TCAM的可测试性设计

发布时间：2017-03-27 19:10

  本文关键词：TCAM的可测试性设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：三态内容可寻址存储器(TCAM)是在普通二态内容可寻址存储器(BCAM)的基础上发展而来的,它的本质仍然是一种硬件搜索引擎。它具有比普通BCAM更加灵活的储存和搜索功能。正是这种特殊功能的存在使得TCAM的单元结构比普通BCAM的单元结构更加的复杂。现有的针对BCAM的测试算法已经无法满足TCAM的故障检测,现有的针对高速大容量TCAM的故障检测方法在检测覆盖率上和测试复杂度上都有很多不足。然而随着高性能网络路由器对大容量和高速TCAM需求的不断提升,针对高速大容量TCAM的故障测试已成为TCAM的一个研究方向,因此高速大容量TCAM的可测试性设计具有重要的理论意义以及实用价值。 本论文对TCAM的故障检测问题进行了初步的研究,并提出了两种针对高速大容量TCAM的故障检测算法和检测电路的设计。首先,基于现有的公认度比较好的March-Like算法提出了改进型算法。该改进型算法利用匹配信号Hit和优先地址编码器只需2N次写操作、2B+4次搜索操作就可以完成对N*B比特TCAM存储单元的故障检测。在故障检测覆盖率上同March-Like算法是一样的,都可以完成TCAM单元内故障和延迟故障的100%全覆盖检测。但是在测试复杂度上相比于以前的March-Like算法降低了60%以上。再者,从提高单元间故障检测覆盖率方面,本文又提出了一种全新的针对高速大容量TCAM的QZDTest故障检测方法。该方法在故障检测覆盖率方面不仅可以完成TCAM单元内故障和延迟故障的100%全覆盖检测,还可以完成TCAM单元间故障的100%全覆盖检测；在检测速度方面,该方法使用自己的测试向量发生器产生测试向量,通过5N次写操作,6B+12次搜索操作可以对N*B比特TCAM存储单元进行类似于实际应用的快速连续测试。另外,在检测电路的设计方面,通过有限状态机控制移位寄存器来完成对TCAM存储单元的储存和比较操作,充分降低了测试电路的开销。在判定电路设计方面,通过对SA(敏感放大器)和匹配信号发生器之间插入一级选择取反电路,可以将Hit信号作为TCAM存在故障的判定信号,并通过优先地址编码器直接输出优先级最高的故障地址,因此可以完成TCAM的全自动测试。通过原理图仿真验证结果表明该算法确实可以在单时钟周期完成TCAM存储单元的全覆盖检测。 本文提出的TCAM可测试性设计非常适用于大容量高速的TCAM存储单元故障检测,如高性能网络路由器中的报文转发、地址分类、网络防火墙以及虚拟网络过滤等专用高级网络应用方面的TCAM故障检测。
【关键词】：三态内容可寻址存储器 可测试性设计 故障检测 功能仿真
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题的研究背景和意义9-10
• 1.2 TCAM的国内外研究现状10-16
• 1.3 论文的研究思想及研究内容16-18
• 2 TCAM的故障模型分析18-23
• 2.1 TCAM单元内故障模型18-19
• 2.2 TCAM单元间故障模型19-22
• 2.2.1 TCAM垂直单元间故障模型19-21
• 2.2.2 TCAM水平单元间故障模型21-22
• 2.3 TCAM的延迟类故障22-23
• 3 基于March-Like算法的改进型算法23-29
• 3.1 March-Like算法分析23-26
• 3.2 针对March-Like算法的电路改进26-27
• 3.3 改进型March-Like算法的提出27-28
• 3.4 改进型March-Like算法的优点28-29
• 4 针对高速大容量TCAM的QZDTest算法29-51
• 4.1 TCAM单元内故障检测覆盖率分析31-34
• 4.2 TCAM垂直单元间故障检测覆盖率分析34-42
• 4.3 TCAM水平单元间故障检测覆盖率分析42-50
• 4.4 TCAM的延迟故障覆盖率分析50-51
• 5 TCAM的可测试性设计51-62
• 5.1 判定电路51-53
• 5.2 状态机的设计53-55
• 5.3 D触发器构成的移位写寄存器电路55-58
• 5.4 D触发器构成的移位比较寄存器电路58-60
• 5.5 TCAM的可测试性设计仿真60-62
• 结论62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况66-67
• 致谢67-68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡 政,温熙森,钱彦岭;可测试性设计中的优化问题及求解算法鍌[J];计算机工程与应用;2000年11期

2 孙斌 ,贾杏池;软硬件系统可测试性设计的研究[J];国外电子测量技术;2000年03期

3 赵国南,张福洪,程林滨;用作模拟可测试性设计的奇佳辨识[J];同济大学学报(自然科学版);2002年10期

4 陈超,吴金,常昌远,魏同立;基于功能结构的数字系统可测试性设计[J];电子器件;2002年02期

5 申宇皓,马春雷;系统级可测试性设计[J];华北工学院学报;2004年05期

6 张永光,徐元欣,王匡;测试与可测试性设计发展的挑战[J];半导体技术;2005年02期

7 康中尉;;可测试性设计研究[J];微计算机信息;2008年01期

8 张钻,陈廷槐;数字电路功能级上的可测试性设计(摘要)[J];重庆大学学报(自然科学版);1985年S1期

9 田莉蓉;;可测试性设计展望[J];航空计算技术;1992年04期

10 邵高平;系统级可测试性设计的研究[J];信息工程学院学报;1998年01期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 吕涛;李晓维;;异步逻辑的可测试性设计技术[A];第十届全国容错计算学术会议论文集[C];2003年

2 王萌;徐奥;;硬件模块可测试性设计的实现[A];探索创新交流－－中国航空学会青年科技论坛文集[C];2004年

3 李晓维;;数字IC测试与可测试性设计[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王永生;系统级芯片（SoC）可测试性结构及其优化的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 蒋松鹰;嵌入式内核的可测试性设计研究[D];华东师范大学;2004年

2 谢明恩;可测试性设计技术及应用研究[D];南京航空航天大学;2007年

3 张永光;芯片设计中的可测试性设计技术[D];浙江大学;2005年

4 白洋铭;嵌入式计算机可测试性设计[D];复旦大学;2009年

5 张艳;数字集成电路可测试性设计研究与应用[D];浙江大学;2010年

6 吴毅;8位MCU的可测试性设计研究[D];电子科技大学;2012年

7 陈宁;混合集成电路可测试性设计的研究[D];北方工业大学;2009年

8 王建;TCAM的可测试性设计[D];大连理工大学;2014年

9 倪怡芳;基于SOC架构的可测试性设计策略的研究[D];浙江大学;2007年

10 李铭;视频后处理芯片中核心算法的硬件实现及芯片的可测试性设计[D];浙江大学;2004年

  本文关键词：TCAM的可测试性设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：270909