的输出端相连，第一选择器的输出端与第二选择器的1输入端相连，第二选择器的0输入端作为所述改进扫描链单元的测试单元扫描数据输入端，第二选择器的输出端与第一触发器的D信号输入端相连，第一触发器的输出端与第二触发器的D信号输入端相连，第一触发器的输出端同时作为所述改进扫描链单元的功能输出端和所述改进扫描链单元的扫描数据输出端，第一选择器的使能端输入信号为back，第二选择器的使能端输入信号为selectin，第二触发器的使能端输入信号keep，并与其内部CLK端连接，第一触发器的时钟信号输入端输入改进扫描链单元1的时钟信号CLK；

当信号back＝0、selectin＝1、keep＝0时，扫描链单元处于正常工作状态，当输入数据为功能数据时，第一触发器的输出端为功能输出端，输出功能数据funout；当输入数据为测试向量时，第一触发器的输出端为扫描数据输出端，输出扫描数据scanout；

当信号back＝0、selectin＝0、keep＝1时，扫描链单元处于保护现场状态，第一触发器的输出端为扫描数据输出端，第二触发器保持上一时钟周期的输出扫描数据scanout；

当信号back＝0、selectin＝0、keep＝0时，扫描链单元处于移入或移出测试数据状态，第一触发器的输出端为扫描数据输出端，第二触发器保持保护现场状态时所存储的状态数据；

当信号back＝1、selectin＝1、keep＝0时，扫描链单元处于恢复现场状态，第一触发器的输出端输出第二触发器返回的存储数据。

基于上述改进扫描链单元的在线测试方法有两种技术方案，第一种方案：