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1、电子测量原理第1页2 几个术语出错出错/ /错误错误(Error)(Error)真速测试（真速测试（AT-Speed Testing)AT-Speed Testing)参数测试和逻辑测试参数测试和逻辑测试测试主输入测试主输入(Primary Input) (Primary Input) 测试主输出测试主输出(Primary Output) (Primary Output) 测试图形测试图形/ /样式（样式（Test PatternTest Pattern）测试矢）测试矢 量（量（Test VectorsTest Vectors）测试生成测试生成故障覆盖率故障覆盖率电子测量原理第2页3 故障模型
2、故障的模型化与模型化故障故障的模型化与模型化故障（1）固定型故障（Stuck Faults ）固定固定1 1故障故障(stuck-at-1)(stuck-at-1)，s-a-1s-a-1固定固定0 0故障故障(stuck-at-0)(stuck-at-0)，s-a-0s-a-0 （2）桥接故障（Bridge Faults ） 桥接故障桥接故障: :两根或多根信号线间的短接两根或多根信号线间的短接 电子测量原理第3页3 故障模型 （2）桥接故障（Bridge Faults ）（3）延迟故障（Delay Faults ）延迟故障延迟故障: :电路延迟超过允许值而引起的故障电路延迟超过允许值而引起的
3、故障时延测试验证电路中任何通路的传输延迟不超时延测试验证电路中任何通路的传输延迟不超过系统时钟周期过系统时钟周期电子测量原理第4页3 故障模型（4）暂态故障（Temporary Faults ）类型：类型：瞬态故障瞬态故障和和间歇性故障间歇性故障瞬态故障瞬态故障 ：电源干扰和电源干扰和粒子辐射等原因造成粒子辐射等原因造成间歇性故障：元件参数变化、接插件不可靠等造成间歇性故障：元件参数变化、接插件不可靠等造成电子测量原理第5页11.1数字系统测试的基本原理11.1.2 组合电路测试方法简介 1 敏化通路法和D算法 2 布尔差分法电子测量原理第6页1 1 敏化通路法和D算法 通路（Path）和敏化
4、通路(Sensitized Path)（1）敏化通路法a f y01 01 0110 10 10故障a fg:故障传播或前向跟踪一致性检验一致性检验或或反相跟踪反相跟踪(Backward Trace)(Backward Trace)电路的敏化过程电子测量原理第7页1 1 敏化通路法和D算法故障传播和通路敏化的条件故障传播和通路敏化的条件通路内一切与门和与非门的其余输入端均应赋于通路内一切与门和与非门的其余输入端均应赋于 “ “1”1”值，而一切或门和或非门的其余输入端应赋于值，而一切或门和或非门的其余输入端应赋于“ “0”0” 值。值。 有扇出电路的敏化过程电子测量原理第8页1 1 敏化通路法
5、和D算法单通路敏化成功，双通路敏化失败的例子 （111）不是x2：s-a-0的测试矢量 （110）和（011）是x2：s-a-0的测试矢量 电子测量原理第9页1 1 敏化通路法和D算法扇出对敏化通路的影响，三种情况：单通路和多通路都产生测试矢量仅单通路能产生测试矢量仅多通路能产生测试矢量小结 Schneider反例说明一维敏化不是一种算法 对一特定故障寻找敏化通路时，还应考虑同时敏 化多个单通路的可能组合-多维敏化 对于多维敏化 ，必须寻球一种真正的算法 - D算法电子测量原理第10页11.1数字系统测试的基本原理11.1.3 时序电路测试方法简介 1 迭接阵列 2 测试序列的产生电子测量原理
