一種非邊界掃描器件的描述方法
2023-04-30 01:27:56 6
專利名稱：一種非邊界掃描器件的描述方法
技術領域：
本發明涉及一種非邊界掃描器件的描述方法，屬於集成電路板級生產測試領域。
背景技術：
隨著集成電路的發展進入超大規模集成電路時代，電路板的高度複雜性以及多層印製板、表面封裝(SMT)、球柵陣列(BGA)、圓片規模集成(WSI)和多晶片模塊(MCM)技術在電路系統中的運用，使得電路節點的物理可訪問性正逐步削弱以至於消失，電路和系統的可測試性急劇下降。由於電路板的集成度越來越大，可供測試的結點間距越來越小，有的甚至完全成為隱性結點，在這種情況下，如果只採用探針、針床等傳統測試設備進行器件故障測試就存在很多弊端，甚至無法進行有效測試。首先是器件引腳間距越來越小，探針伸上去比較困難，如果一定要將探針伸上去還有可能損傷器件本身；其次有的器件引腳已經成為隱性結點，根本就無法使用探針，比如BGA封裝的晶片和MCM器件等。這不但使測試成本在電路和系統總開銷中所佔的比例不斷上升，測試周期加長，而且仍然有很多不可測的情況存在，因此，常規測試方法正面臨著日趨嚴重的測試困難。針對這種情況，電子測試的研究方向也從接觸式測試、測試針床、測試分析儀器等傳統測試方法發展到了研究在電子系統甚至晶片設計時就考慮系統測試問題的新興設計方法一 DFT，通過它來解決現代系統的測試問題。作為可測性設計的結構化設計方法，主要有以下幾種掃描通路法、級敏掃描化、隨機存取掃描化、掃描置入化、自測試與內建自測試、邊界掃描BS(Boundary Scan)等。邊界掃描BS (Boundary kan)概念的提出，是為了解決超大規模集成VLSI的測試問題。1985 年，由 Philips、Siemens 等公司成立的 JETAG(Joint European Test Action Group)提出了邊界掃描技術，它通過存在於器件輸入輸出管腳與內核電路之間的邊界掃描單元BSC對器件及其外圍電路進行測試，從而提高了器件的可控性和可觀察性，解決了現代電子技術發展帶來的上述測試問題，可以較方便地完成由現代器件組裝的電路板的測試ο帶邊界掃描結構的晶片和不帶邊界掃描結構的晶片相比較，主要是多了 5個測試存取通道TAP(Test Access Port)引腳測試時鐘輸入TCK (Test ClocK input)、測試數據輸入TDI (Test Data Input)、測試數據輸出TDO (Test Data Output)、測試模式輸入 TMS(Test Mode Select input)和測試重置TRST(Test ReSeT)，同時多了一個測試存取通道TAP控制器、一個指令寄存器和一組數據寄存器，數據寄存器又包括邊界掃描單元寄存器、旁路(BYPASS)寄存器，還可能包括器件代碼(IDCODE)寄存器、用戶代碼(USERC0DE)寄存器或其餘用戶自定義寄存器。隨著超大規模集成電路的應用，以邊界掃描器件為基礎的自動化測試技術日益發展，並逐漸成為主流的測試技術。該技術對純邊界掃描器件組成的電路板測試已無大礙， 邊界掃描器件的描述方法已經由IEEE 1149. UPIEEE 1149. 6規範了相應方法。目前，邊界掃描器件越來越多，但是非邊界掃描器件也仍然大量存在；而且在複雜電路設計中，VLSI和ASIC(專用集成電路)雖然能夠完成電路的許多功能，但並不是所有的邏輯功能都可以集成，相當多的功能仍需要採用分離器件或通用集成電路實現，而它們很少支持邊界掃描。 圖1就是現有技術中一種典型的由邊界掃描器件1和非邊界掃描器件2組裝的混合技術電路板。然而，對這種由非邊界掃描器件和邊界掃描器件組成的電路板的測試，仍需要解決計算機能理解的非邊界掃描器件描述的問題。現有對非掃描器件的描述有IBISanput/Output Buffer Informational Specification)模型和簇(Cluster)模型。