SoC系統(tǒng)測試與分析

1、西安電子科技大學西安電子科技大學第七講第七講 SOC系統(tǒng)測試與分析系統(tǒng)測試與分析? SoC系統(tǒng)驗證方法? SoC系統(tǒng)測試原理及方法西安電子科技大學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)驗證方法系統(tǒng)驗證方法在系統(tǒng)芯片的設計過程中，系統(tǒng)規(guī)約確定之后進行系統(tǒng)級設計。首先對系統(tǒng)行為進行建模，根據(jù)功能規(guī)范要求對行為模型進行驗證；然后將行為模型映射到由芯核和功能塊組成的架構(gòu)之上。目的就是去驗證該架構(gòu)的功能和性能。西安電子科技大學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)驗證方法系統(tǒng)驗證方法在功能設計和架構(gòu)映射之后，都需要進行驗證，分別是功能驗證和性能驗證。功能驗證：目的是檢查行為設計是否滿足功能需求。性能驗證：目的是檢查所選出的架構(gòu)

2、是在滿足功能需求之外是否能滿足性能需求。西安電子科技大學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)驗證方法系統(tǒng)驗證方法在整個驗證過程中，都將使用測試平臺來檢驗設計對象的功能，系統(tǒng)級測試平臺是整個驗證過程的一個關鍵。西安電子科技大學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)驗證方法系統(tǒng)驗證方法從系統(tǒng)規(guī)約中提取出一項功能要求，并定義出檢驗其功能的具體測試，重復進行，直至為每一項功能都建立了測試。西安電子科技大學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)驗證方法系統(tǒng)驗證方法? 在實際中對SoC進行驗證時，由于它是由多個功能塊組成，可以將SoC的整個系統(tǒng)級測試平臺運用于系統(tǒng)芯片的每一個子模塊（功能塊），實現(xiàn)對每個功能塊的細節(jié)進行驗證。西安電子科技大

3、學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)驗證方法系統(tǒng)驗證方法? 對SoC功能塊的細節(jié)進行驗證時，可以采用如下多種方法：硬件建模、接口驗證、軟 /硬件協(xié)同驗證、隨機測試、基于應用程序的驗證、門級驗證等。? 硬件建模硬件建模 為了達到足夠高的無故障率，需要運行大量的應用程序來進行測試。 對于規(guī)模較小的設計，可以使用單個FPGA對整個芯片進行建模 對于規(guī)模較大的設計，可以使用多個FPGA進行建模，配合專門開發(fā)的軟件，構(gòu)建硬件仿真器西安電子科技大學西安電子科技大學硬件仿真器硬件仿真器提供了對可重配置邏輯、可編程互連、大容量邏輯以及特殊存儲器和處理器的支持。對SoC的設計，若要使用硬件仿真，就需要提供適合于硬件仿真

4、器的各種模型，如微處理器、存儲器、總線功能模型、監(jiān)控器、時序產(chǎn)生器等。這些模型的建立應該在SoC設計階段的早期就開始進行，可以與芯核的提供商一起來共同解決。西安電子科技大學西安電子科技大學協(xié)同驗證與仿真? 在設計階段的早期建立協(xié)同驗證環(huán)境，進行軟件 /硬件協(xié)同驗證。使用協(xié)同驗證可以達到如下目標：讓電路工程師們能夠同時設計、開發(fā)和調(diào)試軟件和硬件，同時在系統(tǒng)集成和制造芯片之前將設計錯誤去除。西安電子科技大學西安電子科技大學協(xié)同驗證與仿真協(xié)同驗證與仿真西安電子科技大學西安電子科技大學協(xié)同驗證與仿真從理論上講，在協(xié)同仿真中，硬件可以用 C/C+建模，整個系統(tǒng)可以像單個 C/C+程序一樣執(zhí)行。實際上，對

5、硬件的實現(xiàn)，仍是采用 HDL/RTL描述。因此，協(xié)同仿真需要一個或多個 HDL仿真器和一個C/C+平臺（編譯器、裝入程序、鏈接器和計算機操作系統(tǒng)的其他部分）。西安電子科技大學西安電子科技大學硬件仿真? 在協(xié)同仿真中，包括 HDL仿真器和軟件仿真器在內(nèi)的兩個或多個仿真器需要互相鏈接，因此不同仿真器之間的通信是關鍵問題，可以采用主/從模式、分布式模式兩種方案。西安電子科技大學西安電子科技大學系統(tǒng)級時序驗證? 時序驗證是用來檢查設計對象是否滿足預期的時序要求。對所設計電路中的每一個存儲單元和鎖存器都存在需要滿足的時序要求，如建立時間、保持時間、延遲時間等。? 時序分析有動態(tài)分析和靜態(tài)分析兩種類型。?

