專利名稱：多驅(qū)動(dòng)總線系統(tǒng)執(zhí)行改進(jìn)的偽隨機(jī)測(cè)試的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般以測(cè)試數(shù)字裝置為目的，例如用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中數(shù)字裝置。本發(fā)明尤其涉及測(cè)試技術(shù)，在該技術(shù)中，把偽隨機(jī)測(cè)試模式(pattern)的序列移(“掃描”)入和移出數(shù)字裝置，產(chǎn)生組合符號(hào)差，從該組合符號(hào)差可以確定被測(cè)試的裝置功能是否有故障。特別是本發(fā)明提供了一種方法和實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，在功能上對(duì)包括可由獨(dú)立部件互斥訪問(wèn)的總線結(jié)構(gòu)這一類型的數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行掃描測(cè)試。
大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(LSI和VLSI)的出現(xiàn)產(chǎn)生了各種測(cè)試技術(shù)，用來(lái)測(cè)試集成電路(IC)和集成電路組合(例如印刷電路或其它類型的電路板和電路系統(tǒng))內(nèi)的非常大量的數(shù)字電路。一種這樣的技術(shù)包括把多種已知測(cè)試信號(hào)施加于IC或IC組合(此后稱為“數(shù)字系統(tǒng)”)上，監(jiān)測(cè)產(chǎn)生的響應(yīng)輸出信號(hào)以確定數(shù)字系統(tǒng)是否產(chǎn)生預(yù)期的輸出信號(hào)。對(duì)該方法的一種變得越來(lái)越普遍的衍生是把系統(tǒng)的基本存儲(chǔ)級(jí)(即一位存儲(chǔ)器諸如觸發(fā)器、鎖存器等和類似器件)設(shè)計(jì)成具有兩種功能模式的能力，第一模式或“運(yùn)行”模式，在該模式中，存儲(chǔ)級(jí)以其性能在數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行操作(例如作為系統(tǒng)的一個(gè)部件，執(zhí)行系統(tǒng)信息位的接收、存儲(chǔ)和傳遞操作響應(yīng)正常邏輯系統(tǒng)的控制信號(hào));第二模式或“掃描”模式，在該模式中，許多存儲(chǔ)級(jí)相互串聯(lián)形成一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)充移位寄存器，或更一般地在該領(lǐng)域中更普通的稱為“掃描串”或“掃描鏈”，使用這些掃描串的一種方法包括形成已知的測(cè)試模式(“矢量”)，通過(guò)對(duì)它們移位(掃描)到使用掃描鏈的系統(tǒng)中來(lái)使它們處于數(shù)字系統(tǒng)合適的位置上。然后，允許系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間(例如，一個(gè)或幾個(gè)時(shí)鐘周期)，然后變換系統(tǒng)狀態(tài)(即各存儲(chǔ)級(jí)的內(nèi)容)再使用掃描鏈進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
該方法有多種改變，改變之一包括使用掃描鏈?zhǔn)箶?shù)字系統(tǒng)進(jìn)入偽隨機(jī)狀態(tài)，以測(cè)試系統(tǒng)的操作性能。按照該方法，系統(tǒng)從第一或運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換至掃描模式用以接收被掃描進(jìn)入掃描串的偽隨機(jī)位模式，使系統(tǒng)處于偽隨機(jī)狀態(tài)。該技術(shù)可以包括使系統(tǒng)暫時(shí)返回至其運(yùn)行模式構(gòu)形的步驟，允許一個(gè)時(shí)鐘周期的操作。然后使系統(tǒng)返回掃描模式，(再次掃描)，即得數(shù)字狀態(tài)(即掃描串中的內(nèi)容)，然后分析這些狀態(tài)，確定級(jí)、系統(tǒng)的互連以至系統(tǒng)本身的操作性能，比較好地是，借助取得的經(jīng)壓縮(例如通過(guò)一循環(huán)冗余)的狀態(tài)，把系統(tǒng)構(gòu)成掃描鏈，掃描偽隨機(jī)數(shù)據(jù)，恢復(fù)正常的構(gòu)形一個(gè)執(zhí)行周期，并使系統(tǒng)返回到掃描構(gòu)形以變換(掃描出)結(jié)果(偽隨機(jī))狀態(tài)，重復(fù)執(zhí)行這些步驟，形成一個(gè)可以與已知的無(wú)故障符號(hào)差比較的“符號(hào)差”。如果符號(hào)差相匹配，則認(rèn)為測(cè)試已經(jīng)通過(guò)。這種測(cè)試技術(shù)通常被稱為“偽隨機(jī)掃描測(cè)試”。
偽隨機(jī)掃描測(cè)試方法所依據(jù)的原理之一是在各次測(cè)試數(shù)字系統(tǒng)時(shí)，測(cè)試一定是可重復(fù)的，或是“確定的”，如果系統(tǒng)沒(méi)有故障，測(cè)試的結(jié)果將是相同的。這種偽隨機(jī)測(cè)試的方法和裝置的例子可以在美國(guó)專利4，718，065 4，534，028和4，827，476中找到。
