基于导航接收机的DSP外设存储器行进测试技术

2011-05-11 23:47:06来源: 电子技术应用

基于导航接收机的DSP外设存储器行进测试技术

    DSP作为电子系统中数字运算的核心,所操作数据的正确性是系统正常运行的基本保证。以导航接收机中的DSP应用为例,捕获跟踪、信号解调、电文格式转换、多径抑制、抗干扰等实时任务每时每刻都在进行比特信息的交互。作为系统数据的中转站,存储器的任何物理故障都有可能导致系统出现严重的异常。因此,需要一种快速有效的存储器测试算法对DSP外设存储器进行实时功能验证和检测,确保器件没有物理故障[1]。本方法专门针对存储器中AF、SAF、SOF、TF、CF故障的检测,如图1中虚线框内所示。

    在已有的故障检测算法中,Checkerboard算法的测试向量类似于国际象棋中黑白相间的棋盘格,使用0-1间隔的测试序列写入存储器,运行时间为O(N),但故障覆盖率较低[2]。Galpat算法遍历了每个比特对其他比特的影响,可以检测所有非链接的静态故障,但运行时间为O(N2)[3]。在现有工艺条件下,完成一片兆字节容量的存储器的Galpat测试需要几百年。行进算法是工业中经常使用的存储器测试算法,如MATS++、March X、March C-等[4],其运行时间为O(N),具有较高的故障覆盖率,但通常不能覆盖所有静态非链接故障。

    本文在考虑存储器静态非链接故障的基础上,以字作为基本检测单元,提出了一种可以检测所有SAF、TF、AF、SOF、CF故障的行进测试方案,其运算量为(11N+5v)/u+2N,其中,每个字为u比特,u=2v。

1 故障模型与定义

    本文采用文献[2]通用的术语定义。

1.1 术语定义

    为了方便描述以字作为基本检测单元的故障检测方法,补充定义以下术语:

    · u:一个字的比特数,u=2v(v为非负整数)。

    · P:u比特的测试向量字。

    · P0:全0测试向量字。P0=bu…b2b1,bu=…=b2=b1=0。

    · M:某个基于比特的行进测试算法,由一系列行进序列组成。

    · MP:M对应的基于字的行进测试算法,P是u比特的测试向量字。

1.2 存储器故障模型

    存储器静态非链接故障包括单个单元故障和耦合故障。

    (1)单个单元故障

    单个单元故障包括:SAF、SOF、AF和TF,其分类及检测序列如表1所示。

 (2)耦合故障

    耦合故障是一个单元的逻辑值受另一个单元的影响。包括:①CFin故障(inversion Coupling Fault)是指单元i翻转会导致单元j翻转;②CFid故障(idempotent Coupling Fault)是指单元i翻转会导致单元j的逻辑值为某个定值(0或1);③CFst故障(state Coupling Fault)是指单元i赋值为某个定值时,会导致单元j的逻辑值为某个定值(0或1)。耦合故障列表如表2所示。

2 基于字的行进算法

2.1 基于比特的行进与基于字的行进

    基于比特的行进会遍历所有的比特单元,而基于字的行进则是遍历所有的字单元。对于N比特的存储器,两种行进方式的差异如表3所示。

    目前大多数存储器读写操作是基于字的。对于N比特存储器,如果一个字为u比特,则对于相同的行进序列,基于字的行进与基于比特的行进相比,测试时间减少到原来的1/u;基于字的行进测试缺点在于故障检测率会下降,需要更多的测试向量字来提高故障检测率。

2.2 字中耦合故障和字间耦合故障

    耦合故障分为字中耦合和字间耦合两种情况,如图2所示。字中耦合故障是指同一个字内的两个比特i和j,比特i的状态变化或操作会引起比特j逻辑值故障;字间耦合故障是指比特i和j分别处于两个不同的字中,比特i的状态变化或操作会引起比特j逻辑值故障。

    由图2可以看出,如果M可以检测出所有的CF故障,则MP0可以检测出所有的字间耦合故障,但通常只能测出一部分字中耦合故障。

[1] [2]

关键字:导航接收机  存储器

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0511/article_2129.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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