[发明专利]一种准完全最大距离随机测试方法

说明书

技术领域

      本发明涉及计算机硬件故障测试领域，具体涉及基于随机测试的固定故障诊断算法领域，提出了一种准完全最大距离随机测试方法。

背景技术

基础知识介绍：

随机测试作为一种无需待测电路内部信息的黑盒测试技术，避免在分析待测电路的结构上耗费大量时间和精力，在不要求达到百分之百故障覆盖率，如只需达到90%-95%的实际工业测试中已经被广泛使用。随机测试是已经被使用多年的著名的固定故障诊断算法。随机测试方法需要对一个电路随机生成测试用例，即对一个有n输入变量的电路来说，是将随机生成的n位测试码加载到电路上，然后根据输出响应来确定该电路是否正常。随机测试方法的一个的优点就是在不必知道电路的具体设计的条件下，对任意电路做出较为可靠的测试结果。其原理是在待测电路的输入端上随机产生测试输入，并通过观察输出端的运行结果来判断待测硬件内部是否存在故障来达到测试目的。随机测试的优点表现为：1)算法简单，测试集生成方便且高效；2)无须待测程序或电路的内部结构信息；3)避免测试人员在生成测试用例时的主观偏见。然而，由于随机测试的随机性和不确定性，也使其本身存在着一些固有的非常明显的缺点：1)测试的故障覆盖率很低；2) 过多的甚至是重复的冗余测试用例；3)对于相同的待测程序或电路的多次测试，存在着故障覆盖率的不确定性，因而导致测试效率很低的致命弱点。

现有技术情况：

随着超大规模集成电路的发展，电路的设计变得越来越复杂，由此造成电路的故障测试也不断变得越来越复杂，现在有的故障诊断也面临越来越多的问题，尤其是在时间开销和存储开销的问题上，困扰大多数故障测试从业者。为了适应新时期的超大规模集成电路的发展，必须改进现有的故障测试方法，使得有更少的时间、更少的资源来测试更为复杂的电路。而在一些商用电路，尤其是军用方面，一些资料具有一定的保密性，对电路进行故障检测更是难上加难。

常见的所谓随机测试码生成方法有使用线性反馈移位寄存器(LFSR, Linear Feedback Shift Registers)及细胞自动机(CA, Cellular Automata)等方法：在给定种子和特征多项式或特征矩阵后可以在一个周期内生成一系列不重复的测试码。由于依据相同的种子与特征多项式，每次生成的测试序列必定相同。因此，实际上就是利用了普通的伪随机测试的思想。研究表明，在以相同故障覆盖率为目标的条件下，伪随机测试相比完全随机测试更为高效。在后文中随机测试将泛指伪随机测试及完全随机测试。一般而言，随机测试生成的测试码中每一位“0”或“1”的出现具有相同的概率，且随机生成时既不关心待测电路的内部信息，也不可能利用前面已经生成的测试信息来选取新的有效测试码。

影响随机测试效率的另一个主要问题是随机生成的多个不同测试码，可能仅检测到相同的故障，使得无效测试码的数量大大增加，因此为了达到与确定性测试法接近甚至相同的故障覆盖率，有可能需要10倍于或更多确定型故障测试算法所生成的测试码和测试时间。鉴于上述的重大缺陷，有研究者引入伽罗华域(Galois Field)的概念，改进LFSR的生成方法即GLFSR,使得该方法生成的任意两个测试码之间的海明距离至少达到2。

本发明的特点：

本发明提出了一种准完全最大距离的随机测试方法，在未知被测电路内部构造的情况下，对电路作出较为可靠的故障报告（95%左右故障覆盖率）。主要从减少测试开销、提高故障覆盖率入手，改进原来的随机测试算法。提高故障覆盖率、减少测试开销(时间、资源)。

发明内容

      本发明的目的在于解决现阶段电路规模急剧增大，集成电路快速发展的条件下，现有的随机测试算法不足以存在过多冗余测试码，为达到理想的故障覆盖率需要巨大的资源开销以及时间开销的问题，从而困扰大多数故障测试从业者这一现状。为了解决上述问题，本发明提供一种准完全最大距离随机测试方法，它在现有随机测试方法的基础上引进海明距离和笛卡尔距离的概念，减少测试开销，并提高故障覆盖率。

为达到上述目的，本发明的构思是：

1、 减少测试开销：

影响随机测试开销的一个主要问题是随机生成的多个不同测试码，可能仅检测到相同的故障，使得无效测试码的数量大大增加。对于大部分待测电路，在其随机测试码集合中，测试码之间距离适当增大且使得相互间尽可能地达到均匀分布，就可以有效地提高故障检测的概率，并使得量冗余测试码的数量大大降低。因此，基于距离的随机测试算法可以有效的减少测试码数量，减少测试开销。