IBIS模型是一種基於V/I (電壓/電流)曲線的對I/O BUFFER快速準確建模的方法，是反映晶片驅動和接收電氣特性的一種國際標準，提供一種標準的文件格式來記錄如驅動源輸出阻抗、上升/下降時間及輸入負載等參數，非常適合做振蕩和串擾等高頻效應的計算與仿真，但是，對針對電路板測試時所需的邏輯表達描述較弱。簇模型是美國Asset公司開發的描述非掃描器件的一種語言，它能完成對簡單邏輯的描述，如排阻，與門，非門的描述，但是，難以完成對複雜邏輯的描述。所以，有必要提出一種新型的非邊界掃描器件的描述方法以解決上述技術問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種描述簡單且易於識別的非邊界掃描器件的描述方法。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案一種非邊界掃描器件的描述方法，該描述方法將非邊界掃描器件的描述拆分為頭部分、申明部分及主體部分，其中，所述頭部分的描述格式包括關鍵字、數字或者字符串、以及結尾符號；所述申明部分包括對管腳的描述、對信號的描述及對連線的描述，其中，所述管腳用以描述非邊界掃描器件的封裝，所述管腳的描述格式包括關鍵字、管腳名列表以及結尾符號；所述信號用以描述非邊界掃描器件的邏輯信號與管腳的關係；所述連線的描述格式包括關鍵字、連線名列表以及結尾符號；所述主體部分包括邏輯表達，該邏輯表達的描述格式包括左表達式、操作符以及右表達式。作為本發明的進一步改進，所述頭部分包括對非邊界掃描器件的版本的描述，其中所述關鍵字為VERSION，數字是版本號，結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，所述頭部分包括對非邊界掃描器件的製造商的描述， 其中所述關鍵字為MANUFACTURER，字符串是製造商名稱，結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，所述頭部分包括對非邊界掃描器件的器件號的描述， 其中所述關鍵字為DEVICEID，數字是器件號，結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，所述頭部分包括對非邊界掃描器件的器件信息的描述，其中所述關鍵字為DESCRIPTION，字符串是器件描述內容，結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，所述頭部分包括對非邊界掃描器件的器件名的描述， 其中所述關鍵字為ENTITY，字符串是器件名，結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，所述頭部分包括對非邊界掃描器件的封裝的描述，其中所述關鍵字為PACKAGE，字符串是封裝名，結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，所述管腳名包括輸入、輸出、雙向、接地及電源，其中，輸入的關鍵字為INPUT、輸出的關鍵字為OUTPUT、雙向的關鍵字為IN0UT、接地的關鍵字為 GROUND、電源的關鍵字為POWER ；在對管腳的描述中，所述關鍵字為INPUT、OUTPUT、INOUT, GROUND、POWER其中之一，所述結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，對信號的描述包括信號申明和信號定義兩部分，其中， 信號申明的描述格式為關鍵字、信號名列表以及結尾符號，該關鍵字為PORT，信號名列表為信號名的集合，以空格或換行分隔；所述信號定義的描述格式為信號名、{管腳名列表}、結尾符號。作為本發明的進一步改進，對連線的描述中，所述關鍵字為WIRE，連線名列表是連線名的集合，結尾符號為分號。作為本發明的進一步改進，所述左表達式為輸出或雙向的管腳名或信號名或連線名，所述右表達式為輸出或雙向的管腳名或信號名或連線名，所述操作符包括L、R、C、INV、 AND、OR、BUF, FLOP、LATCH。