6、第11页11.1.3 11.1.3 时序电路测试方法简介时序电路测试方法简介引言时序逻辑电路的测试比组合电路困难 时序电路中存在反馈，对电路的模拟、故障的侦 查和定位带来困难 时序电路中， t时刻的输出响应，既取决于t时 刻的输入，又取决于在此以前的输入，甚至可能 与从初始状态一直到时刻t的所有输入都有关系 时序电路的存贮作用往往使电路中一个单故障 相当于组合电路中的多故障，测试时序电路中 一个故障不再是单个简单的测试矢量，而需要 一定长度的输入矢量序列 电子测量原理第12页11.1.3 11.1.3 时序电路测试方法简介时序电路测试方法简介引言时序时序电路的测试生成需特别考虑 既要处理逻辑相
7、关性又要处理时序相关性 需要特别处理诸如时钟线、反馈线、状态 变量线等连线 需要建立全电路正确的时序关系 采用可测试设计和内建自测试技术可显著提高时序电路测试效率 电子测量原理第13页1 1 迭接阵列 用于建立时序电路的组合化模型用于建立时序电路的组合化模型原理原理：将时序电路各时段上的函数关系：将时序电路各时段上的函数关系 空间上的函空间上的函 数关系数关系 组合电路的组合电路的D D算法等生成测试矢量算法等生成测试矢量时序电路的一般模型 电子测量原理第14页1 1 迭接阵列 阵列单元模型 形成：把反馈线断开，把某时刻的电路展开成一个阵列 单元。阵列单元的输入是主输入X(j)和现态y(j)，
8、输出 是主输出Z（j）和次态y（j+1），把1，2，k各时 刻的阵列单元串接起来，就组成一个迭接阵列模型。缺点：对大型时序电路，计算量太大 电子测量原理第15页2 2 测试序列的产生 功能测试和功能核实法测试同步时序电路功能测试和功能核实法测试同步时序电路 功能核实法测试同步时序电路的过程功能核实法测试同步时序电路的过程 利用同步序列或引导序列，将可能处于任何状态利用同步序列或引导序列，将可能处于任何状态 的时序机同步或引导到一个固定或已知的状态的时序机同步或引导到一个固定或已知的状态 利用核实序列（例如区分序列）核实状态转换功利用核实序列（例如区分序列）核实状态转换功 能。根据被测电路的输出
9、来识别其初态、末态以能。根据被测电路的输出来识别其初态、末态以 及中间经过的诸状态，从而侦查出故障及中间经过的诸状态，从而侦查出故障 既约同步时序电路既约同步时序电路：电路中任何两个状态均不等价：电路中任何两个状态均不等价 强联接时序电路强联接时序电路：对时序机的任意两个状态，都：对时序机的任意两个状态，都 存在一个输入序列使其从一个状态转换到另一个存在一个输入序列使其从一个状态转换到另一个 状态状态电子测量原理第16页2 2 测试序列的产生 （1）同步序列-将时序电路从任意状态转换到将时序电路从任意状态转换到同一个已知末态的序列同一个已知末态的序列 用同步树求同步序列的步骤用同步树求同步序列
10、的步骤以系统的状态集合为树根，根据不同输入激励以系统的状态集合为树根，根据不同输入激励 向下分支，得到响应状态的集合，并作如下处理：向下分支，得到响应状态的集合，并作如下处理：相同的状态合并成一项相同的状态合并成一项 若新的状态集合与以前出现过的状态集合相同，则若新的状态集合与以前出现过的状态集合相同，则 停止向下分支，并对该状态集标记停止向下分支，并对该状态集标记“” ” 若新的状态集仅含有一个元素，则停止操作，并若新的状态集仅含有一个元素，则停止操作，并 对该状态标记对该状态标记“。” ” 其它情况则继续向下分支其它情况则继续向下分支 电子测量原理第17页2 2 测试序列的产生 求同步序列