偽隨機(jī)掃描測(cè)試有許多好處。它是無(wú)需事先形成專門的測(cè)試矢量就可執(zhí)行的;代價(jià)合理的測(cè)試方法，它可以非常快地檢查或驗(yàn)證非常大量的數(shù)字電路的操作性能;它可以用比其它測(cè)試技術(shù)花更少和更簡(jiǎn)單的測(cè)試電路。然而，偽隨機(jī)測(cè)試仍存在一些問(wèn)題。
一個(gè)明顯的困難是沒(méi)有能力事先預(yù)見(jiàn)在測(cè)試周期內(nèi)的測(cè)試信號(hào)的狀態(tài)。必須把包含在數(shù)字系統(tǒng)內(nèi)的對(duì)各次測(cè)試可能產(chǎn)生不同結(jié)果的(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元，從外部信號(hào)源輸入等)電路排斥在測(cè)試之外，或者緊某種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使它在偽隨機(jī)測(cè)試期間產(chǎn)生確定的結(jié)果。
該問(wèn)題對(duì)這種數(shù)字系統(tǒng)尤其麻煩，這種系統(tǒng)包括有相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)字子系統(tǒng)互斥共享的總線結(jié)構(gòu)(例如，三狀態(tài)總線結(jié)構(gòu))。當(dāng)對(duì)這種系統(tǒng)進(jìn)行偽隨機(jī)測(cè)試時(shí)，存在這種可能，即在某一時(shí)刻，同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的子系統(tǒng)都試圖把數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)總線上。主要的是要看到總線的一個(gè)測(cè)試，對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)，另一個(gè)測(cè)試，對(duì)應(yīng)另一個(gè)狀態(tài)。由于各次測(cè)時(shí)總線的狀態(tài)不是完全確定的，因此，測(cè)試不能再被認(rèn)為是確定的?；蛟S更重要的，總線可能被兩個(gè)以上子系統(tǒng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)而損壞。
上述問(wèn)題的另一方面包含這樣的情況，沒(méi)有一個(gè)子系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)共享總線，允許它浮動(dòng)。在這種情況下，總線可以假設(shè)一個(gè)不確定的值，一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)試圖去讀該值，以至于在各次測(cè)試時(shí)可能產(chǎn)生不同的測(cè)試結(jié)果。
解決這一問(wèn)題的一個(gè)方法是在系統(tǒng)中包括一總線仲裁器，它接收對(duì)總線的訪問(wèn)請(qǐng)求。仲裁器使用解碼電路向一個(gè)并且僅僅一個(gè)請(qǐng)求者發(fā)出互斥總線允許信號(hào)。由于仲裁電路不允許有一個(gè)以上的子系統(tǒng)在任一時(shí)間驅(qū)動(dòng)總線，因此，該方法可以進(jìn)行偽隨機(jī)測(cè)試。然而，由于進(jìn)行仲裁需要額外的時(shí)間，因此這種方法限制了正常操作性能。因此，常有這種共享總線構(gòu)形的數(shù)字系統(tǒng)通常用在偽隨機(jī)測(cè)試期間鎖住驅(qū)動(dòng)總線的電路和總線本身的方法中。如果要全部測(cè)試的話，則這種方法不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完全的測(cè)試。
因而，偽隨機(jī)掃描測(cè)試技術(shù)需要一種方法和裝置，以對(duì)包括共享總線和用于訪問(wèn)該總線的電路在內(nèi)的電路進(jìn)行測(cè)試。
本發(fā)明涉及一種數(shù)字系統(tǒng)，它包括通過(guò)共享總線結(jié)構(gòu)互連的多個(gè)數(shù)字子系統(tǒng)，該總線結(jié)構(gòu)可以互斥地訪問(wèn)，以在數(shù)字子系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明可以對(duì)各子系統(tǒng)的總線訪問(wèn)電路和總線本身用偽隨機(jī)掃描測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，而不限制總線僅訪問(wèn)一個(gè)子系統(tǒng)，并且在測(cè)試期間把該訪問(wèn)分配給所有子系統(tǒng)。
