Electronique industrielle

built-in logic block observer

Observateur de Bloc Logique Intégré (BILO) : Un Outil Puissant pour le Test des Systèmes Embarqués

Dans le domaine des systèmes embarqués, garantir le bon fonctionnement et la fiabilité des circuits numériques est primordial. C'est là qu'intervient l'**Observateur de Bloc Logique Intégré (BILO)**. Le BILO est une technique de test sophistiquée qui combine les forces des conceptions de scan, de la génération de motifs de test pseudo-aléatoires et de l'analyse de signature des résultats de test, offrant une approche complète pour identifier et diagnostiquer les défauts au sein du circuit.

**Comprendre les composants du BILO :**

  • Conceptions de scan : Cette technique introduit des chaînes de scan dédiées dans le circuit. En mode test, ces chaînes permettent le chargement contrôlé et l'observation des bascules individuelles, améliorant l'observabilité et la contrôlabilité.
  • Génération de motifs de test pseudo-aléatoires : Cette méthode utilise un générateur de motifs pseudo-aléatoires (PRPG) pour générer une séquence de motifs de test qui exercent efficacement la logique du circuit. L'aléatoire permet de couvrir un large éventail de scénarios de pannes possibles.
  • Analyse de signature des résultats de test : Au lieu de stocker et de comparer la réponse complète du test, les résultats du test sont compressés en une signature unique. Cela réduit le volume de données nécessaire à l'analyse et permet une détection efficace des pannes.

**Comment fonctionne le BILO :**

  1. Génération de motifs de test : Le circuit BILO utilise le PRPG pour générer un ensemble de motifs de test pseudo-aléatoires. Ces motifs sont appliqués aux entrées du circuit, exerçant efficacement la logique.
  2. Compression des données : Les sorties du circuit, après avoir été traitées par la logique, sont compressées en une signature à l'aide d'un circuit de compression intégré. Cette signature encapsule les résultats du test.
  3. Comparaison de signature : La signature générée est comparée à une signature "dorée" prédéfinie, représentant le comportement attendu d'un circuit sans défaut. Si une divergence est détectée, cela signale la présence d'un défaut.

**Avantages du BILO :**

  • Couverture élevée des pannes : La combinaison des conceptions de scan et des motifs de test pseudo-aléatoires garantit une couverture étendue des pannes potentielles, minimisant le risque de défauts non détectés.
  • Réduction du temps de test : L'analyse de signature des résultats de test réduit le volume de données à traiter et à stocker, réduisant considérablement le temps nécessaire aux tests.
  • Coût matériel inférieur : Bien que les conceptions de scan puissent introduire un certain coût matériel, le BILO intègre intelligemment les fonctionnalités d'observation et de compression au sein du circuit, minimisant son impact.
  • Testabilité améliorée : Le BILO offre une approche plus complète et plus efficace des tests par rapport aux méthodes traditionnelles, améliorant la testabilité globale du système embarqué.

Applications du BILO :**

  • Microprocesseurs et microcontrôleurs : Le BILO contribue à garantir la fiabilité de ces composants cruciaux en permettant des tests complets de leur logique interne.
  • ASIC (Application-Specific Integrated Circuits) : Cette technique est largement utilisée dans la conception d'ASIC pour vérifier le fonctionnement et identifier les pannes potentielles au sein de circuits personnalisés complexes.
  • Puces mémoire : Les capacités de génération de motifs aléatoires du BILO sont particulièrement adaptées au test des composants mémoire, garantissant l'intégrité des données et traitant les erreurs de lecture/écriture potentielles.

Conclusion :**

L'Observateur de Bloc Logique Intégré (BILO) est une technique de test très efficace qui offre une solution robuste pour garantir la fiabilité et le bon fonctionnement des circuits numériques complexes. En combinant les forces des conceptions de scan, des motifs de test pseudo-aléatoires et de l'analyse de signature des résultats de test, le BILO offre une approche complète et efficace de la détection et du diagnostic des pannes, ce qui en fait un outil précieux dans le développement des systèmes embarqués.


Test Your Knowledge

BILO Quiz:

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of the Built-in Logic Block Observer (BILO)?

a) To provide a user interface for controlling embedded systems.

Answer

Incorrect. BILO is used for testing, not user interaction.

b) To observe and analyze the functionality of digital circuits.

Answer

Correct! BILO's core purpose is to test and diagnose digital circuits.

c) To generate high-frequency clock signals for embedded systems.

Answer

Incorrect. Clock signal generation is a separate function, not directly related to BILO.

d) To store and manage data within embedded systems.

Answer

Incorrect. Data storage is a function of memory components, not BILO.

2. Which of the following techniques is NOT a component of BILO?

a) Scan designs

Answer

Incorrect. Scan designs are a crucial part of BILO.

b) Pseudo-random test pattern generation

Answer

Incorrect. Pseudo-random test pattern generation is a key element of BILO.

c) Fault-tolerant design

Answer

Correct! Fault-tolerant design is a separate technique for handling errors, not part of BILO's core functionality.

d) Test result signature analysis

Answer

Incorrect. Test result signature analysis is a crucial component of BILO.

