الالكترونيات الصناعية

circular self-test path

مسار الاختبار الذاتي الدائري: تقنية BIST مدمجة وكفاءة

المقدمة:

تُعد تقنيات الاختبار الذاتي المدمج (BIST) أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز قابلية اختبار الدوائر الرقمية، خاصةً في الأنظمة المعقدة حيث يكون الاختبار باستخدام المعدات الخارجية غير عملي أو مكلف. مسار الاختبار الذاتي الدائري (CSTP) هو تقنية BIST قوية تجمع بين توليد أنماط الاختبار وتلخيص النتائج في بنية واحدة مدمجة.

كيف يعمل CSTP:

تكمن جوهر CSTP في الترتيب الذكي لنقاط التبديل داخل الدائرة أثناء الاختبار. يتم ربط نقاط التبديل معًا لتشكيل سجل دائري، حيث يُخرج كل خرج لنقطة تبديل XORًا مع إشارة دائرة معينة ثم يتم تغذية الإخراج إلى مدخل نقطة التبديل التالية. تسمح هذه البنية الدائرية بالوظائف التالية:

  • توليد أنماط الاختبار: توفر الحالة الأولية للسجل الدائري بذرة لتسلسل الاختبار. عن طريق تأخير السجل، يتم إنشاء تسلسل أنماط اختبار عشوائي زائف وتطبيقه على الدائرة قيد الاختبار.
  • تلخيص نتائج الاختبار: مع انتشار أنماط الاختبار عبر الدائرة، يتم تطبيق XOR على المخرجات مع إشارات الدائرة المحددة ثم يتم إدخالها مرة أخرى إلى السجل الدائري. يعمل ذلك على تلخيص نتائج الاختبار بشكل فعال في توقيع.

مزايا CSTP:

  • الدمج: يتطلب CSTP الحد الأدنى من الأجهزة الإضافية، مما يجعله مناسبًا للتكامل في الدوائر الموجودة.
  • الكفاءة: تلغي البنية الدائرية الفردية الحاجة إلى مولدات أنماط اختبار منفصلة ووحدات تلخيص النتائج، مما يقلل من التعقيد والتكلفة.
  • الاختبار العشوائي الزائف: ينشئ CSTP أنماط اختبار عشوائية زائفة، مما يوفر تغطية خطأ عالية لمجموعة واسعة من عيوب الدوائر.

التنفيذ:

  • تصميم السجل: يمكن تصميم نقاط التبديل في السجل الدائري باستخدام نقاط تبديل D القياسية أو أنواع أخرى مناسبة.
  • اختيار الإشارة: يجب اختيار إشارات الدائرة المحددة التي يتم تطبيق XOR عليها مع مخرجات نقاط التبديل بعناية لضمان تغطية خطأ كافية.
  • تحليل التوقيع: بعد الانتهاء من تسلسل الاختبار، تمثل الحالة النهائية للسجل الدائري التوقيع. يمكن مقارنة هذا التوقيع بتوقيع خالي من الأخطاء محسوب مسبقًا للتشخيص.

التطبيقات:

يجد CSTP تطبيقات في مجموعة واسعة من الدوائر الرقمية، بما في ذلك:

  • اختبار الذاكرة: يمكن أن يختبر CSTP دوائر الذاكرة بشكل فعال من خلال إنشاء أنماط عشوائية للعنوان والبيانات.
  • اختبار الدائرة المنطقية: يمكن استخدام CSTP لاختبار دوائر المنطق المعقدة بتغطية خطأ عالية.
  • اختبار المعالج الدقيق: يمكن استخدام CSTP لاختبار المنطق الداخلي للمعالجات الدقيقة والأنظمة المضمنة.

الاستنتاج:

مسار الاختبار الذاتي الدائري هو تقنية BIST قيمة توفر حلاً فعالًا ومدمجًا لاختبار الدوائر الرقمية. من خلال دمج توليد أنماط الاختبار وتلخيص النتائج في بنية واحدة، يمكّن CSTP من الكشف عن الأخطاء بشكل فعال واقتصادي، مما يساهم في موثوقية ومتانة الأنظمة الإلكترونية الحديثة.