按照本發(fā)明所選的一個(gè)最佳實(shí)施例，各數(shù)字子系統(tǒng)都設(shè)有一計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器在掃描測(cè)試期間向各子系統(tǒng)的總線訪問(wèn)或者驅(qū)動(dòng)電路提供允許信號(hào)。在啟動(dòng)掃描測(cè)試操作時(shí)，各計(jì)數(shù)器預(yù)先載入了一預(yù)定的狀態(tài)，所以，在初啟以及整個(gè)測(cè)試階段，一個(gè)且僅僅一個(gè)數(shù)字子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)共享數(shù)據(jù)總線。每個(gè)掃描序列(各序列是偽隨機(jī)測(cè)試串的掃描進(jìn)、執(zhí)行周期和掃描出)給計(jì)數(shù)器一時(shí)鐘脈沖，所以下一序列將使一新的子系統(tǒng)可以驅(qū)動(dòng)總線。
在本發(fā)明的這一最佳實(shí)施例中，各計(jì)數(shù)器是環(huán)形計(jì)數(shù)器，在這種計(jì)數(shù)器中，用循環(huán)一位來(lái)提供允許信號(hào)。另外，如同大多數(shù)同步機(jī)器一樣，總線驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)的允許信號(hào)來(lái)自流水線結(jié)構(gòu)，該流水線結(jié)構(gòu)包括一個(gè)鎖存器或寄存器，用以存放控制訪問(wèn)或驅(qū)動(dòng)電路的允許信號(hào)。該鎖存器或寄存器在掃描測(cè)試期間形成環(huán)形計(jì)數(shù)器的最后級(jí)。
本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)，第一個(gè)或許也是最重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，本發(fā)明提供了一種技術(shù)，它可以在對(duì)數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行偽隨機(jī)掃描測(cè)試期間在仍維持測(cè)試具有確定的結(jié)果的同時(shí)使該系統(tǒng)的子系統(tǒng)所用的電路訪問(wèn)共享總線。此外，執(zhí)行偽隨機(jī)掃描不必?fù)?dān)心會(huì)損害總線。
對(duì)于那些本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)，結(jié)合附圖，閱讀以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它一些優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更明顯。


圖1是數(shù)字系統(tǒng)的框圖，該數(shù)字系統(tǒng)由多個(gè)通過(guò)共享數(shù)據(jù)總線相互連接的數(shù)字子系統(tǒng)形成，該框圖也示出了用于對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行偽隨機(jī)測(cè)試的掃描控制邏輯以及數(shù)字系統(tǒng)電路;
圖2是基本存儲(chǔ)級(jí)結(jié)構(gòu)圖，它用于圖1所示的各子系統(tǒng)中，執(zhí)行偽隨機(jī)掃描;
圖3中計(jì)數(shù)器的示意圖，在掃描測(cè)試期間，該計(jì)數(shù)器與圖1的子系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)允許電路相連，確保在掃描測(cè)試期間一個(gè)且只有一個(gè)子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)共享數(shù)據(jù)總線;
圖4是流程圖，它演示了測(cè)試圖1的數(shù)字系統(tǒng)的掃描測(cè)試過(guò)程。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，所示的數(shù)字系統(tǒng)10包含獨(dú)立的數(shù)字子系統(tǒng)12(12a、12b…，12n)。子系統(tǒng)12通過(guò)共享總線14互相連接在總線上傳送數(shù)據(jù)和/或地址信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部子系統(tǒng)通信。子系統(tǒng)12可以是一個(gè)或多個(gè)處理單元、輸入/輸出(I/O)通道、存儲(chǔ)系統(tǒng)等此類器件，各子系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)定的規(guī)約訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)總線14。該規(guī)約對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要的，主要的是根據(jù)互斥來(lái)訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)總線14，也就是說(shuō)，在任一時(shí)刻，子系統(tǒng)12中只有一個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)共享數(shù)據(jù)總線14傳送數(shù)據(jù)、命令和/或地址信號(hào)。在有兩個(gè)以上的子系統(tǒng)12希望同時(shí)訪問(wèn)總線的情況下，最好對(duì)訪問(wèn)共享總線14的仲裁是根據(jù)各子系統(tǒng)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)來(lái)解決對(duì)總線的訪問(wèn)次序。
