基于J750的S698PM芯片BSD测试方法

基于J750的S698PM芯片BSD测试方法

作者:张志国 珠海欧比特控制工程股份有限公司

摘要:S698PM芯片是一款抗辐照型的高性能、高可靠、高集成度、低功耗的多核并行处理器SoC芯片,其芯片内部集成了丰富的片上外设,可广泛应用在航空航天、大容量数据处理、工业控制、船舶、测控等应用领域;而J750是业界比较认可测试结果的SOC芯片ATE(Automatic Test Equipment)测试机,市场占有率非常高。下面主要介绍在J750上开发S698PM芯片BSD测试程序及注意事项。

1.概述

随着SOC芯片系统功能越来越复杂在一颗芯片中,通常包括有数字部分、模拟部以及相关的存储器件,甚至还有射频模块,不但对ATE测试设备提出更更高的要求,而且还要考虑测试时间成本因此通常客户会要求测试程序两项测试项目能够快速判SOC芯片90%常见问题缺陷。经过多年SOC测试方法和测试原理摸索,逐渐形成前两项测试内容标准:一个电流功耗测试,另外一个就是BSD测试项目流程

2.S698PM芯片简介

S698PM芯片是一款抗辐照型的高性能、高可靠、高集成度、低功耗的多核并行处理器SoC芯片; S698PM芯片内部集成了丰富的片上外设,包括常见USB2.0主控器、I2C主控器、以太网控制器等功能模块; S698PM芯片支持RTEMS eCOSVxWorksLinux等实时嵌入式操作系统,用户可方便地实现嵌入式实时控制系统的高性能多核并行处理设计。

S698PM芯片采用了TMR技术对芯片内部所有逻辑单元进行了三模冗余加固,采用EDAC技术对内部与外部存储器进行了检错纠错加固,因此该芯片的具有很高的抗辐照能力。

S698PM是全球第一款量产化的对标LEON4内核版本的嵌入式SPARC V8多核SOC芯片,其在功能及性能等方面均领先了业界的同类型产品。S698PM代表了当今SPARC嵌入式SOC芯片的最高水平。

3.BSD测试项目原理

BSD(Boundary-scan Diagnostics)的测试原理主要是利用芯片里JTAG电路进行芯片管脚电路检测是否有功能缺陷的测试方法。因此SOC芯片里的JTAG电路主要具备两个功能,并且可过模式选择管脚设定。一个功能是通过JTAG电路进行软件配置和调试SOC芯片内核工作参数实现软件在线调试功能;另一个功能就是通过JTAG口灌扫描控制信号进行芯片硬件电路的BSD测试或MBIST测试

在芯片设计阶段,当插入JTAG电路的同时,会在芯片的所有管脚接口上插入一个带时钟的触发器,并把该时钟信号连接到JTAT_CLK信号上,同时把触发器输入端和输端按照扫描链的串行互联方式连接,把最初的输入端连接到JTAT_DI端,把最后的输出端连接到JTAT_DO端,形成一个闭环的测试链。最后利用工具生成BSD测试程序需要的PATTERN文件,提供给测试机测试需要。

4.基于J750的BSD测试方法

首先BSD测试需要准备测试向量文件该文件是由IC设计工程师在插入JTAG电路时,生成的边界扫描向量表文件,同生成测试机所需的TimingSet参数设置文件这两个文件共同决定了信号的类型及信号时钟周期的变化。

信号的常见类型有RH、RL、NR、ROFF、SBC、SBH、SBL等,一般时钟信号的类型为SBL,这时钟的周期可设、脉冲宽度可控,方便测试机控制该关键信号其他信号类型一般NR,方便J750测试机监测。

二步骤,利用J750测试软件Patter Compiler功能模块,把标准PATTERN文件转化J750识别的格式文件如下图1所示:

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第三步骤,利用J750的测试程序导入功能,将上述两个文件导入到程序里,完成测试机的TimingSet参数等参数设定, 并根据测试机特性及S698PM时序要求可以微调参数,如下图2所示:

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第四步骤,设定BSD Function Test功能模块参数,调用BSD测试程序所需的直流和交流参数,以及PATTERN文件。如下图3所示:

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第五步骤,执行BSD function Test命令,在测试过程中,如果结果不满足要求,可进行TimingSet表格中的时间参数微调,测试结果报告如下图4所示:

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5.结束语

本文简要介绍了采用 Teradyne-J750EX 自动测试设备来测试嵌入式SoC 芯片S698PM 的BSD测试原理注意事项。从测试效果来看,因BSD测试方法与芯片内部电路没有太大关系,可以快速判读出芯片管脚电路是否有缺陷,大大地缩短测试时间从而节省了测试时间,降低了测试成本因此该BSD测试方法值得推广。

参考文献

[1]颜军. SPARC 嵌入式系统设计与开发-S698系列处理器实用教程[M].中国标准出版社, 2013.

[2]JTAG标准协议IEEE1149.1-1990

[3]grip.pdf/grmon-2.0.pdf http://www.gaisler.com

[4]J750 Basic Programming Student Manual

[5]S698PM芯片用户手册