一种可配置寄存器文件自测试方法及生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可配置寄存器文件自测试方法及装置，该方法的步骤为：S1.设置寄存器文件的参数；S2.生成对应的自测试逻辑；S3.将自测试逻辑与寄存器文件进行连接，并生成验证仿真环境。该装置用来实施上述方法。本发明专利技术具有实现方法简单、面积小、功耗低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种可配置寄存器文件自测试方法及生成装置
本专利技术主要涉及到集成电路的寄存器文件自测试
，特指一种可配置寄存器文件自测试方法及生成装置，可以适用于异步读操作的寄存器文件自测试。
技术介绍
在CPU或DSP等大多数控制及运算芯片中，寄存器文件作为一个核心部件，频繁参与操作数的缓存与提取。其制造质量的高低，直接影响芯片运行速度的快慢。因此，当前大多数中高端CPU或DSP开发商，均采用全定制方案设计适宜于各自CPU或DSP体系结构的寄存器文件，从而造成了当前商业化工具无法针对不同类型的寄存器文件测试提出一套通用高效的测试方案。传统的高端寄存器文件需要花费大量的人力全定制一个适合该寄存器文件特定结构的自测试电路来筛选流片后不合格的产品。另一种方法把寄存器文件当做一个硬宏，利用寄存器周围系统逻辑中的时序单元，对寄存器文件进行测试激励的施加与测试响应的捕获，也可以达到测试寄存器文件的目的。该方法通常被称为Macrotest(宏测试)。采用宏测试方法对寄存器文件进行测试的电路结构如图2所示。通过将系统逻辑中的扫描触发器串成一条扫描链，可以从外部扫描输入端口直接向各扫描触发器进行测试激励的扫入。扫入的测试激励(也称作扫描测试图案)，通过系统输入逻辑作用于寄存器文件。在寄存器端口处形成的测试向量叫做宏测试向量。该宏测试向量对寄存器文件进行预期的写操作或读操作，在下一时钟周期，同样利用扫描链，将寄存器文件置于读操作模式，此刻在寄存器文件数据读出端口处的数据也属于上一个宏测试向量。该数据经过系统输出逻辑在下一个时钟周期被扫描触发器所捕获到，从而可以通过扫描链从扫描输出端口将捕获响应输出芯片用于与期望值进行比较。该捕获响应同样也属于上一个扫描测试图案。如图3所示为运用宏测试方法对寄存器文件进行测试的流程图。1、应在包含有寄存器文件的顶层网表文件Macro_top.v中查看各触发器是否已经被串链，如果没有，则执行串链操作。2、查看寄存器文件的时钟，读写使能等控制信号是否能免受扫描链的影响而独立控制。如果不能，则在对应端口处添加二选一选择器，并提供独立的控制信号于二选一选择器的数据0端。而二选一选择器的选择端接扫描使能信号(SE)。3、利用宏测试法测试寄存器文件时，应有定义其各输入输出端口处的宏测试向量文件Macropattern.v，寄存器文件的宏模型文件Macro.lib。将以上两个文件与经过1、2步修改过后得到的顶层网表文件TOP.v一起输入MacrotestATPG引擎。4、如果成功生成扫描测试图案，则进入仿真验证阶段。否则，说明指定的宏测试向量经过向系统输入逻辑回溯，得到对某一扫描单元矛盾冲突的赋值。因此无法通过扫描测试图案生成该宏测试向量，需将该宏测试向量剔除。5、将生成的扫描测试图案施加到TOP.v上，进行功能验证。如果成功，则说明该宏测试向量测试成功。否则，可能(1)顶层网表文件修改不彻底，仍有无法独立于扫描测试图案的控制信号存在。需要检查并修改网表文件。(2)寄存器文件的宏模型文件Macro.lib设计有误。需要检查并修改寄存器文件的宏模型Macro.lib。由上可知，将传统的宏测试方法应用于寄存器文件测试，存在以下缺点：1、测试向量的产生依赖于最终的顶层网表文件，无法脱离于寄存器文件的应用环境而对其产生测试向量。一旦其周围的系统逻辑有变，则必须重新产生测试激励。2、需要为寄存器文件的时钟，读写使能等控制信号提供独立的控制路径。3、需要自己编写宏测试向量以及寄存器文件的宏模型。如果自定义的宏测试向量因为系统输入逻辑的相关性而无法成功产生，将加大测试迭代次数。4、如果想运用某一特定的算法，对寄存器文件进行完整的测试，编写宏测试向量将具有非常庞大的工作量。而且，由于系统逻辑的相关性，指定的宏测试向量未必能成功转化为扫描测试图案，因此将减少寄存器文件的故障覆盖率。该方法要求在扫描系统逻辑中时序单元时，扫描单元的输出不能改变寄存器文件的读写状态。并且，串行扫入与扫出一组测试向量的时间开销较大。再者，该测试方法中测试向量赋值的成功与否还取决于寄存器文件周围系统逻辑的拓扑相关性，因此，故障覆盖率较低，测试时间较大，测试功耗较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、面积小、功耗低的可配置寄存器文件自测试方法及生成装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种可配置寄存器文件自测试方法，其步骤为：S1.设置寄存器文件的参数；S2.生成对应的自测试逻辑；S3.将自测试逻辑与寄存器文件进行连接，并生成验证仿真环境。作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S1的参数包括：测试时钟周期以及寄存器时钟端口名、写端口数、写端口名、读端口数，读端口名、数据位宽、数据端口名、地址位宽、地址端口名、有无读时钟、有无写时钟、有无读使能、有无写使能、有无芯片使能、完成一个读操作所需的时钟周期、完成一个写操作所需的时钟周期。