如圖1所示，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的掃描控制邏輯單元20包括17級(jí)線性反饋移位寄存器(LFSR-未示出)，它能在重復(fù)之前開(kāi)發(fā)217-1級(jí)。掃描控制邏輯電路20產(chǎn)生必要的測(cè)試信號(hào)(掃描、保持、旁路信號(hào))，用于對(duì)子系統(tǒng)12進(jìn)行掃描測(cè)試，當(dāng)然，測(cè)試信號(hào)還包括偽隨機(jī)模式，通過(guò)把掃描控制邏輯電路耦連到各子系統(tǒng)12上的掃描數(shù)據(jù)輸入通路(sdi，sdi2…，sdin)施加到子系統(tǒng)12上。
扯開(kāi)一會(huì)兒，本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員將理解，子系統(tǒng)是根據(jù)傳統(tǒng)的掃描測(cè)試技術(shù)構(gòu)成的，也就是說(shuō)，用于子系統(tǒng)12內(nèi)的基本存儲(chǔ)級(jí)(即，用于觸發(fā)器、鎖存器以及類似器件的一位存儲(chǔ)元件(未示出))被設(shè)計(jì)成響應(yīng)于掃描控制邏輯電路20提供的掃描測(cè)試信號(hào)有選擇地處于下列兩種構(gòu)形之一，這兩種構(gòu)形是正常模式或掃描模式，在掃描測(cè)試模式時(shí)，基本存儲(chǔ)級(jí)與子系統(tǒng)12內(nèi)相互連接，以形成一長(zhǎng)移位寄存器(或多個(gè)小移位寄存器)。盡管這種基本存儲(chǔ)級(jí)的構(gòu)形是可變化并且是熟知的，但相信，如果考慮這種基本存儲(chǔ)級(jí)結(jié)構(gòu)，則本發(fā)明將更好理解。
以下，參見(jiàn)圖2，圖2示出了用于子系統(tǒng)12的基本存儲(chǔ)級(jí)，一般用參考號(hào)30表示。如圖2所示，存儲(chǔ)級(jí)30包含基本存儲(chǔ)元件32，它的數(shù)據(jù)輸入端(D)接收多路復(fù)用器34的輸出。存儲(chǔ)元件32的輸出端(Q)形成存儲(chǔ)級(jí)30的輸出端。存儲(chǔ)元件32的時(shí)鐘輸入端(CL)接收時(shí)鐘信號(hào)(CLK)該時(shí)鐘信號(hào)(CLK)起存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的作用，然后以傳統(tǒng)的形式施加于其數(shù)據(jù)輸出端(D)上。
多路復(fù)用器被構(gòu)造成在其數(shù)據(jù)輸入端(d)和掃描數(shù)據(jù)輸入端(sdi)接收數(shù)據(jù)信號(hào)。多路復(fù)用器34的第三輸入端接收存儲(chǔ)元件32的輸出。根據(jù)下面的表I由施加于掃描和保持輸入端上的掃描信號(hào)確定選擇多路復(fù)用器34的哪一個(gè)輸入信號(hào)傳送給存儲(chǔ)元件32的數(shù)據(jù)輸入端(D)表 Ⅰ
如表Ⅰ所示，如果在掃描和保持輸入端認(rèn)定沒(méi)有信號(hào)，則存儲(chǔ)元件32接收存儲(chǔ)級(jí)30的數(shù)據(jù)輸入端d上接收到的信號(hào)。相反，如果在掃描輸入端被認(rèn)定有信號(hào)，則存儲(chǔ)元件32的數(shù)據(jù)輸入端(D)接收施加到存儲(chǔ)級(jí)30的掃描數(shù)據(jù)輸入端(sdi)上的所有信號(hào)。最后，如果在保持輸入端被認(rèn)定有信號(hào)，則不管施加到掃描輸入端上的是什么狀態(tài)，在每個(gè)時(shí)鐘(CLK)周期把其輸出Q返回到存儲(chǔ)元件32的數(shù)據(jù)輸入端(D)來(lái)再次循環(huán)存儲(chǔ)級(jí)30的數(shù)據(jù)。因而，如果認(rèn)定有保持信號(hào)，則存儲(chǔ)級(jí)30保持存儲(chǔ)的值，一直到脫離其保持狀態(tài)。無(wú)論子系統(tǒng)12，存儲(chǔ)級(jí)30處于正常操作模式還是掃描測(cè)試模式，時(shí)鐘(CLK)信號(hào)始終是用于子系統(tǒng)元件同步操作的系統(tǒng)時(shí)鐘。
從子系統(tǒng)12觀點(diǎn)出發(fā)，如果掃描控制邏輯電路20建立了掃描信號(hào)來(lái)啟動(dòng)掃描測(cè)試模式，各子系統(tǒng)的基本存儲(chǔ)級(jí)30從它們正常功能狀態(tài)重新構(gòu)成允許擴(kuò)充移位寄存器或掃描串格式化的狀態(tài)，以接收測(cè)試初始化和偽隨機(jī)數(shù)據(jù)。掃描控制邏輯電路產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)通過(guò)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)線sdil…，sdin，移入各子系統(tǒng)12內(nèi)形成的掃描串，通過(guò)掃描數(shù)據(jù)出線sdol，…sdon掃描出掃描串。