作為本發明的進一步改進，所述操作符包括用戶自定義的操作函數，操作函數的描述格式為關鍵字、操作函數名、{函數參數列表}、{函數執行體}，其中關鍵字為SUB，操作函數名的正則表達式為[_a-zA-Z] W-9_a-zA-Z]*的標誌名，函數參數列表為跟管腳一樣的列表，以小擴號包圍，函數執行體以大擴號包圍。相較於現有技術，本發明非邊界掃描器件的描述方法將非邊界掃描器件的描述拆分為頭部分、申明部分及主體部分，描述簡單，容易被計算機識別和理解；另外，按照本發明非邊界掃描器件的描述方法可以通過對操作符進行各種排列組合，進而實現對複雜邏輯的描述。
圖1是現有技術中由非邊界掃描器件和邊界掃描器件共同組成的電路板的示意圖。圖2是本發明非邊界掃描器件的描述方法的結構圖。圖3是本發明非邊界掃描器件的描述方法中採用的關鍵字操作符所表示的電路。
具體實施例方式請參圖1所示，本發明揭示了一種非邊界掃描器件的描述方法，其將非邊界掃描器件的描述拆分為頭部分、申明部分及主體部分。以下分別對這三部分進行詳細闡述
頭部分
所述頭部分的描述格式包括關鍵字、數字或者字符串、以及結尾符號。所述頭部分包括對非邊界掃描器件的版本的描述、對非邊界掃描器件的製造商的描述、對非邊界掃描器件的器件號的描述、對非邊界掃描器件的器件信息的描述、對非邊界掃描器件的器件名的描述、及對非邊界掃描器件的封裝的描述。1.版本
描述格式VERSI0N數字結尾符號
說明VERSI0N為關鍵字，數字是版本號，結尾符號為分號。2.製造商描述格式MANUFACTURER字符串結尾符號
說明MANUFACTURER為關鍵字，字符串是製造商名稱，結尾符號為分號。3.器件號
描述格式DEVICEID數字結尾符號
說明DEVICEID為關鍵字，數字是器件號，結尾符號為分號。4.器件描述
描述格式DESCRIPTION字符串結尾符號
說明DESCRIPTION為關鍵字，字符串是器件描述內容，結尾符號為分號。5.器件名
描述格式=ENTITY字符串結尾符號
說明=ENTITY為關鍵字，字符串是器件名，結尾符號為分號。6.封裝
描述格式PACKAGE字符串結尾符號
說明PACKAGE為關鍵字，字符串是封裝名，結尾符號為分號。申明部分
所述申明部分包括對管腳的描述、對信號的描述及對連線的描述。所述管腳用以描述非邊界掃描器件的封裝，所述管腳的描述格式包括關鍵字、管腳名列表以及結尾符號。所述信號用以描述非邊界掃描器件的邏輯信號與管腳的關係。所述連線的描述格式包括關鍵字、連線名列表以及結尾符號。7.管腳
描述非邊界掃描器件的特定封裝的管腳，管腳名主要有以下5類，格式都一樣。7. 1.輸入關鍵字為INPUT ； 7. 2.輸出關鍵字為OUTPUT ； 7.3.雙向關鍵字為INOUT ；
7. 4.接地關鍵字為GROUND ；
7. 5.電源關鍵字為POWER ；
描述格式關鍵字管腳名列表結尾符號
說明關鍵字為7.1 7. 5中的關鍵字之一；管腳名列表為封裝的管腳名的集合，以空格或換行分隔；結尾符號為分號。在本實施方式中，所述管腳名的正則表達式為 a-zA-Z]+的標誌名，且不能重複。8.信號
對信號的描述包括信號申明和信號定義兩部分，其中，信號申明的描述格式為關鍵字、信號名列表以及結尾符號；所述信號定義的描述格式為信號名、{管腳名列表}、結尾符號。8.1信號申明
描述格式P0RT信號名列表結尾符號
說明P0RT為關鍵字；信號名列表為信號名的集合，以空格或換行分隔；結尾符號為分號。信號名的正則表達式為[_a-zA_Z]
* 或[_a_zA_Z]
* \ [
+\]的標誌名，且中括號前部分不能重複，中擴號內的數字代表位寬，省略中擴號位寬為1。
8. 2信號定義
描述格式信號名{管腳名列表}結尾符號
說明信號名如第8. 1小節定義；管腳名列表如第7節定義，管腳名列表外層被大擴號包圍；結尾符號為分號。9.連線
描述格式WIRE連線名列表結尾符號
說明WIRE為關鍵字；連線名列表是連線名的集合，以空格或換行分隔；結尾符號為分號。連線名的正則表達式為[_a-zA_Z]
* 或[_a_zA_Z]
