探析減少自反饋測試硬件代價的兩種有效方法

摘 要：本文將對反饋節(jié)點反饋方法以及測試分組方法進行改進，并用實驗論證，證明此法可有效的減少自反饋測試硬件代價。

關(guān)鍵詞：自反饋測試；硬件代價；兩種方法；探析

中圖分類號：TP311.52

內(nèi)建自測試通過在被測電路的內(nèi)部添加測試電路，并且讓測試向量產(chǎn)生與測試響應(yīng)分析工作都在電路內(nèi)部完成。利用這種方法不但可以減少對外部測試儀的需要，有時甚至可以在進行測試時脫離外部測試儀進行，而且利用這種方法還可以進行在線測試。針對自反饋測試，對分組方法進行改進，并對反饋節(jié)點選取的方法上也加以改進，這樣就能提高故障覆蓋率，減少測試過程中硬件代價。

1.自反饋測試的基本原理

對于自反饋測試的基本原理，我們通過介紹被測電路C17來對其說明。C17電路自反饋測試方法的測試架構(gòu)以及被測電路的自反饋測試的測試向量與測試響應(yīng)如圖1所示。在C17電路自反饋測試架構(gòu)圖中有并列的五個觸發(fā)器以及五個多路開關(guān)，五個多路開關(guān)用來接收被測電路內(nèi)部外部的輸入，其中內(nèi)部輸入是通過觸發(fā)器捕抓電路內(nèi)部的響應(yīng)而得到的；外部輸入是由ρ直接提供的。我們設(shè)被測電路C17某一個測試集T=（v0，v1，v2，v3，v4，v5，v6，v7）=（00000，11011，11100，01110，10011，11101，01100，11110），這個測試集覆蓋率達(dá)到100%。在被測電路C17輸入端依次施加v0到v7測試向量時，C17內(nèi)部節(jié)點就會產(chǎn)生相應(yīng)的響應(yīng)值，R=（r0，r1，r2，r3，r4，r5，r6，r7）=（111100，110011，010111，101100，111001，010011，110111，001110）。圖1.2是對測試向量與相應(yīng)的響應(yīng)關(guān)系的有效反應(yīng)，圖中箭頭所指就是對應(yīng)被測電路內(nèi)部節(jié)點響應(yīng)，箭尾指測試向量。圖2可以看出，按照圖1.1的連接方式，施加v0后，觸發(fā)器從節(jié)點處捕抓的響應(yīng)值正好是v1，所以多路開關(guān)可以把觸發(fā)器值看作v1，并施加到被測電路的輸入端。在實際操作中，v1自動施加后，同理可以依次得到其他的測試向量，所以操作中只需要將v0當(dāng)做種子向量存儲，這樣就能減少存儲代價。

圖1 自反饋測試方法的測試架構(gòu)

圖2 測試響應(yīng)與測試向量

通過上面所列舉的假設(shè)得出結(jié)論，在給定C U T以及其測試集的基礎(chǔ)下，尋找到一種“反饋”連接方式與一個種子向量，促使加載種子向量后的C UT可以通過“反饋”自動地產(chǎn)生出給定測試集中其它的全部向量，這就是進行自反饋測試方法的核心思想， 我們稱這種“反饋”方式為完全反饋。

2. 有效減少自反饋測試硬件代價的兩種的方法

2.1 改進附加信息矩陣的公共路徑搜索方法。建立P×2M的矩陣，要根據(jù)CUT內(nèi)部的P個原始輸入點以及M個內(nèi)部節(jié)點，再根據(jù)測試向量和節(jié)點響應(yīng)之間的關(guān)系。由于矩陣中每一個元素都代表著一個有N個節(jié)點的有向圖，所以要從復(fù)雜的組圖中進行公共路徑的搜索，就必須借助信息矩陣來完成。

（1）將組圖進行合并。為了方便在矩陣圖中搜索公共路徑，需要將所有的圖進行合并，形成一個圖，這個合成圖邊的位置信息可以用信息矩陣來表示。

進行圖的合并，第一步就是要把P×2M矩陣中每行每個圖之間的鄰接矩陣進行相并運算，然后做相交運算，“鄰接”矩陣就是通過這種相并后再相交的方式得到的。因為信息矩陣可以對圖進行合并前的各邊位置進行記錄，因此進行合并圖的操作過程不會對公共路徑造成影響，也就是說利用合成圖搜索公共路徑時，就不需要搜索每一個圖，進行對比判斷，只需要借助信息矩陣在合成圖中進行公共路徑的搜索就可以，這樣使得公共路徑的搜索變得簡單方便。