訪問(wèn)共享總線14的特定的規(guī)約對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要，重要的是在正常操作期間，有一個(gè)且只有一個(gè)子系統(tǒng)12準(zhǔn)許訪問(wèn)，并允許它驅(qū)動(dòng)共享總線14把其上的數(shù)據(jù)傳送給其它一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)12。由于在子系統(tǒng)12處于偽隨機(jī)狀態(tài)時(shí)，為共享這共享數(shù)據(jù)14總線的需要，必須予以維持。因此，提供了如圖3所示的本發(fā)明。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，它示出了總線驅(qū)動(dòng)電路，一般用數(shù)字40來(lái)表示子系統(tǒng)12a的總線驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)還有掃描邏輯42，它是在掃描期間控制子系統(tǒng)12a的驅(qū)動(dòng)電路40。剩余的子系統(tǒng)12b…12n(圖1)包含的電路基本相同，所以應(yīng)把子系統(tǒng)12a的允許電路40和相關(guān)的掃描邏輯42同樣用于到子系統(tǒng)12b…，12n的電路中，除非另外指出。
如圖3所示，總線驅(qū)動(dòng)電路40的掃描邏輯電路42包括總線允許寄存器50、多路復(fù)用器52、一串寄存器54a，…，54f和多路復(fù)用器62。在被控制邏輯電路20置于掃描模式時(shí)，寄存器54a，…，54f和總線允許寄存器50形成7級(jí)環(huán)形計(jì)數(shù)器。
最好是三態(tài)器件(即，其輸出可以假設(shè)成三種狀態(tài)之一邏輯高、邏輯低或高阻)的總線允許電路40，在其輸入端44接收來(lái)自從子系統(tǒng)12a的邏輯電路的數(shù)據(jù)，在共享總線14上進(jìn)行通信。在建立了施加到允許輸入端48上的信號(hào)時(shí)，通過(guò)其輸入端46把接收到的數(shù)據(jù)傳送給共享總線14。
在正常操作期間，總線允許寄存器50(在其數(shù)據(jù)輸入端(d))依次接收多路復(fù)用器52的sys-允許信號(hào)，并提供使驅(qū)動(dòng)電路40啟動(dòng)信號(hào)。在掃描模式期，級(jí)54f的輸出端提供使總線驅(qū)動(dòng)電路40啟動(dòng)的信號(hào)，由總線允許寄存器在其掃描數(shù)據(jù)輸入端(sdi)接收該信號(hào)。
級(jí)54a，…，54f和總線允許寄存器50在它們各自的保持輸入端接收hold′(保持)信號(hào)，該hold′信號(hào)可根據(jù)下列關(guān)系得到hold′＝保持信號(hào)+(掃描信號(hào)·旁路信號(hào))保持、掃描和旁路信號(hào)是由掃描控制邏輯電路20在掃描模式工作期間建立的測(cè)試信號(hào)。(旁路測(cè)試信號(hào)也用于在掃描處理期間隔開(kāi)非掃描電路)因此，在掃描控制邏輯電路20建立了(1)保持信號(hào)或者(2)旁路信號(hào)和掃描信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)器54各將處于保持狀態(tài)。
級(jí)54a，…，54f的時(shí)鐘輸入端(CK)和驅(qū)動(dòng)允許寄存器接收時(shí)鐘(CLK)信號(hào)，用于子系統(tǒng)12a的同步操作。時(shí)鐘信號(hào)既用于正常操作，也用于掃描測(cè)試操作。應(yīng)理解，環(huán)形計(jì)數(shù)器54的各級(jí)54a，…54f以及總線允許寄存器50如參照?qǐng)D2所作的描述構(gòu)成。
如圖所示，各寄存器級(jí)54a，54b，54c，54d和54e的輸出端分別與環(huán)形計(jì)數(shù)器54下一順序的寄存器級(jí)54b，…54f的數(shù)據(jù)輸入端(d)和掃描數(shù)據(jù)輸入端(sdi)連接?？偩€允許寄存器50在其掃描數(shù)據(jù)輸入端(sdi)接收寄存器級(jí)54f的輸出，并且如上所指出的，在其數(shù)據(jù)輸入端(d)接收多路復(fù)用器52的輸出。
多路復(fù)用器52由旁路信號(hào)控制，在正常(非測(cè)試)操作期間產(chǎn)生的系統(tǒng)允許(sys-允許)信號(hào)和計(jì)數(shù)器級(jí)54f的輸出端之間選擇。事實(shí)上，建立旁路信號(hào)使級(jí)54a，…，54f和總線允許寄存器50形成計(jì)數(shù)器。取消旁路信號(hào)則使級(jí)54a，…54f失去在子系統(tǒng)中的任何操作能力。
圖3還顯示了掃描模式構(gòu)形中子系統(tǒng)12a其余的部件，顯示了組成掃描串60內(nèi)的子系統(tǒng)12a的基本存儲(chǔ)級(jí)(除了總線允許寄存器50)。盡管沒(méi)有具體指出，但應(yīng)當(dāng)理解，基本存儲(chǔ)及組成了子系統(tǒng)12a，因此掃描串60的構(gòu)成如圖2所示。多路復(fù)用器62提供掃描串60的輸入信號(hào)，旁路測(cè)試信號(hào)控制多路復(fù)用器62在掃描數(shù)據(jù)(在建立旁路信號(hào)時(shí))和總線允許寄存器50的輸出信號(hào)(在旁路信號(hào)未建立時(shí)，例如在正常操作模式或者在掃描初始化數(shù)據(jù)時(shí))之間進(jìn)行選擇。多路復(fù)用器62輸入的選擇耦連到掃描串60，掃描串60的輸出形成子系統(tǒng)12a的掃描數(shù)據(jù)輸出端(sdol)。