11、举例树根开始到标记“。”的输入序列为同步序列Hs 一个时序电路，可能不存在同步序列，也可能存在 多个同步序列 电子测量原理第18页2 2 测试序列的产生 （2）引导序列 -将时序电路从一个未知状态“引导”到某些已知 末态（可根据不同的响应序列来判定末态）的输入序 列 用引导树求引导序列的步骤用引导树求引导序列的步骤从状态转换图（表）出发，将所有状态作为树根，次 态集和响应输出记录在相应的树枝下 按响应，将次态集分割成次态子集，输出相同的 次态在同一个子集中，标出各子集的输出值若每个次态子集中的元素均相同，则停止向下分支 ，标记为“*”，（若每个次态子集中仅包含一个元素 ，则停止向下分支，并标记
12、为“。”）其它情况，即至少有一个子集中含有不同的元素，且 该子集的集合以前没有出现过，则继续向下分支 电子测量原理第19页2 2 测试序列的产生 求引导序列举例电子测量原理第20页2 2 测试序列的产生 引导树引导序列：01，11，101电子测量原理第21页2 2 测试序列的产生 （3）区分序列-能够根据不同的响应序列来区分被测电路的初态和 末态的输入序列 求区分序列的过程和求引导序列基本相同求区分序列的过程和求引导序列基本相同一种特殊的引导序列一种特殊的引导序列电子测量原理第22页11.1数字系统测试的基本原理11.1.4 随机测试和穷举测试简介 1 随机测试技术 2 穷举测试技术 电子测量
13、原理第23页1 1 随机测试技术 （1）原理概述 确定为达到给定的故障覆盖所要求的测试长度确定为达到给定的故障覆盖所要求的测试长度对所给定的测试长度，估计出能得到的故障覆盖对所给定的测试长度，估计出能得到的故障覆盖 随机测试技术随机测试技术-一种非确定性的故障诊断技术，一种非确定性的故障诊断技术， 它是以随机的输入矢量作为激励，把实测的响应输它是以随机的输入矢量作为激励，把实测的响应输 出信号与由逻辑仿真的方法计算得到的正常电路输出信号与由逻辑仿真的方法计算得到的正常电路输 出相比较，以确定被测电路是否有故障。出相比较，以确定被测电路是否有故障。 伪随机测试伪随机测试-借助伪随机序列进行随机测
14、试的方借助伪随机序列进行随机测试的方 法法 关键问题关键问题电子测量原理第24页1 1 随机测试技术 （1）原理概述 随机测试和伪随机测试的优缺点随机测试和伪随机测试的优缺点优点优点：测试生成简单：测试生成简单缺点缺点：一般难以保证：一般难以保证100%100%的故障覆盖率，测的故障覆盖率，测 试序列通常较长，测试的时间开销较大试序列通常较长，测试的时间开销较大电子测量原理第25页2 2 穷举测试技术定义定义-一个组合电路全部输入值的集合，构成了该一个组合电路全部输入值的集合，构成了该 电路的一个完备测试集。对电路的一个完备测试集。对n n输入的被测电路，用输入的被测电路，用2 2n n个个
15、不同的测试矢量去测试该电路的方法叫不同的测试矢量去测试该电路的方法叫穷举测试方法穷举测试方法 穷举测试方法的优点穷举测试方法的优点 对非冗余组合电路中的故障提供对非冗余组合电路中的故障提供100%100%的覆盖率的覆盖率 测试生成简单测试生成简单 穷举测试方法的缺点穷举测试方法的缺点-对多输入电路，测试时间过长对多输入电路，测试时间过长 穷举测试法一般用于主输入不超过穷举测试法一般用于主输入不超过2020的逻辑电路的逻辑电路 穷举测试技术电子测量原理第26页2 2 穷举测试技术伪穷举测试技术伪穷举伪穷举测试的基本原理测试的基本原理-设法将电路分成若干子电设法将电路分成若干子电 路，再对每一个子电路进行穷举测试，使所需的测路，再对每一个子电路进行穷举测试，使所需的测 试矢量数试矢量数N N大幅度减少，即大幅度减少，即N2N2n n（n n为电路主输入）为电路主输入） 如何对电路进行分块以尽可能减少测试矢量数目如何对电路进行分块以尽可能减少测试矢量数目 是伪穷举测试的基本问题之一是伪穷举测试的基本问题之一 电子测量原理第27页11.2 逻辑分析仪 主要内容: 逻辑分析仪的特点与分类 逻辑分析仪的基本组成原理 逻辑分析仪的触发方式 逻辑分析仪的显示方式
