[发明专利]一种可配置寄存器文件自测试方法及生成装置

说明书

本发明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。本发明具有实现方法简单、面积小、功耗低等优点。

技术领域

本发明主要涉及到集成电路的寄存器文件自测试技术领域，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。

背景技术

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Macro test(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Macro pattern.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Macrotest ATPG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。