用于環(huán)形計(jì)數(shù)器54的級(jí)數(shù)(包括總線允許寄存器50)至少等于或者多于子系統(tǒng)數(shù)12的數(shù)量，即共享總線14的元件數(shù)。級(jí)的數(shù)目最好選成能消除計(jì)數(shù)器順序和包含在掃描控制邏輯電路20內(nèi)的線性反饋移位寄存器假設(shè)的狀態(tài)之間的相關(guān)性，確保兩者(計(jì)數(shù)器54和線性反饋移位寄存器)不成為同步方式，盡可能使掃描測(cè)試過(guò)程看上去是隨機(jī)的。因，假設(shè)的狀態(tài)對(duì)互相來(lái)說(shuō)是最初狀態(tài)。此外，子系統(tǒng)的數(shù)目最好小于原始值7。相似地，線性反饋移位寄存器(未示出)被設(shè)計(jì)成具有17級(jí)，因此它有217(即131，072)級(jí)。
參見(jiàn)圖4以及圖1和圖3可以更好地理解下面描述在掃描模式期間的掃描邏輯電路42的操作。圖4是進(jìn)行掃描測(cè)試時(shí)的總流程圖。在步驟70測(cè)試開(kāi)始，掃描控制邏輯電路20(圖1)建立掃描信號(hào)(此時(shí)，旁路信號(hào)尚未建立)，先形成環(huán)形計(jì)數(shù)器54。當(dāng)然，建立掃描信號(hào)也形成了各子系統(tǒng)12內(nèi)的掃描串60(圖3)，但對(duì)于要環(huán)形計(jì)數(shù)器54的初始化，在這一的測(cè)試階級(jí)并不重要。
由于子系統(tǒng)12，尤其是子系統(tǒng)12所包含的環(huán)形計(jì)數(shù)器54如此構(gòu)成，步驟70繼續(xù)，使掃描控制邏輯電路20向掃描數(shù)據(jù)輸入端(sdil，…，sdin)提供被掃描入環(huán)形計(jì)數(shù)器54的預(yù)定的位模式。預(yù)定的位模式預(yù)置環(huán)形計(jì)數(shù)器54之一(例如子系統(tǒng)12a中的環(huán)形計(jì)數(shù)器)，所以其總線允許寄存器50包含一個(gè)1，并且其余的級(jí)包含一個(gè)0。其它的環(huán)形計(jì)數(shù)器54(例如，子系統(tǒng)12b，…12n的環(huán)形計(jì)數(shù)器)的位模式離開(kāi)總線允許寄存器50成為0;其余的級(jí)54a，…54f中只有一個(gè)為1，也就是說(shuō)，預(yù)定的位模式是這樣的，在任一時(shí)刻只使子系統(tǒng)12中的一個(gè)且僅僅一個(gè)總線允許寄存器50有效。現(xiàn)在已為下面的偽隨機(jī)掃描測(cè)試對(duì)允許邏輯電路進(jìn)行了初始化。在該初始化過(guò)程中，總線允許寄存器50和總線驅(qū)動(dòng)電路40的輸入端48之間的電路來(lái)示出)工作，保持總線驅(qū)動(dòng)電路40在其三狀態(tài)模式。在完成初始化時(shí)，總線驅(qū)動(dòng)允許寄存器50將控制總線驅(qū)動(dòng)電路40的模式。
離題一下，本領(lǐng)域的熟練人員應(yīng)理解，預(yù)定的位模式也可以包含一個(gè)以上的“1”，所以一個(gè)或多個(gè)環(huán)形計(jì)數(shù)器54會(huì)有兩個(gè)以上的“1”的模式。這可以使運(yùn)行的子系統(tǒng)的某些總線允許電路多于其它子系統(tǒng)占用在測(cè)試期間一般分配給移開(kāi)的子系統(tǒng)中的總線允許電路。這一特征還使測(cè)試適用于不同構(gòu)形的系統(tǒng)10。例如，把某些子系統(tǒng)12從系統(tǒng)10中移開(kāi)，則可以允許其它子系統(tǒng)占用在測(cè)試期間一般分配給移開(kāi)的子系統(tǒng)12的總線訪問(wèn)周期。然而，它仍保持了使一個(gè)僅僅一個(gè)子系統(tǒng)12中的總線允許寄存器50保持環(huán)形計(jì)數(shù)器54為“1”，所以在任一時(shí)刻，僅僅只有一個(gè)子系統(tǒng)12驅(qū)動(dòng)共用總線14。
退出步驟70進(jìn)入步驟72，掃描控制邏輯電路產(chǎn)生旁路信號(hào)，保持已建立的掃描信號(hào)。如上所述，掃描信號(hào)與旁路信號(hào)的組合將建立另一保持信號(hào)(hold′)以凍結(jié)環(huán)形計(jì)數(shù)器54。而且從圖3可以看出，建立的旁路信號(hào)使多路復(fù)用器62進(jìn)行選擇，并且把掃描數(shù)據(jù)輸入(sdil)施加于掃描串60上，從它們特定的子系統(tǒng)的掃描鏈上有效地移去環(huán)形計(jì)數(shù)器54(包括總線允許寄存器50)。
在步驟72，掃描控制邏輯電路20將仍保持建立掃描和旁路信號(hào)，并向?qū)τ趻呙璐?0進(jìn)行排序所需要的必不可少的系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK)的掃描數(shù)據(jù)輸入端sdil，…sdin施加偽隨機(jī)模式，由此使子系統(tǒng)12處于偽隨機(jī)模式。請(qǐng)注意由于環(huán)形計(jì)數(shù)器54被凍結(jié)，在相關(guān)聯(lián)的總線允許寄存器50只有一個(gè)包含“1”，僅允許相應(yīng)的總線驅(qū)動(dòng)電路40驅(qū)動(dòng)共用總線14;所有其它子系統(tǒng)12的總線允許寄存器50均包含“0”，所以，相應(yīng)的總線驅(qū)動(dòng)電路被禁止。僅僅一個(gè)子系統(tǒng)12可以驅(qū)動(dòng)共享總線14。