* \ [
+\]的標誌名，且中括號前部分不能重複，中擴號內的數字代表位寬，省略中擴號位寬為1。主體部分
所述主體部分包括邏輯表達及操作函數，其中，邏輯表達的描述格式包括左表達式、 操作符以及右表達式。10.邏輯表達
描述格式左表達式操作符右表達式
說明左表達式為輸出或雙向的管腳名或信號名或連線名；操作符為L、R、C、INV、AND、 0R、BUF、FL0P、LATCH(請參圖3所示)之一、或者第11節描述的用戶自定義的操作函數名； 右表達式為輸入或雙向的管腳名或信號名或連線名。其中，左、右表達式可以出現三類情況[_a-zA-Z] W_9_a-zA-Z]*或[_a-zA_Z]
* \ [
+\]或
* \ [
+
+\]，其中，不含中擴號代表全部位；含中擴號但沒有冒號代表可選的1位；含中擴號且有冒號代表可選的連續幾位，並且要求冒號前的數字要比冒號後的數字大。所有中擴號中的數字均不超過其申明的位寬。11.操作函數
描述格式SUB操作函數名{函數參數列表} {函數執行體} 說明SUB為關鍵字；操作函數名的正則表達式為[_a-zA-Z]
*的標誌名；函數參數列表為跟管腳一樣的列表，以小擴號包圍；函數執行體為第7節、第8節、第9 節和第10節的描述組合，以大擴號包圍。在本實施方式中，操作函數不支持遞歸，否則引起電路無限增大；所有的操作函數參數都是1位，當操作函數實際應用的時候根據參數擴展位寬。綜上所述，本發明非邊界掃描器件的描述方法將非邊界掃描器件的描述拆分為頭部分、申明部分及主體部分，得到如下關鍵字列表
頭部分(6個關鍵字)
VERSION, MANUFACTURER, DEVICEID, DESCRIPTION, ENTITY, PACKAGE 申明部分(7個關鍵字)
INPUT, OUTPUT, INOUT, GROUND, POWER, PORT, WIRE 主體部分(10個關鍵字)
L, R, C, INV, AND, OR, BUF, FLOP, LATCH, SUB
本發明將非邊界掃描器件的描述拆分為頭部分、申明部分及主體部分，描述簡單，容易被計算機識別和理解；將非邊界掃描器件的描述進行拆解只採用了 23個關鍵字，語法簡潔；用戶可自定義操作函數，擴展性好，人機互動能力強。相較於現有模型描述的方法，本發明非邊界掃描器件的描述方法，一方面能夠方便用戶建立模型，且計算機能自動檢查本發明的描述語法；另一方面，計算機能自動識別本發明描述的非邊界掃描器件的行為，便於實現電路板的自動化測試和故障定位。另外，按照本發明非邊界掃描器件的描述方法可以通過對操作符進行各種排列組合而完成複雜邏輯的描述。總之，本發明通過對現有非邊界掃描器件進行歸類，對其邏輯行為進行硬體描述語言的規範，實現方法簡單，提高了集成電路板測試向量的生成速度和電路板的測試速度， 並能顯著提高集成電路板測試質量。綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，不應以此限制本發明的範圍，即凡是依本發明權利要求書及發明說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
權利要求
1.一種非邊界掃描器件的描述方法，其特徵在於該描述方法將非邊界掃描器件的描述拆分為頭部分、申明部分及主體部分，其中，所述頭部分的描述格式包括關鍵字、數字或者字符串、以及結尾符號；所述申明部分包括對管腳的描述、對信號的描述及對連線的描述，其中，所述管腳用以描述非邊界掃描器件的封裝，所述管腳的描述格式包括關鍵字、管腳名列表以及結尾符號；所述信號用以描述非邊界掃描器件的邏輯信號與管腳的關係；所述連線的描述格式包括關鍵字、連線名列表以及結尾符號；所述主體部分包括邏輯表達， 該邏輯表達的描述格式包括左表達式、操作符以及右表達式。
2.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述頭部分包括對非邊界掃描器件的版本的描述，其中所述關鍵字為VERSION，數字是版本號，結尾符號為分號。