3. How does BILO achieve high fault coverage?

a) By using dedicated hardware to monitor all possible fault scenarios.

Answer

Incorrect. While BILO uses hardware, it doesn't monitor every possible fault scenario. It relies on a combination of techniques.

b) By employing a combination of scan designs and pseudo-random test patterns.

Answer

Correct! This combination ensures a wide range of circuit paths are tested.

c) By comparing test results against predefined golden signatures.

Answer

Incorrect. Signature comparison is used for fault detection, but doesn't directly contribute to fault coverage.

d) By analyzing the circuit's behavior under real-world conditions.

Answer

Incorrect. BILO primarily uses simulations and generated patterns, not real-world conditions for testing.

4. What is the main benefit of using test result signature analysis in BILO?

a) It allows for faster fault detection and identification.

Answer

Correct! Signature analysis significantly reduces data volume, speeding up the testing process.

b) It enables the testing of complex circuits with high accuracy.

Answer

Incorrect. Signature analysis doesn't directly impact accuracy; it's about efficiency.

c) It reduces the hardware overhead associated with BILO implementation.

Answer

Incorrect. Signature analysis primarily addresses test data handling, not hardware overhead.

d) It makes BILO compatible with various embedded system architectures.

Answer

Incorrect. Signature analysis is a testing technique, not a factor in architectural compatibility.

5. Which of the following is NOT a typical application of BILO?

a) Microprocessor design

Answer

Incorrect. BILO is widely used for testing microprocessors.

b) Automotive sensor systems

Answer

Incorrect. BILO is applicable to various embedded systems, including automotive sensors.

c) Network switch development

Answer

Correct! While BILO can be used for network components, it's not a standard practice in network switch development.

d) Memory chip verification

Answer

Incorrect. BILO's random pattern generation capabilities are particularly well-suited for testing memory components.

BILO Exercise:

Task: Explain how BILO can be used to test a microcontroller that controls a simple embedded system, such as a traffic light.

Solution:

Exercice Correction

In a traffic light system, the microcontroller's logic is responsible for controlling the timing and sequence of the lights. To test this logic using BILO, we can follow these steps: 1. **Scan Design:** We would incorporate scan chains into the microcontroller's design, enabling individual flip-flops to be controlled and observed during testing. This provides access to internal states and allows for targeted testing of the logic controlling the traffic light sequences. 2. **Pseudo-random Test Pattern Generation:** The BILO circuitry would generate a series of random inputs, simulating different traffic scenarios (e.g., varying car arrivals). This helps ensure comprehensive testing of the microcontroller's logic under diverse conditions. 3. **Test Result Signature Analysis:** The outputs of the microcontroller (signals controlling the traffic lights) would be compressed into unique signatures. These signatures would be compared to predefined golden signatures representing the expected behavior of a fault-free traffic light system. By comparing the generated signatures to the golden signatures, we can detect any errors in the microcontroller's logic that could cause incorrect traffic light behavior. This helps ensure the reliability and safety of the traffic light system.


Books

  • "Digital System Testing and Testable Design" by Miron Abramovici, Melvin A. Breuer, and Arthur D. Friedman: This comprehensive book covers various testing techniques, including scan designs and BIST (Built-in Self-Test), which is closely related to BILO.
  • "Testing Electronic Systems" by Wolfgang Daehn and Wolfgang Maass: This book offers a thorough introduction to testing principles, fault models, and advanced test methods like BILO.
  • "VLSI Testing" by Miron Abramovici, Melvin A. Breuer, and Arthur D. Friedman: This book delves into the specifics of testing VLSI circuits and provides insights into techniques like BILO for complex integrated circuits.

Articles

  • "Built-in Self-Test Techniques for VLSI Circuits" by D.K. Pradhan: This article provides a detailed overview of different BIST techniques, including BILO, and their applications.
  • "A Survey of Built-in Self-Test Techniques for Digital Circuits" by S.B. Patel and M.A. Breuer: This survey paper explores various BIST methodologies and their advantages and disadvantages, including BILO's strengths.
  • "Built-in Logic Block Observer (BILO): A Powerful Tool for Embedded System Testing" (This article): While this article is not an external source, it provides a solid starting point for understanding BILO.

Online Resources

  • IEEE Xplore Digital Library: Search for keywords like "BILO," "BIST," "built-in self-test," "scan design," and "testable design" to find relevant research papers and technical publications.
  • Google Scholar: Utilize the same keywords to find relevant research articles, thesis dissertations, and conference papers discussing BILO and related concepts.
  • EDN (Electronic Design News): This website often features articles and resources on embedded systems testing and design, which may include information on BILO or related technologies.

Search Tips

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