Σχεδίαση για Δοκιμαστικότητα (Design for Testability DFT) Δημήτρης Νικολός Τμήμα Μηχ. Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής, Παν.

Transcript

1 Σχεδίαση για Δοκιμαστικότητα (Design for Testability DFT)

2 Έλεγχος Πολύπλοκων Συστημάτων Μπορούμε να εξάγουμε διανύσματα δοκιμής για την ανίχνευση όλων των σφαλμάτων που μας ενδιαφέρουν; O χρόνος εξαγωγής του συνόλου δοκιμής είναι αρκετά μικρός ώστε να μην έχουμε προβλήματα κόστους; Ο χρόνος ελέγχου της ορθής λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος μετά την κατασκευή του θα είναι μικρός ώστε να μην έχουμε οικονομικά προβλήματα; 2

3 Σχεδιασμός για δοκιμαστικότητα (DFT) Ο Σχεδιασμός για Δοκιμαστικότητα αναφέρεται σ εκείνες τις σχεδιαστικές τεχνικές οι οποίες καθιστούν την εξαγωγή των διανυσμάτων δοκιμής και τον έλεγχο της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος μετά την κατασκευή του (test application) αποτελεσματική και αποδοτική 3

4 Μέθοδοι σχεδιασμού για δοκιμαστικότητα Γενικές οδηγίες Κατά περίπτωση μέθοδοι Δομημένες μέθοδοι 4

5 Γενικές οδηγίες Να αποφεύγετε κυκλώματα που έχουν λογικό πλεονασμό Να αποφεύγετε την ασύγχρονη λογική Να απομονώνετε τα σήματα χρονισμού από τα δεδομένα Να αποφεύγονται πύλες με μεγάλο πλήθος εισόδων Να προσθέτετε εισόδους ελέγχου για σήματα που είναι δύσκολο να ελεγχθούν Να σχεδιάζετε με τρόπο που διευκολύνεται η διάγνωση 5

6 Tεχνικές που εφαρμόζονται ανάλογα της περίπτωσης Eισαγωγή σημείων δοκιμής (Test points) Ψευδοεξαντλητικός έλεγχος ορθής λειτουργίας (Pseudoexhaustive testing) 6

7 Εισαγωγή σημείων δοκιμής (Test Points) Σημεία παρατήρησης (Observation points) Σημεία ελέγχου (Control points) 7

8 Εισαγωγή σημείων παρατήρησης (Observation points) είσοδοι έξοδοι A B C G E ΣΠ 8

9 Παράδειγμα μείωσης του συνόλου δοκιμής εισάγοντας σημεία παρατήρησης A B C D E G1 G2 F H G3 Έξι διανύσματα απαιτούνται για την ανίχνευση όλων των απλών σφαλμάτων μόνιμης τιμής Z A B C D E G1 G2 F H OP Πέντε διανύσματα είναι αρκετά G3 Z 9

10 Η εισαγωγή σημείων παρατήρησης οδηγεί στην ανίχνευση μη ανιχνεύσιμων σφαλμάτων OP A B C E D G1 G2 H G3 F G G4 G5 Y Z A B C E D G1 G2 H G3 F G G4 G5 Y Z ES1 και DS1 είναι μη ανιχνεύσιμα ES1 και DS1 είναι άνιχνεύσιμα 10

11 Εισαγωγή σημείων ελέγχου 1/6 Η εισαγωγή σημείων ελέγχου οδηγεί σε αύξηση της ελεγξιμότητας των κόμβων του κυκλώματος 11

12 Εισαγωγή σημείων ελέγχου 2/6 είσοδοι έξοδοι A B C G E ΣΠ 12

13 Εισαγωγή σημείων ελέγχου 3/6 είσοδοι έξοδοι A B C G E σημείο ελέγχου ΣΠ 13

14 Εισαγωγή σημείων ελέγχου 4/6 είσοδοι έξοδοι A B C G E σημείο ελέγχου ΣΠ 14

15 Εισαγωγή σημείων ελέγχου 5/6 είσοδοι έξοδοι A B C G E σημείο ελέγχου Z είσοδος ελέγχου πολυπλέκτη ΣΠ 15

