電子系統(tǒng)內(nèi)建自測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著DSP、FPGA等超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，國防軍事裝備等領(lǐng)域的電子系統(tǒng)性能大大提高，但同時(shí)給電子系統(tǒng)帶來了新的測(cè)試和故障診斷問題。傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)存在著測(cè)試流程復(fù)雜、測(cè)試時(shí)間長、測(cè)試費(fèi)用高、故障檢測(cè)率低、無法實(shí)現(xiàn)在線測(cè)試等諸多問題，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前電子系統(tǒng)的測(cè)試要求，因此必須深入研究電子系統(tǒng)的測(cè)試?yán)碚摵蜏y(cè)試方法。
　　本文在研究電子系統(tǒng)可測(cè)試性設(shè)計(jì)和可測(cè)性理論的基礎(chǔ)上，針對(duì)包含大規(guī)模集成電路的電子系統(tǒng)，提出內(nèi)建自

2、測(cè)試(Built-in Self Test，BIST)的解決方案。該方案通過電子系統(tǒng)自身資源生成測(cè)試矢量、加載測(cè)試激勵(lì)、進(jìn)行故障特征提取與優(yōu)化，從而完成測(cè)試工作。本文從電子系統(tǒng)內(nèi)建自測(cè)試的自動(dòng)測(cè)試矢量生成、故障特征提取與優(yōu)化、可測(cè)性建模和測(cè)試序列優(yōu)化等方面開展研究工作，克服傳統(tǒng)測(cè)試方法的不足，其研究成果可廣泛應(yīng)用于國防軍事和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電子系統(tǒng)快速故障定位。
　　首先，針對(duì)目前電子系統(tǒng)內(nèi)建自測(cè)試測(cè)試矢量生成方法存在故障檢測(cè)率低的缺點(diǎn)

3、，提出D-Tent(Digital Tent，D-Tent)和D-PL(Digital Piecewise Linear，D-PL)兩種混沌自動(dòng)測(cè)試矢量生成模型。將這兩種模型經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化選擇和混沌特性分析后應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明本文提出的自動(dòng)測(cè)試矢量生成方法比其它方法的故障檢測(cè)率更高。在此基礎(chǔ)上，將混沌模型產(chǎn)生的時(shí)間序列測(cè)試矢量應(yīng)用到模擬電路的內(nèi)建自測(cè)試，利用輸入混沌時(shí)間序列和輸出時(shí)間序列的相關(guān)性作為故障特征，通過實(shí)驗(yàn)

4、驗(yàn)證該方法的可行性。
　　為了降低電子系統(tǒng)內(nèi)建自測(cè)試中模擬電路自動(dòng)測(cè)試矢量生成的復(fù)雜性，并克服經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器而增加硬件電路面積和引入誤差的缺點(diǎn)，提出一種利用電子系統(tǒng)中內(nèi)建自測(cè)試控制器自身產(chǎn)生的方波作為模擬電路的測(cè)試矢量，并針對(duì)其輸出響應(yīng)進(jìn)行分析的多維故障特征提取優(yōu)化算法。通過模擬電路內(nèi)建自測(cè)試故障字典法驗(yàn)證所提出方法的實(shí)用性和有效性。
　　電子系統(tǒng)經(jīng)過內(nèi)建自測(cè)試可測(cè)性設(shè)計(jì)之后，必需采取有效的可測(cè)性建模方法來評(píng)估其可測(cè)性改善的

5、程度。本文在分析現(xiàn)有的可測(cè)性建模方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出電子系統(tǒng)的層次化的可測(cè)性建模方法，能夠分別從系統(tǒng)的角度和基本元器件故障的角度出發(fā)，建立層次化的可測(cè)性建模分析體系，從而為可測(cè)性設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
　　針對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)試優(yōu)化算法易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)，引入測(cè)試重要度函數(shù)，選擇故障信息量大的測(cè)試，依據(jù)測(cè)試代價(jià)原則，提出基于測(cè)試重要度的Petri網(wǎng)的測(cè)試序列全局優(yōu)化搜索算法。同時(shí)在測(cè)試信號(hào)與故障單元相關(guān)性模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)故障診斷問題，提出