作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S2中生成寄存器自测试所需的自测试控制器，包含：S2.1自测试算法控制器；S2.2地址生成器、数据生成器；S2.3比较器。作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S2.1自测试算法控制器采用存储器自测试的MarchC+算法，并对该算法中的读操作拓展到所有读端口，其具体实施步骤如图5所示；其中每一行称作一个marchstep，每一行的up或down指明该marchstep的方向，也即操作地址是在递增还是递减。作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S2.2地址生成器由一个受控双向计数器构成，其加减模式选择信号，加减使能信号由算法控制器中的地址控制模块提供；所述数据生成器为一个二选一选择器。作为本专利技术方法的进一步改进：所述比较器对每一数据端口内部两两逐级进行与操作和或操作，然后再将与结果和或结果的非通过一个二选一选择器得到指示该端口比较值与参考值是否一致的比较结果。作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤S3的具体步骤包括：S3.1为寄存器文件的所有输入，输出端口添加测试路径，寄存器文件能够在自测试模式时，得到算法要求的激励，并将响应反馈回测试逻辑；S3.2将步骤S2生成的自测试逻辑与寄存器文件以及为其提供测试数据路径的电路单元连接并整合起来，形成一个完整的寄存器文件_测试块；S3.3自动生成用于验证自测试逻辑功能正确性的测试激励文件以及仿真环境。本专利技术进一步公开了一种可配置寄存器文件自测试生成装置，其包括：寄存器文件参数输入模块，用于输入并记录将要测试的寄存器文件的各种参数；自测试逻辑生成模块，用于根据寄存器文件参数输入模块中记录下的寄存器文件参数，自动生成满足本专利技术测试算法要求的自测试控制器verilog代码；连线仿真模块，用于自动为生成的自测试控制器与寄存器文件连线，整合成宏观上更高层次的寄存器_测试模块的verilog代码，并对该模块自动生成测试激励文件并搭建验证仿真环境。作为本专利技术装置的进一步改进：所述自测试逻辑生成模块生成的模块包括：自测试算法控制器模块，用于控制整个寄存器文件自测试的读写操作；自测试地址生成器模块，用于在自测试算法控制器的控制之下，产生满足算法要求的测试地址序列。自测试数据生成器模块，用于在自测试算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，步骤为：S1.设置寄存器文件的参数；S2.生成对应的自测试逻辑；S3.将自测试逻辑与寄存器文件进行连接，并生成验证仿真环境。

【技术特征摘要】
1.一种可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，步骤为：S1.设置寄存器文件的参数；S2.生成对应的自测试逻辑；S3.将自测试逻辑与寄存器文件进行连接，并生成验证仿真环境。2.根据权利要求1所述的可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，所述步骤S1的参数包括：测试时钟周期以及寄存器时钟端口名、写端口数、写端口名、读端口数、读端口名、数据位宽、数据端口名、地址位宽、地址端口名、有无读时钟、有无写时钟、有无读使能、有无写使能、有无芯片使能、完成一个读操作所需的时钟周期、完成一个写操作所需的时钟周期。3.根据权利要求1所述的可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，所述步骤S2中生成寄存器自测试所需的自测试控制器，包含：S2.1自测试算法控制器；S2.2地址生成器、数据生成器；S2.3比较器。4.根据权利要求3所述的可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，所述步骤S2.1自测试算法控制器采用存储器自测试的MarchC+算法，并对该算法中的读操作拓展到所有读端口；其中每一行称作一个marchstep，每一行的up或down指明该marchstep的方向，也即操作地址是在递增还是递减。5.根据权利要求3所述的可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，所述步骤S2.2地址生成器由一个受控双向计数器构成，其加减模式选择信号，加减使能信号由算法控制器中的地址控制模块提供；所述数据生成器为一个二选一选择器。6.根据权利要求3所述的可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，所述比较器对每一数据端口内部两两逐级进行与操作和或操作，然后再将与结果和或结果的非通过一个二选一选择器得到指示该端口比较值与参考值是否一致的比较结果。7.根据权利要求1～6中任意一项所述的可配置寄存器文件自测试方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：S3.1为寄存器文件的所有输入，输出端口添加测试路径，寄存器文件能够在自测试模式时，得到算...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳，邓丁，屈婉霞，宋结兵，胡春媚，李振涛，扈啸，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43