一旦子系統(tǒng)12被置于偽隨機(jī)狀態(tài)，測(cè)試過(guò)程就進(jìn)入步驟74，掃描控制邏輯電路20斷開(kāi)(不建立)掃描和保持信號(hào)。如同傳統(tǒng)的偽隨機(jī)測(cè)試，子系統(tǒng)12返回到它們正常的構(gòu)形，并允許子系統(tǒng)12在掃描控制邏輯電路20建立掃描和保持測(cè)試信號(hào)，使子系統(tǒng)返回掃描測(cè)試構(gòu)形之前運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘(CLK)周期。
然而，在步驟74中，保持和掃描測(cè)試信號(hào)均被禁止，使子系統(tǒng)12可以暫時(shí)返回到它們的正常構(gòu)形運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘CLK周期。這樣，施加到環(huán)形計(jì)數(shù)器54上的另一保持信號(hào)(hold′)也被斷開(kāi)以使子系統(tǒng)12的環(huán)形計(jì)數(shù)器54脫離它們的凍結(jié)狀態(tài)。然后，使它們運(yùn)行一個(gè)時(shí)鐘周期，把環(huán)形計(jì)數(shù)器54各級(jí)(即級(jí)54a，…54f以及總線允許寄存器50)的內(nèi)容移動(dòng)到下一級(jí)(通過(guò)數(shù)據(jù)輸入端，由于此時(shí)沒(méi)有建立掃描信號(hào))，總線允許寄存器50的內(nèi)容移到環(huán)形計(jì)數(shù)器級(jí)54a。在步驟70中出現(xiàn)在環(huán)形計(jì)數(shù)器上的預(yù)置的位模式被移位，所以在步驟72期間可以驅(qū)動(dòng)共享總線14的總線驅(qū)動(dòng)電路40被下一個(gè)總線驅(qū)動(dòng)電路代替。
用建立了掃描和保持信號(hào)退出步驟74。環(huán)形計(jì)數(shù)器54返回到凍結(jié)狀態(tài)，子系統(tǒng)12重新構(gòu)形，形成掃描鏈。子系統(tǒng)12(即掃描鏈60)的偽隨機(jī)狀態(tài)在步驟76中被移開(kāi)，并通過(guò)掃描數(shù)據(jù)輸出端sdol，…sdon傳送給控制邏輯電路20進(jìn)行分析。
傳統(tǒng)的偽隨機(jī)掃描測(cè)試包含重復(fù)步驟72-76固定次數(shù)(例如在重復(fù)任一步驟之前，17級(jí)線性反饋移位寄存器能假設(shè)的狀態(tài)數(shù))，所以，掃描控制邏輯電路20在步驟78中檢查是否已完成所希望的次數(shù)。如果步驟78確定沒(méi)有完成所有期望的序列，則返回到步驟72。然而，如果序列必須執(zhí)行次數(shù)已經(jīng)完成，則在步驟80退出。
在按照?qǐng)D4進(jìn)行的測(cè)試期間，在步驟74中每次序列將環(huán)形計(jì)數(shù)器54內(nèi)的預(yù)定模式翻轉(zhuǎn)一個(gè)位置。在各測(cè)試程序的所有其它時(shí)間上，計(jì)數(shù)器54(和總線允許寄存器50)保持固定。因此，顯然，由于在任何測(cè)試程度期間，僅允許子系統(tǒng)12中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)共享總線14，并且子系統(tǒng)隨每次序列改變，不僅確保了測(cè)試結(jié)果是確定的，而且把共享總線14和相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路均包括在測(cè)試中。
最后，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的那些熟練人員應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)用使用線性(或串聯(lián))掃描鏈(包括計(jì)數(shù)器54結(jié)構(gòu))的掃描測(cè)試結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，在包括共享總線的系統(tǒng)的平行負(fù)載掃描結(jié)構(gòu)中也可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種可以對(duì)具有至少兩個(gè)與總線裝置相聯(lián)的數(shù)字單元的數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行掃描測(cè)試的裝置，該兩個(gè)數(shù)字單元在互斥基礎(chǔ)上共享總線，兩個(gè)數(shù)字單元中各單元包括有把各數(shù)字單元聯(lián)接到總線裝置上的總線允許裝置，掃描控制裝置與數(shù)字系統(tǒng)相聯(lián)接，使系統(tǒng)處于偽隨機(jī)狀態(tài)來(lái)進(jìn)行掃描測(cè)試，其特征在于，所述裝置包含與兩個(gè)數(shù)字單元中的各單元相關(guān)聯(lián)的電路裝置，該電路裝置還與掃描控制裝置相聯(lián)接，用以接收預(yù)定的測(cè)試模式；與掃描控制裝置相聯(lián)接的裝置，響應(yīng)于掃描控制裝置的測(cè)試信號(hào)把計(jì)數(shù)裝置聯(lián)接到允許裝置，以確保在任一時(shí)刻只有一個(gè)允許裝置與總線裝置相聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，電路裝置包括一可預(yù)置成預(yù)定測(cè)試模式的計(jì)數(shù)器。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，計(jì)數(shù)器為環(huán)形計(jì)數(shù)器。