Test Your Knowledge

Circular Self-Test Path Quiz

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of the circular register in CSTP?

a) Storing the test patterns for the circuit under test b) Generating pseudorandom test patterns c) Compacting test results into a signature d) Both b) and c)

Answer

d) Both b) and c)

2. Which of the following is NOT an advantage of CSTP?

a) Compactness b) High fault coverage c) Requires separate test pattern generators d) Efficiency

Answer

c) Requires separate test pattern generators

3. How are test results compacted in CSTP?

a) By storing all output values in a separate memory unit b) By XORing the outputs with specific circuit signals and feeding them back into the circular register c) By comparing the outputs with pre-computed fault-free values d) By using a dedicated result compaction unit

Answer

b) By XORing the outputs with specific circuit signals and feeding them back into the circular register

4. What type of testing does CSTP typically perform?

a) Functional testing b) Boundary scan testing c) Pseudorandom testing d) Deterministic testing

Answer

c) Pseudorandom testing

5. Which of the following is NOT a potential application of CSTP?

a) Memory testing b) Logic circuit testing c) Analog circuit testing d) Microprocessor testing

Answer

c) Analog circuit testing

Exercise

Design a simple CSTP structure for a 4-bit adder circuit.

Instructions:

  1. Draw a schematic diagram of a 4-bit adder.
  2. Include 4 D flip-flops to create a circular register.
  3. Connect the output of each flip-flop to the input of the next flip-flop.
  4. XOR the output of each flip-flop with a specific input or output signal from the adder (consider the carry-out signal and individual sum bits).
  5. Explain how this CSTP structure generates test patterns and compacts test results.

Exercice Correction

A possible solution for this exercise would include: 1. A 4-bit adder circuit built using full adders. 2. A circular register composed of 4 D flip-flops. 3. Each flip-flop output would be XORed with the corresponding sum bit (S0, S1, S2, S3) before feeding into the next flip-flop. 4. The output of the last flip-flop could be XORed with the carry-out signal (Cout) to further enhance fault coverage. This structure generates pseudorandom test patterns by shifting the initial state of the register, effectively providing different combinations of input values to the adder. The XOR operations effectively compact the results by combining the output bits and carry-out into a signature. The final state of the register represents the signature, which can be compared to a pre-computed fault-free signature to diagnose any fault in the adder circuit.


Books

  • "Digital Testing and Testable Design" by M.L. Bushnell and V.D. Agrawal: This comprehensive textbook covers various BIST techniques, including CSTP, and provides detailed explanations and examples.
  • "Built-In Self-Test for VLSI Circuits" by S.P. Bennetts: This book focuses on BIST methodologies and discusses different techniques, including CSTP, with practical implementation considerations.
  • "Test Engineering: Theory and Practice" by P.P. Chakrabarti: This book covers the fundamental principles of testing and discusses various techniques, including CSTP, in the context of real-world applications.

Articles

  • "Circular Self-Test Path (CSTP): A Compact and Efficient BIST Technique" by A.K. Jain and V.D. Agrawal: This article provides a detailed description of CSTP, its advantages, and applications.
  • "A Survey of Built-In Self-Test Techniques for Digital Circuits" by K.K. Saluja: This survey paper reviews different BIST techniques, including CSTP, and compares their effectiveness and complexity.
  • "Design and Analysis of Built-In Self-Test Structures for Digital Circuits" by S.P. Bennetts: This article focuses on the design and analysis of BIST structures, including CSTP, with emphasis on fault coverage and testability.

Online Resources

  • IEEE Xplore Digital Library: Use keywords "Circular Self-Test Path," "BIST," "Built-In Self-Test," and "Test Pattern Generation" to find relevant research papers and conference proceedings.
  • Google Scholar: Similar to IEEE Xplore, use the same keywords to search for scholarly articles and publications.
  • ResearchGate: This platform allows you to search for researchers and their publications related to BIST techniques, including CSTP.

Search Tips

  • Use specific keywords: "Circular Self-Test Path," "CSTP BIST," "BIST techniques," "Test Pattern Generation"
  • Combine keywords with "PDF": This will filter search results to display documents in PDF format, often containing full research papers.
  • Use quotation marks: Enclose phrases like "Circular Self-Test Path" in quotation marks to find exact matches.
  • Add "site:ieee.org": This will limit your search to the IEEE Xplore website, which is a valuable resource for technical literature.

Techniques

مصطلحات مشابهة
هندسة الحاسوبالالكترونيات الصناعيةالالكترونيات الطبيةلوائح ومعايير الصناعة
  • circular mil الميل الدائري: مقياس لحجم الس…
الالكترونيات الاستهلاكية

Comments


No Comments
POST COMMENT
captcha
إلى