3.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述頭部分包括對非邊界掃描器件的製造商的描述，其中所述關鍵字為MANUFACTURER，字符串是製造商名稱，結尾符號為分號。
4.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述頭部分包括對非邊界掃描器件的器件號的描述，其中所述關鍵字為DEVICEID，數字是器件號，結尾符號為分號。
5.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述頭部分包括對非邊界掃描器件的器件信息的描述，其中所述關鍵字為DESCRIPTION，字符串是器件描述內容，結尾符號為分號。
6.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述頭部分包括對非邊界掃描器件的器件名的描述，其中所述關鍵字為ENTITY，字符串是器件名，結尾符號為分號。
7.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述頭部分包括對非邊界掃描器件的封裝的描述，其中所述關鍵字為PACKAGE，字符串是封裝名，結尾符號為分號。
8.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述管腳名包括輸入、輸出、雙向、接地及電源，其中，輸入的關鍵字為INPUT、輸出的關鍵字為OUTPUT、雙向的關鍵字為INOUT、 接地的關鍵字為GROUND、電源的關鍵字為POWER ；在對管腳的描述中，所述關鍵字為INPUT、 OUTPUT、INOUT, GROUND、POWER其中之一，所述結尾符號為分號。
9.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於對信號的描述包括信號申明和信號定義兩部分，其中，信號申明的描述格式為關鍵字、信號名列表以及結尾符號，該關鍵字為 PORT，信號名列表為信號名的集合，以空格或換行分隔；所述信號定義的描述格式為信號名、{管腳名列表}、結尾符號。
10.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於對連線的描述中，所述關鍵字為WIRE， 連線名列表是連線名的集合，結尾符號為分號。
11.如權利要求8所述的描述方法，其特徵在於所述左表達式為輸出或雙向的管腳名或信號名或連線名，所述右表達式為輸出或雙向的管腳名或信號名或連線名，所述操作符包括 L、R、C、INV, AND、OR、BUF, FLOP、LATCH。
12.如權利要求1所述的描述方法，其特徵在於所述操作符包括用戶自定義的操作函數，操作函數的描述格式為關鍵字、操作函數名、{函數參數列表}、{函數執行體}，其中關鍵字為SUB，操作函數名的正則表達式為[_a-zA-Z] W-9_a-zA-Z]*的標誌名，函數參數列表為跟管腳一樣的列表，以小擴號包圍，函數執行體以大擴號包圍。
全文摘要
本發明揭示了一種非邊界掃描器件的描述方法，其將非邊界掃描器件的描述拆分為頭部分、申明部分及主體部分，其中，所述頭部分的描述格式包括關鍵字、數字或者字符串、以及結尾符號；所述申明部分包括對管腳的描述、對信號的描述及對連線的描述，所述管腳用以描述非邊界掃描器件的封裝，所述信號用以描述非邊界掃描器件的邏輯信號與管腳的關係；所述主體部分的描述格式包括左表達式、操作符以及右表達式。本發明的有益效果是通過將非邊界掃描器件的描述拆分為三部分，描述簡單，容易被計算機識別和理解；另外，通過對操作符進行各種排列組合，可以實現對複雜邏輯的描述。
文檔編號G01R31/28GK102540048SQ20101058716
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者胡國興 申請人:蘇州工業園區譜芯科技有限公司