6、 動態(tài)時序分析使用仿真向量去驗證；對于給定的輸入，電路的輸出結(jié)果是否符合時序的規(guī)定。? 靜態(tài)時序分析檢查電路中的所有時序路徑西安電子科技大學西安電子科技大學物理驗證? 物理設計是在邏輯設計或電路設計之后實現(xiàn)物理版圖的過程。? 物理版圖是由各層次的版圖編輯而成，形成晶體管和其他器件相互間的連線。? 物理驗證是物理設計的一個重要環(huán)節(jié)。西安電子科技大學西安電子科技大學物理驗證物理驗證西安電子科技大學西安電子科技大學物理驗證? 物理驗證階段的任務是對最后結(jié)果進行驗證，主要有功耗分析、設計規(guī)則檢查、版圖邏輯圖一致性檢查、物理效應分析等工作。西安電子科技大學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)測試原理及方法系統(tǒng)測試

7、原理及方法現(xiàn)在人們對電路的測試通常是在測試系統(tǒng)所提供的硬件、軟件環(huán)境下實現(xiàn)的。測試矢量是影響測試效果的關鍵，它可通過測試生成（ATPG）算法獲得。西安電子科技大學西安電子科技大學SoC系統(tǒng)測試原理及方法系統(tǒng)測試原理及方法計算機主要用于為被測電路生成測試矢量；數(shù)據(jù)信號發(fā)生器根據(jù)計算機的要求產(chǎn)生測試波形，并加載到被測電路上；邏輯分析儀采集被測電路的響應信號并進行一定的分析，然后將結(jié)果送到計算機中進行處理。西安電子科技大學西安電子科技大學基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電路測試生成基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電路測試生成方法方法? 人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ANN）由于其優(yōu)良的特性，能較好的處理目前串行計算機難于解決的 NP完全問題（如Hop

8、field神經(jīng)網(wǎng)絡用于TSP問題的求解）。? 根據(jù)組合電路測試生成的特點，選用 Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡作為電路建模的基礎，用神經(jīng)網(wǎng)絡的能量函數(shù)來表征電路的邏輯特性。西安電子科技大學西安電子科技大學二元判定圖二元判定圖BDD? 二元判定圖(BDD)就是一種較有效的方法，它將布爾函數(shù)的功能用有向無環(huán)圖來表示，圖中從根節(jié)點到葉節(jié)點的路徑對應了布爾函數(shù)值為 1的一個輸入矢量。西安電子科技大學西安電子科技大學? 電路的可測性電路的可測性一般定義為測試的簡便性或經(jīng)濟而有效測試的能力，主要涉及如下三個基本方面：測試矢量的產(chǎn)生、測試的評估和計算、測試的施加。? 電路可測性設計的基礎是電路可測性設計的基礎是

9、可測性的度量方法大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)的可測大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)的可測性設計性設計西安電子科技大學西安電子科技大學VLSI與系統(tǒng)的可測性設計與系統(tǒng)的可測性設計? 邊界掃描可測性設計? 數(shù)摸混合電路的邊界掃描測試? 專用集成電路設計中的邊界掃描西安電子科技大學西安電子科技大學VLSI與系統(tǒng)的可測性設計與系統(tǒng)的可測性設計? 邊界掃描可測性設計邊界掃描可測性設計邊界掃描測試是一種可應用于數(shù)字器件的具有結(jié)構(gòu)化特性的測試技術，它通過在集成電路的設計階段采取一些措施，能在很大程度上簡化印制電路板級的測試，從而降低測試費用問。西安電子科技大學西安電子科技大學VLSI與系統(tǒng)的可測性設計與系統(tǒng)的可測性設計? 數(shù)摸混合電路的邊界掃描測試數(shù)摸混合電路的邊界掃描測試?通過數(shù)模或模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC或DAC)將模擬電路的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并由邊界掃描鏈輸出，或者把測試模擬電路的模擬信號先把其數(shù)字信號形式由邊界掃描管腳輸入，加到相應的模數(shù)轉(zhuǎn)換器上，完成對模擬器件的測試。? 專用集成電路設計中的邊界掃描專用集成電路設計中的邊界掃描?對規(guī)模較小的FPGA器件，若它未含有邊界掃描測試端口，則進行可測性設計時應為其設計邊界掃描測試端口，并連入邊界掃描鏈。西安電子科技大學西安電子科技大學JTAG接口與啟動配置JTAG(Join