Electronique industrielle

circular self-test path

Chemin d'autotest circulaire : Une technique BIST compacte et efficace

Introduction :

Les techniques d'autotest intégré (BIST) sont cruciales pour améliorer la testabilité des circuits numériques, en particulier dans les systèmes complexes où les tests avec des équipements externes sont impraticables ou coûteux. Le Chemin d'autotest circulaire (CSTP) est une technique BIST puissante qui combine la génération de motifs de test et la compression de résultats en une seule structure compacte.

Fonctionnement du CSTP :

Le cœur du CSTP réside dans la disposition intelligente des bascules à l'intérieur du circuit pendant le test. Les bascules sont interconnectées pour former un registre circulaire, où chaque sortie de bascule est XORée avec un signal de circuit spécifique et ensuite introduite dans l'entrée de la bascule suivante. Cette structure circulaire permet les fonctionnalités suivantes :

  • Génération de motifs de test : L'état initial du registre circulaire fournit une graine pour la séquence de test. En horlogeant le registre, une séquence de motifs de test pseudo-aléatoire est générée et appliquée au circuit à tester.
  • Compression des résultats de test : Alors que les motifs de test se propagent dans le circuit, les sorties sont XORées avec des signaux de circuit spécifiques et renvoyées au registre circulaire. Cela compresse efficacement les résultats du test en une signature.

Avantages du CSTP :

  • Compacité : Le CSTP nécessite un matériel supplémentaire minimal, ce qui le rend adapté à l'intégration dans les circuits existants.
  • Efficacité : La structure circulaire unique élimine le besoin de générateurs de motifs de test et d'unités de compression de résultats séparées, réduisant la complexité et le coût.
  • Test pseudo-aléatoire : Le CSTP génère des motifs de test pseudo-aléatoires, offrant une couverture de pannes élevée pour une large gamme de défauts de circuit.

Implémentation :

  • Conception du registre : Les bascules du registre circulaire peuvent être conçues à l'aide de bascules D standard ou d'autres types appropriés.
  • Sélection du signal : Les signaux de circuit spécifiques XORés avec les sorties de bascule doivent être choisis avec soin pour assurer une couverture de pannes adéquate.
  • Analyse de la signature : Une fois la séquence de test terminée, l'état final du registre circulaire représente la signature. Cette signature peut être comparée à une signature sans panne pré-calculée pour le diagnostic.

Applications :

Le CSTP trouve des applications dans une large gamme de circuits numériques, notamment :

  • Test de mémoire : Le CSTP peut tester efficacement les circuits mémoire en générant des motifs d'adresses et de données aléatoires.
  • Test de circuit logique : Le CSTP peut être utilisé pour tester des circuits logiques complexes avec une couverture de pannes élevée.
  • Test de microprocesseur : Le CSTP peut être utilisé pour tester la logique interne des microprocesseurs et des systèmes embarqués.

Conclusion :

Le Chemin d'autotest circulaire est une technique BIST précieuse qui offre une solution efficace et compacte pour tester les circuits numériques. En combinant la génération de motifs de test et la compression de résultats en une seule structure, le CSTP permet une détection de pannes économique et complète, contribuant à la fiabilité et à la robustesse des systèmes électroniques modernes.


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.
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