4.一種隨機(jī)測(cè)試數(shù)字系統(tǒng)的裝置，該數(shù)字系統(tǒng)包括多個(gè)數(shù)字單元，由共享總線裝置互相聯(lián)接，使它們之間以互斥方式進(jìn)行數(shù)字信號(hào)通信，由電路裝置把數(shù)字信號(hào)聯(lián)接到共享總線上，該裝置通過(guò)建立允許信號(hào)使電路裝置啟動(dòng)，其特征在于，該裝置包含掃描控制裝置，包括一掃描信號(hào)，它啟動(dòng)測(cè)試周期，以產(chǎn)生多個(gè)測(cè)試信號(hào);計(jì)數(shù)裝置，與數(shù)字單元中的各單元中的電路裝置相關(guān)聯(lián)，它響應(yīng)至少一個(gè)測(cè)試信號(hào)來(lái)產(chǎn)生測(cè)試允許信號(hào);把計(jì)數(shù)裝置預(yù)置成預(yù)定測(cè)試模式的裝置;響應(yīng)其它測(cè)試信號(hào)，把各計(jì)數(shù)裝置的測(cè)試允許信號(hào)傳送給各相關(guān)聯(lián)的電路裝置來(lái)代替啟動(dòng)信號(hào)的裝置;用于預(yù)置各計(jì)數(shù)器的測(cè)試模式是這樣的，它只允許一個(gè)且僅僅一個(gè)電路裝置在測(cè)試期間的任一時(shí)刻使相關(guān)的數(shù)字單元聯(lián)接到共享總線裝置。
5.一種掃描測(cè)試數(shù)字系統(tǒng)的方法，該數(shù)字系統(tǒng)包括多個(gè)通過(guò)共享總線相互聯(lián)接以使它們之間進(jìn)行數(shù)字信號(hào)通信的數(shù)字子系統(tǒng)，各數(shù)字子系統(tǒng)具有驅(qū)動(dòng)允許電路，響應(yīng)啟動(dòng)信號(hào)把數(shù)字信號(hào)傳送至共享總線上，其特征在于該方法包括下列步驟為各子系統(tǒng)設(shè)置計(jì)數(shù)裝置，以提供聯(lián)接到各子系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)允許電路的測(cè)試允許信號(hào);向各子系統(tǒng)的計(jì)數(shù)裝置加載一預(yù)定狀態(tài);在各子系統(tǒng)的計(jì)數(shù)裝置工作時(shí)把數(shù)字子系統(tǒng)設(shè)置成偽隨機(jī)狀態(tài)，以使一個(gè)且僅僅一個(gè)子系統(tǒng)訪問(wèn)共享總線;取消數(shù)字子系統(tǒng)的偽隨機(jī)狀態(tài)，進(jìn)行檢查;重復(fù)上述設(shè)置和取消步驟到預(yù)定的次數(shù);以及與每次重復(fù)步驟相關(guān)聯(lián)，改變計(jì)數(shù)裝置，使另一子系統(tǒng)單獨(dú)訪問(wèn)共享總線;因此，在掃描測(cè)試期間，各子系統(tǒng)至少獨(dú)立訪問(wèn)共享總線一次。
全文摘要
一種數(shù)字系統(tǒng)，包括多個(gè)數(shù)字子系統(tǒng)，通過(guò)可互斥訪問(wèn)的共享總線結(jié)構(gòu)互連，以在子系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)構(gòu)造成由偽隨機(jī)掃描測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。各子系統(tǒng)包括一計(jì)數(shù)器，在掃描測(cè)試期間，相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)的總線訪問(wèn)或驅(qū)動(dòng)電路提供允許信號(hào)。掃描測(cè)試操作是從向各計(jì)數(shù)器預(yù)載入預(yù)定狀態(tài)開(kāi)始，所以在測(cè)試周期開(kāi)始以及整個(gè)過(guò)程中，一個(gè)且僅僅一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)共用數(shù)據(jù)總線。將向計(jì)數(shù)器提供本系統(tǒng)可對(duì)各子系統(tǒng)的總線訪問(wèn)電路和總線本身進(jìn)行測(cè)試。
文檔編號(hào)G06F13/36GK1099166SQ9410776
公開(kāi)日1995年2月22日 申請(qǐng)日期1994年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月28日
發(fā)明者杰弗里·A·斯普勞斯, 沃爾特·吉布森 申請(qǐng)人:協(xié)力計(jì)算機(jī)股份有限公司