SOC混合信号测试难题的解决策略

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1、SOC混合信号测试难题的解决策略谭永红［摘要］缺乏可控制性和可观察性是SOC嵌入式内核测试电路最难解决的问题。本文提出在SOC嵌入式内核测试电路中引入DFT和BIST方法。介绍了IEEE1149.4混合信号测试总线及其应用特点，讨论运用重配置的DFT方法和测试点插入的DFT方法来增强混合信号系统的可控制性和可观察性。阐述ADC/DAC与PLL两种电路的BIST技术在SOC嵌入式内核测试的应用。为解决SOC混合信号测试难题提供一种有效的方法。［关键词］混合信号IEEE1149.4可测性设计内建自测试1•引言随着系统芯/V(SystemonChip,SOC)的集成度和复杂度

2、越来越高，使得SOC测试面临挑战，传统的外测试方法已无法满足需求工。然而，在可测性方面，SOC嵌入式模拟内核测试是最难解决的问题，主要原因是缺乏可控制性和可观察性，侮个嵌入式模拟和混合信号内核具有有限的引脚数，复杂性使芯片上电路的可控制性和对观察性急剧卜•降。因此，几乎不对能直接进行测试施加和响应分析。为了提高内部节点的可控制性和可观察性，将DFT(可测性设计)和BIST(内建自测试)方法同时引入SOC测试是解决这个问题的有效方法。2.混合测试总线1149.4混合信号测试总线IEEE1149.4⑵标准是1149.1边界扫描(JTAG)标准的扩展,它是面向访问混合电路和电

3、路板的模拟部分的方法以及测试和诊断应用的标准化结构⑵。1EEE1149.4标准可对芯片到芯片之间的模拟信号进行连接测试。IEEE1149.4标准为模拟信号和混合信号测试提供一个标准接口(interface)o1149.4采用6-线总线，其中4条信号线与1149.1采用的测试访问端口(TAP,TestAccessPort)相同,即TDI(TestDataInput):测试数据串彳亍输入端，无输入时拉高为"1”;TDOCTestDataOutput):测试数据串行输出端,无输出时为高阻态;TMS(TestModeSelect):测试模式控制端,与TCK配合控制TAP控制器,

4、是状态机跳变的条件信号,在无输入时拉高为；TCK(TestClock):测试电路时钟信号，该总线携带设定执行一个测量的测试结构的控制信息。另有两个附加信号线，即ATI和AT2o构成模拟激励和响应总线,称为analogTAP(ATAP)。这些信号连接到器件内部功能引脚,通过内部模拟总线AB1和AB2到模拟边界模块(ABM)。ATI和AT2位于系统级，可连接到外部ATE(自动测试设备)。基本结构如图1所示。1149.1测试访问竭口测试控制电路TAP控制器接口寄存器和解码器匕」1:_TDITDOTMSTCK图11149.4的基本结构ATAP由ATI和AT2两个引脚组成。ATI

5、必须支持电流激励，AT2必须支持电压监控。为了支持不同的测量，可选择增加更多的模拟总线引脚。ATn总线通过专门的开关选择连接到内部ABn总线，控制逻辑称为测试总线接口电路(TBIC)oATAP引脚可仿效1149.1引脚的行为，采用它们测试之前，首先需要ATE验证它们的完整性。尽管1149.4标准主要是应用于芯片到芯片之间的互连测试，它同样也可以选择丿应用到模拟电路内部的信号测试屮。为了达到这个目的，1149.4标准采用一对模拟测试总线。这些模拟开关由1149.1TAP的移位控制位来控制。这样就有一个建立模拟倍号激励和测量互连的标准方法。1EEE1149.4标准对混合信号

6、电路定义了一种可测试结构以及相关的协议，人人提高了混合电路的测试性。2.混合信号电路DFT在DFT方而，模拟电路缺乏成熟的故障模型是导致缺乏有效的模拟ATPG工具的主要原因。因此，对于大的系统，为了获得高的模拟故障覆盖率，必须结合DFT和BIST。模拟DFT方法可划分为两种类型：可访问性方法和重配置方法。可访问性DFT方法取决于被测电路可控制性和可观察性的测试总线和测试点插入。可进行混合信号测试的隔离。IEEE1149.4混合倍号测试总线也可认为是-•种可访问性方法。为了改善可测试性，重配置DFT方法取决于被测电路的可重配置性。关于基于重配置的DFT方法，可测性设计已经

7、对各种电路类型进行了研究。提出了一种改善级联有源滤波器内部节点可控制性和可观察性的DFT方法。将上述概念扩展到开关电容滤波器，采用的开关电容电路已经包含M0S开关的思想，表明通过开关定时方法町获得测试信号传播，不仅考虑电路疋常工作下的时序和时钟要求，而且考虑测试模式下所期望的测试操作。采用取消零极方法的开关电容滤波器的DET方法。同时可利用模拟电路观察模块(AC0B)增强混合信号系统的可测性。基于测试点插入的DFT方法，一般是根据应用于数字电路的扫描原理开发的模拟电路并行扫描路径方法。通过专门设计的模拟移位寄存器单元俘获和扫描电圧和电流值