基于“龙腾R2”微处理器测试结构设计与研究

发布时间：2020-04-07 16:42

【摘要】：本论文研究内容是国家某预研课题的一部分，目的是研究RISC微处理器的体系结构和方法，，设计兼容于PowerPC指令集的32位嵌入式微处理器。做为一款百万门级的处理器“龙腾R2”，其测试工作尤为重要。本论文设计实现并实施了“龙腾R2”微处理器的测试工作。本论文主要完成了如下的研究工作： 1．深入研究各种DFT算法。针对“龙腾R2”的内部设计，测试结构采用全扫描和内建自测试相结合，使用JTAG作为整个测试的接口。其中全扫描测试故障覆盖率达到94.94％，内建自测试的故障覆盖率100％。 2．深入研究“龙腾R2”微处理器的ICD系统对测试结构的需求，并通过verilog代码完成初步设计实现，使用NCSIM进行仿真，验证其功能的可实现性和正确性。 3．流片前参与“龙腾R2”微处理器的FPGA原型验证工作，增加设计的成功率，流片后负责完成“龙腾R2”微处理器在ATE设备上的测试，以及在系统板上的调试验证工作，该系统板由西安航空计算技术研究所提供。 4．深入研究IEEE1149.1协议和EJTAG原理，设计TAP控制器，分析片上调试电路功能，编写HDL级代码初步实现基本功能，通过nc-sim仿真验证其功能的正确性，讨论将其应用于“龙腾R2”微处理器上的可行性。
【图文】：

微处理器,执行单元,浮点数,存储保护

图2一l“龙腾R2”微处理器结构2)定点执行单元(Intege:ExeeuteunitIEu)执行定点指令，包括犯个32位的通用寄存器、特殊寄存器和临时寄存器，32位的ALU，桶式移位器、前导零计算模块、立即数模块、屏蔽模块和32位数组乘法器。3)浮点执行单元(F一oatPointunitFPu)完成浮点数据的加、减、乘、除运算，以及取倒数、平方根运算，同时完成定点数与浮点数的转换、浮点数的比较等操作。4)Load/store单元(LoadzstoreUnitLsu)完成fo翻store指令的有效地址计算，对访存地址字边界不对齐和跨页边界的操作进行拆分处理，同时完成指令的异常检测。5)存储管理单元(Memo叮Managemenrunst)完成地址转换和存储保护两大功能，采用哈佛结构。支持3种有效地址到物

流程图,流程,扫描设计,扫描链

扫描链组装图3·5‘咙腾R2”扫描插入流程扫描链插入的过程中，最重要，也是最费时的一步就是设以看到，在“龙腾R2”这样达到几百万门以上设计中插入扫设计规则的违反(violations)。这时就需要不断的对出现的ing)一一核实，并进行必要的修改，以保证最大的扫描成的扫描设计才有可能达到满意的故障覆盖率。扫描设计中出现的规则违反，一般都是对扫描测试结构有设计过程中遇到的一些问题，将容易产生规则违反的地方则的说明和解决方法已经在2.2.1.1节说明过。(lateh)钟路处理路反馈
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP332

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