舉例說明，原來的2×2矩陣中的元素鄰接矩陣如下圖所示：

合成圖的鄰接矩陣為： 用信息矩陣記錄可以表現(xiàn)為：

（2）附加信息矩陣公共路徑的深度優(yōu)先搜索。在合成圖中搜索進行最長路徑的搜索，要利用深度變形的優(yōu)化搜索方法，我們將這種公共路徑的搜索稱為附加信息矩陣公共路徑的深度優(yōu)先搜索。

變形方法是由于一種圖的深度優(yōu)先搜索與合成圖的深度優(yōu)先搜索有一定的區(qū)別。一種圖的深度優(yōu)先搜索過程中，當(dāng)當(dāng)前訪問的頂點與圖中其他頂點之間有一條邊，那么說明這條邊是當(dāng)前路徑中的一條；在利用合成圖進行公共路徑的深度優(yōu)先搜索時，要保證這條路徑在每一行中圖形中不能出現(xiàn)沒有存在的情況，也就是說要搜索的路徑其實就是合成圖中最長的路徑。因此在進行搜索過程中，只有存在一條邊位置信息和當(dāng)前的路徑位置信息不矛盾，才可以在當(dāng)前路徑中加入這條邊。

如何直觀的判斷某條線能否加入到當(dāng)前路徑中，就需要我們在當(dāng)前路徑位置信息的記錄中引入棧的概念。通過棧記錄的信息進行判斷某條邊是否可以加入當(dāng)前路徑的方法，就是將棧頂信息矩陣和該邊信息矩陣進行交運算，如果相交得到的矩陣中有任意一行不全是0，那么就可以將該邊加入到當(dāng)前路徑中，然后要將相交得到的信息矩陣做入棧操作，操作后繼續(xù)搜索；假如把棧頂?shù)男畔⒕仃嚭驮撨呅畔⒕仃囘M行交運算，得到的相交后矩陣有任意一行都為0，那么就說明這條邊沒有在這一行的任意一矩陣圖中，故這條邊不是要找的路徑，不能加入到當(dāng)前的路徑中。在回溯過程中，對于附加信息矩陣深度優(yōu)先路徑搜索算法，就是在原有的算法基礎(chǔ)上，對當(dāng)前路徑位置信息記錄者棧實施對應(yīng)的退棧操作就可以了。

如，對于上面提到的矩陣G中，如果將v0當(dāng)做初始頂點，那么v0以v1之間的邊d的矩陣G01就可直接入棧；但是v1到v2的邊，就需要進行相交運算后進行判斷了，將G12與G01相交，得到： ，由于有一行都是0，所以這條邊不是公共路徑，不能加到當(dāng)前路徑。在進行回溯時，需要將信息矩陣中棧頂矩陣G01進行退棧操作。

2.2 改進反饋節(jié)點的選取方法。通過反饋，可以得到某一個分組中反饋節(jié)點的組合形式，這類組合有很多種，也就代表CUT 中的一些輸入端可以連接電路內(nèi)部中這么多的節(jié)點中任何一個，這些被連接的節(jié)點被稱為輸入端可反饋點集，連接夠就能產(chǎn)生相同的測試子集。對于完全反饋的兩種方式，采用兩種中的任意一種，都不會對故障的覆蓋率有所影響，這是因為不管利用完全反饋或分組完全反饋中的任意一種，最后得到的向量都一樣。但對一般反饋來說，通過不同的反饋方式在產(chǎn)生出相同的測試子集后，繼續(xù)進行反饋得到的那些測試向量一般情況下都是不同的，所以最終達(dá)到的故障覆蓋率也就不一樣。對于反饋節(jié)點的選取方法，采用合理的方法，能夠提高對故障的覆蓋率，從而減小硬件代價。

3 結(jié)束語

我們將被測電路通過對自己施加測試向量而內(nèi)建自測試叫做自反饋測試，在進行自反饋測試過程中，由于需要對信息存儲，整理以及對公共路徑進行搜索等，所以在此過程中，會產(chǎn)生硬件代價。有效的減少自反饋測試中硬件代價，提高故障效率，要對搜索附加信息矩陣公共路徑的方法以及反饋節(jié)點選取的方法進行改進，從而達(dá)到降低硬件代價的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]祁繼順，靳立運，王偉征，尤志強.減少自反饋測試硬件代價的兩種方法[J].計算機研究與發(fā)展，2012（04）：880-886.

[2]王偉征.數(shù)字電路低費用低功耗測試技術(shù)研究[J].湖南大學(xué)博士畢業(yè)論文文庫，2011（05）：22-28.

[3]郭苗苗.基于自反饋的測試向量生成算法研究[J].計算機科學(xué)與技術(shù)，2011（05）：556-560.

作者單位：陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽 712000