16 Εισαγωγή σημείων ελέγχου 6/6 W P U CP 16

17 Παραδείγματα εισαγωγής σημείων ελέγχου D SET Q D SET Q (a) CLR Q CLR Q CP CP (b) M N 17

18 Ψευδοεξαντλητικός έλεγχος Διαμέριση του κυκλώματος με υλικό (Hardware partitioning) Διαμέριση του κυκλώματος μέσω της ευαισθητοποίησης μονοπατιών (Sensitized path segmentation) ti ) Διαμέριση του κυκλώματος μέσω της ευαισθητοποίησης μονοπατιών αλλά και χρήσης υλικού (Partial Hardware Partitioning) Διαμέριση του κυκλώματος που βασίζεται στη σχέση εισόδων και εξόδων (Verification testing ή cone segmentation) 18

19 Παράδειγμα διαμέρισης του κυκλώματος με υλικό I 1 I 2 Subcircuit G1 A B Subcircuit G2 Circuit Subcircuit G1 M U X M U X Subcircuit G2 MUX MUX O 1 O 2 αρχικό κύκλωμα Γενική δομή του κυκλώματος για διαμέριση 19

20 Παράδειγμα διαμέρισης του κυκλώματος με υλικό n1 n3 n2 n4 n8 Subcircuit G1 MUX n6 M U X M U X n5 Subcircuit G2 MUX n7 Subcircuit G1 MUX M U X M U X Subcircuit G2 MUX Εξαντλητικός έλεγχος του G1 Εξαντλητικός έλεγχος του G2 20

21 Διαμέριση του κυκλώματος μέσω της ευαισθητοποίησης μονοπατιών A B R α Z1 Εξαντλητικός έλεγχος: 256 διανύσματα δοκιμής C D E F G H β V W γ Z2 Ψευδοεξαντλητικός έλεγχος: α: 4 διανύσματα δοκιμής β: 8 διανύσματα δοκιμής γ: 8 διανύσματα δοκιμής Συνολικά 20 διανύσματα δοκιμής 21

22 Διαμέριση του κυκλώματος μέσω της ευαισθητοποίησης μονοπατιών αλλά και χρήσης υλικού (Partial Hardware Partitioning) i A B R α Z1 C D S E 0 W S β I 1 0 F 1 G H V γ Z2 22

23 Διαμέριση του κυκλώματος που βασίζεται στη σχέση εισόδων και εξόδων (cone segmentation) Εξαντλητικός έλεγχος: a b c d e f g h 32 διανύσματα δοκιμής Ψευδοεξαντλητικός έλεγχος f: 8 διανύσματα δοκιμής g: 8 διανύσματα δοκιμής h: 4 διανύσματα δοκιμής Συνολικά 20 διανύσματα δοκιμής 23

24 Μέγιστη ταύτιση σημάτων δοκιμής (Maximum Test Concurrency) Εάν δύο κύριες είσοδοι του κυκλώματος δεν επηρεάζουν την ίδια κύρια έξοδό του, τότε κατά τον έλεγχο της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος μπορούν να οδηγούνται με το ίδιο σήμα 24

25 Μέγιστη ταύτιση σημάτων δοκιμής παράδειγμα 1 Πίνακας εξάρτησης Εξαντλητικός έλεγχος : 32 διανύσματα Ψευδοεξαντλητικός έλεγχος: 20 διανύσματα 25

26 Μέγιστη ταύτιση σημάτων δοκιμής παράδειγμα 1 Πίνακας εξάρτησης ης και δύο διαμερίσεις Εξαντλητικός έλεγχος : 32 διανύσματα Ψευδοεξαντλητικός έλεγχος: 20 διανύσματα Σύνολο δοκιμής Μέγιστης ταύτισης σημάτων δοκιμής : 8 διανύσματα 26

27 Μέγιστη ταύτιση σημάτων δοκιμής παράδειγμα 2 A R B Z1 C D W E G H V Εξαντλητικός έλεγχος: 256 διανύσματα δοκιμής Ψευδοεξαντλητικός έλεγχος : F Z2 96 διανύσματα δοκιμής Μέγιστης ταύτισης σημάτων δοκιμής : 64 διανύσματα δοκιμής 27