[发明专利]一种基于单向传输路径的片上网络测试封装

说明书

半导体制造工艺的进步和特征尺寸的缩小，使得片上多核系统的可靠性愈发重要。本发明是一种基于单向传输路径的片上网络测试封装。该测试封装以单向传输路径作为测试对象，并将其代替传统的路由器和链路结构作为片上网络的基本组成单元。单向传输路径定义为相邻片上网络资源节点之间的单向数据通路，以及与该单向数据通路功能耦合紧密的控制逻辑单元。基于该测试封装，能够对片上网络中空闲的单向路径进行在线测试，利用内建自测试检测固定型和桥接型等故障，并能够高效地将故障定位到某一条单向传输路径上，且该测试方式不会对系统中运行的应用产生负面影响。该发明可以有效地提高多核片上系统的可测性和可观测性，进而提高数字系统的可靠性。

技术领域

本发明是一种基于单向传输路径的片上网络测试封装，属于片上网络测试封装领域。

背景技术

随着集成电路制造工艺的进步和并行计算需求的增加，在单片芯片上集成众多处理器核等资源成为趋势。随之而来的大量的通信量需求使得片上网络成为多核系统一种重要的互连通信结构。相比于基于总线的通信结构，片上网络的可扩展性更好，带宽更高。

特征尺寸的不断缩小使得现代集成电路对温度、电压和工艺等变量变得越发敏感。在生产和使用过程中，工艺参数的变化、粒子撞击、老化现象等会对集成电路引入物理缺陷。我们应及早地检测这些故障并采取治愈措施，避免片上网络中出现数据包丢失、数据包损坏甚至死锁等失效行为。

在使用基于片上网络的多核片上系统上运行多个应用之前，通常会将这些应用分别划分成若干个任务，按照映射算法分配到多核片上系统的一系列节点上，每一个资源节点包含了一个处理器及其邻接路由器。当完成映射之后，片上网络中将存在大量的空闲单向链路和部分空闲的路由器，比如不同应用占用的资源节点之间的链路、同一个应用占用的资源节点内部有存在部分通信链路，以及那些没有被应用占用的路由器的外围链路都是空闲的。这为我们无负面影响的片上网络在线测试提供了可能。

当前面向片上网络的测试方法主要是基于路由器和基于链路的测试。传统的片上网络由路由器、链路和片上网络接口组成。基于路由器的测试封装通常需要占用正在运行的资源节点来进行测试，或者通过多个资源节点的配合来完成测试和故障定位。此外，基于链路的测试封装通常只对相邻资源节点之间的链路进行测试，无法覆盖到位于路由器中的控制逻辑电路，使得测试不够全面。

发明内容

为了提高片上网络的可测性和可观测性，同时不对在基于片上网络的多核系统上运行的应用产生负面影响，本发明提出了一种基于单向传输路径的片上网络测试封装。该测试封装用单向传输路径代替路由器和链路来作为片上网络的基本组成单元，并将单向传输路径为最小测试对象,其中单向传输路径定义为相邻片上网络资源节点之间的单向数据通路，以及与该单向数据通路功能耦合紧密的输入/输出控制电路。本发明的测试封装的内容包括了基于单向传输路径的片上网络结构、单向传输路径结构、被测试电路的封装器、内建自测试平台以及测试控制台。

基于单向传输路径的片上网络结构如图1所示。在这种结构中，使用单向传输路径作为片上网络的基本组成单元，在邻接传输路径交汇的地方形成连接点。该结构的片上网络跟传统的基于路由器的片上网络功能一致。连接到相同连接点的不同方向的传输路径的功能是相互独立的；连接到不同连接点的传输路径的功能也是相互独立的。此外，在本发明的测试封装中，为了节省测试电路的面积和功耗，测试组件放置在连接点处，并由连接到该连接点的单向传输路径共享。测试组件包括了内建自测试平台和测试控制台。