面向传输路径的片上网络测试方法研究

发布时间：2020-11-13 05:19

　　 在半导体制造工艺和集成电路设计方法不断进步的背景下,将众多处理器核集成到同一芯片上成为了可能。与此同时,复杂的片上众核系统对能够支撑其高效运行的互联结构提出了更加苛刻的要求。相比于传统总线和交换矩阵等通信结构,片上网络具有高带宽、低延迟、扩展性强等优点。因此,片上网络成为了片上众核系统主要的通信结构。在深亚微米半导体制程中,特征尺寸的不断缩小给集成电路的可靠性带来了更多的威胁。片上网络作为支撑数字系统高效运行的通信架构,其可靠性自然也成为一个不容忽视的问题。该可靠性问题主要表现为对片上网络引入多种形态的物理缺陷,引发电路逻辑故障,最终致使通信功能行为异常。因此,面向片上网络的测试方法研究成为伴随片上网络技术进步的研究热点之一,旨在在低成本的辅助硬件和性能开销下,及早地发现芯片在生产或者使用过程当中产生的故障,并及时对其尽采取修复或者避让措施。本文基于常见的物理故障,考虑测试辅助硬件的面积和功耗开销,以及测试任务对片上网络正常工作带来的性能影响,对针对片上网络的测试方法和测试策略展开研究,并提出了面向传输路径的片上网络测试方法。本文的主要研究内容包括以下三个部分:第一,片上网络常见的故障类型分析和可测性设计技术研究。本文针对片上网络不同类型故障的特性,采取合适的可测性设计技术对片上网络的网络层和数据链路层进行故障监测,提供了可行性高、性能损耗小的片上网络测试机制。第二,面向传输路径的片上网络测试封装研究。传统片上网络测试方法多以单传输路径、多个路由器等结构作为测试封装,使得故障在线测试存在覆盖不全、性能损失大等问题。本文提出了面向传输路径的一种新的片上网络测试封装,并通过实验证明了该测试封装在保证网络功能正确性的同时,克服了以上传统测试封装存在的缺陷。第三,面向传输路径的片上网络测试策略研究。测试策略指的是对整个网络测试流程的管理、调度和触发,以实现片上网络测试的完备性和高效性。本文在面向传输路径的测试策略研究当中,在保证可行性的基础上,探索不同测试顺序和不同测试时间间隔对于系统性能的影响。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN47
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 片上网络测试方法国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 故障模型与可测性设计技术研究
    2.1 片上网络基本结构
    2.2 片上网络故障模型
        2.2.1 物理缺陷
        2.2.2 逻辑故障模型
        2.2.3 片上网络行为异常
    2.3 可测性设计技术
        2.3.1 扫描链设计
        2.3.2 内建自测试
    2.4 片上网络测试
        2.4.1 面向链路的测试方法
        2.4.2 面向路由器的测试方法
        2.4.3 片上网络故障诊断方法
    2.5 本章小结
第三章 面向传输路径的片上网络测试封装研究
    3.1 路由器结构重组设计
        3.1.1 典型路由器结构分析
        3.1.2 松散耦合的路由器结构
    3.2 测试封装
        3.2.1 面向传输路径的测试封装结构
        3.2.2 功能性测试和结构性测试
    3.3 测试平台
        3.3.1 内建自测试平台的构建
        3.3.2 内建自测试平台的复用及控制
    3.4 测试任务执行流程
    3.5 实验结果
        3.5.1 硬件开销和功耗估计
        3.5.2 故障覆盖率和测试时间
    3.6 本章小结
第四章 面向传输路径的片上网络测试策略研究
    4.1 片上网络测试验证平台
    4.2 测试顺序适应度模型
        4.2.1 建立传输路径索引
        4.2.2 构建适应度模型
        4.2.3 适应度模型验证
    4.3 测试顺序实验
        4.3.1 可行性测试顺序建立
        4.3.2 实验仿真与结果分析
    4.4 测试时间间隔
        4.4.1 实验仿真
        4.4.2 实验结果分析
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

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本文编号：2881789