基于J750的S698PM芯片BSD測試方法

張志國

　　珠海歐比特控制工程股份有限公司，珠海 519080

　　摘要：S698PM芯片是一款抗輻照型的高性能、高可靠、高集成度、低功耗的多核并行處理器SoC芯片，其芯片內(nèi)部集成了豐富的片上外設(shè)，可廣泛應(yīng)用在航空航天、大容量數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、船舶、測控等應(yīng)用領(lǐng)域;而J750是業(yè)界比較認(rèn)可測試結(jié)果的SOC芯片ATE(Automatic Test Equipment)測試機(jī)，市場占有率非常高。下面主要介紹在J750上開發(fā)S698PM芯片BSD測試程序及注意事項(xiàng)。

　　關(guān)鍵詞：SOC; S698PM; AMBA; ATE; BSD;

　　中圖分類號：TP332 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

　　文章編號：

　　Zhang Zhiguo

　　Zhuhai Orbita Control Engineering Co.,Ltd., Zhuhai 519080, China

　　Abstract: S698PM anti-radiation chip is a type of high performance, high reliability, high integration, low-power multi-core parallel processor SOC chip, J750 is the ATE machine of the industry recognized SOC chip test results; Here mainly introduce development on S698PM chip BSD test program on J750 machine。

　　Key words：SOC; S698PM; AMBA; ATE; BSD;

       1. 概述

　　隨著SOC芯片系統(tǒng)功能越來越復(fù)雜，在一顆芯片中，通常包括有數(shù)字部分、模擬部分以及相關(guān)的存儲器件，甚至有的還有射頻模塊，這不但對ATE測試設(shè)備提出更快、更高的要求，而且還要考慮測試時(shí)間成本，因此通?？蛻魰鬁y試程序前兩項(xiàng)測試項(xiàng)目要能夠快速判斷出SOC芯片90%常見問題的缺陷。經(jīng)過多年SOC測試方法和測試原理摸索，逐漸形成前兩項(xiàng)測試內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是電流功耗測試，另外一個(gè)就是BSD測試項(xiàng)目流程。

　　2. S698PM芯片簡介

　　S698PM芯片是一款抗輻照型的高性能、高可靠、高集成度、低功耗的多核并行處理器SoC芯片; S698PM芯片內(nèi)部集成了豐富的片上外設(shè)，包括常見USB2.0主控器、I2C主控器、以太網(wǎng)控制器等功能模塊; S698PM芯片支持RTEMS、 eCOS、VxWorks、Linux等實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，用戶可方便地實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的高性能多核并行處理設(shè)計(jì)。

　　S698PM芯片采用了TMR技術(shù)對芯片內(nèi)部所有邏輯單元進(jìn)行了三模冗余加固，采用EDAC技術(shù)對內(nèi)部與外部存儲器進(jìn)行了檢錯糾錯加固，因此該芯片的具有很高的抗輻照能力。

　　S698PM是全球第一款量產(chǎn)化的對標(biāo)LEON4內(nèi)核版本的嵌入式SPARC V8多核SOC芯片，其在功能及性能等方面均領(lǐng)先了業(yè)界的同類型產(chǎn)品。S698PM代表了當(dāng)今SPARC嵌入式SOC芯片的最高水平。

　　3. BSD測試項(xiàng)目原理

　　BSD(Boundary-scan Diagnostics)的測試原理主要是利用芯片里JTAG電路進(jìn)行芯片管腳電路檢測是否有功能缺陷的測試方法。因此SOC芯片里的JTAG電路主要具備兩個(gè)功能，并且可通過模式選擇管腳來設(shè)定。一個(gè)功能是通過JTAG電路進(jìn)行軟件配置和調(diào)試SOC芯片內(nèi)核工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)軟件在線調(diào)試功能;另一個(gè)功能就是通過JTAG口灌入掃描控制信號進(jìn)行芯片硬件電路的BSD測試或是MBIST測試。

　　在芯片設(shè)計(jì)階段，當(dāng)插入JTAG電路的同時(shí)，會在芯片的所有管腳接口上插入一個(gè)帶時(shí)鐘的觸發(fā)器，并把該時(shí)鐘信號連接到JTAT_CLK信號上，同時(shí)把觸發(fā)器的輸入端和輸出端按照掃描鏈的串行互聯(lián)方式連接，并把最初的輸入端連接到JTAT_DI端，把最后的輸出端連接到JTAT_DO端，形成一個(gè)閉環(huán)的測試鏈。最后利用工具生成BSD測試程序需要的PATTERN文件，提供給測試機(jī)測試需要。

　　4. 基于J750的BSD測試方法

　　首先，BSD測試需要準(zhǔn)備測試向量文件，該文件是由IC設(shè)計(jì)工程師在插入JTAG電路時(shí)，生成的邊界掃描向量表文件，同時(shí)生成測試機(jī)所需的TimingSet參數(shù)設(shè)置文件，這兩個(gè)文件共同決定了信號的類型及信號隨時(shí)鐘周期的變化。

　　信號的常見類型有RH、RL、NR、ROFF、SBC、SBH、SBL等，一般時(shí)鐘信號的類型為SBL，這樣時(shí)鐘的周期可設(shè)、脈沖寬度可控，方便測試機(jī)控制該關(guān)鍵信號;其他信號類型一般為NR，方便J750測試機(jī)監(jiān)測。

　　第二步驟，利用J750測試軟件Patter Compiler功能模塊，把標(biāo)準(zhǔn)PATTERN文件轉(zhuǎn)化成J750識別的格式文件，如下圖1所示：

　　第三步驟，利用J750的測試程序?qū)牍δ?，將上述兩個(gè)文件導(dǎo)入到程序里，完成測試機(jī)的TimingSet參數(shù)等參數(shù)設(shè)定, 并根據(jù)測試機(jī)特性及S698PM時(shí)序要求可以微調(diào)參數(shù)，如下圖2所示：

　　第四步驟，設(shè)定BSD Function Test功能模塊參數(shù)，調(diào)用BSD測試程序所需的直流和交流參數(shù)，以及PATTERN文件。如下圖3所示：

　　第五步驟，執(zhí)行BSD function Test命令，在測試過程中，如果結(jié)果不滿足要求，可進(jìn)行TimingSet表格中的時(shí)間參數(shù)微調(diào)，測試結(jié)果報(bào)告如下圖4所示：

　　5. 結(jié)束語

　　本文簡要介紹了采用 Teradyne-J750EX 自動測試設(shè)備來測試嵌入式SoC 芯片S698PM 的BSD測試原理及注意事項(xiàng)。從測試效果來看，因BSD測試方法與芯片內(nèi)部電路沒有太大關(guān)系，可以快速判讀出芯片管腳電路是否有缺陷，大大地縮短測試時(shí)間，從而節(jié)省了測試時(shí)間，降低了測試成本，因此該BSD測試方法值得推廣。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 顏軍. SPARC 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)-S698系列處理器實(shí)用教程[M].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2013.

　　[2] JTAG標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE1149.1-1990

　　[3] grip.pdf/grmon-2.0.pdf http://www.gaisler.com

　　[4] J750 Basic Programming Student Manual

　　[5] S698PM芯片用戶手冊