CN108896905A - 一种智能豆浆机ai芯片电路故障自检测方法 - Google Patents

Abstract

一种智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法，包括A.建立智能豆浆机AI芯片电路模型，通过电路信号的交换操作构造多扫描链，并减少不同扫描链之间的相关性；B.通过循环编码设计线性反馈移位寄存器，并作为伪随机向量生成器生成输入给被测电路多扫描链的测试向量；C.在线性反馈移位寄存器的并行输出与多扫描链的并行输入之间加入异或门组成的组合逻辑，提高测试的故障覆盖率；D.通过内建自测试方法测试被测电路，确定难测故障集，从而完成智能豆浆机AI芯片电路故障的检测。该方法具有较好的可植入性，通过内建自检测方法提高测试的故障覆盖率，用户可一键式进行豆浆机设备的芯片级故障自检测，降低对设备售后服务的依赖和生产商的运维成本。

Description

一种智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法

技术领域

本发明属于集成电路设计、数学、物理领域，具体涉及一种智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法。

背景技术

人们越来越注重养生，豆浆成了大多数家庭的早餐必备。由于智能化的生活越来越明显，智能豆浆机也成为了人们的首选。智能豆浆机的多功能设计，满足人们日常生活的不同需求。智能豆浆机中传感器的信号调理转换电路和敏感元件一起集成在同一芯片上，高速度、高集成度的设计使得集成电路出现故障的概率越来越大，一旦豆浆机发生电路故障，需要对集成电路进行故障定位和检测。现有的电路故障检测方法测试时间越来越长，测试向量的位数太多，测试电路复杂，设备成本过高。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智能豆浆机AI芯片电路故障的自检测方法，通过内建检测方法提高测试的故障覆盖率，减少了测试数据的存储容量，缩短测试时间，降低了测试向量的线性依赖性和结构依赖性。

本发明解决其问题所采用的技术方案，包括以下步骤：

一种智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法，所述方法包括以下步骤：

A.建立智能豆浆机AI芯片电路模型，通过电路信号的交换操作构造多扫描链，并减少不同扫描链之间的相关性；

B.通过循环编码设计线性反馈移位寄存器，并作为伪随机向量生成器生成输入给被测电路多扫描链的测试向量；

C.在线性反馈移位寄存器的并行输出与多扫描链的并行输入之间加入异或门组成的组合逻辑，提高测试的故障覆盖率；

D.通过内建自测试方法测试被测电路，确定难测故障集，从而完成智能豆浆机AI芯片电路故障的检测。

进一步，所述步骤A的具体实现方式为：

(1)建立智能豆浆机AI芯片电路模型，电路中有k个并行扫描链C_i(i＝1,2,…,k)，计算电路中两两不同激励信号的相关性：

①若两个激励信号无关联，则将其置于不同扫描链的相同序列时，不影响电路的检测；

②若两个激励信号相关联，则将其置于不同扫描链的相同序列时，信号之间的相关度越高，电路的故障自检测能力越强；

扫描链C₁中的m个触发器为扫描链C₂中的n个触发器为C₁、C₂之间的相关度为：

则多扫描链M中不同扫描链之间的相关度之和为：

其中，i,j∈k，t∈m,n；

(3)若多扫描链上存在不同序列上的两个激励信号满足序列相关度之和大于信号互换序列后新序列的相关度之和，则交换激励信号在扫描链上的位置，并对扫描链上的每一位序列进行判断，从而构造出相关度最小的多扫描链。

进一步的，所述步骤B的具体实现方式为：

(1)构造基于多项式的生成函数：

其中，o_i是线性反馈移位寄存器(LFSR)的输出序列，xⁱ是系数在线性反馈移位寄存器中的位置，x不单独表示任何意义，输出序列：

通过解多项式，LFSR有反馈连接时，生成函数变为：

其中，n是触发器的n个输出，表示异或运算，是寄存器的特征多项式；

(3)LFSR作为伪随机向量生成器把序列输入扫描链中，作为初始输入和触发器的状态，选择适当的初始状态：o_-1＝0,o_-2＝0,…,o_-i＝0，则G₀＝1/F(x)，扫描链长度I与LFSR阶数k满足(1,2^k-1)＝1(即1与2^k-1的公约数只有1)时，LFSR可以向扫描链生成2^k-1个测试向量。

进一步的，所述步骤C的具体实现方式为：

(1)选定k阶LFSR的多项式函数：

其转移矩阵为：

G_k＝TG₀

G_k是LFSR经过k个周期后的状态矢量，LFSR的第i个单元产生的序列o_i的第k位为 是T_i的转置矩阵；

(2)异或门组合逻辑需要输出m个不同的序列，两两序列之间的相位差为c，因此，将序列o_i相移c位：

生成对偶LFSR，将其在初始状态下进行2^k-1个周期的仿真，寻找包含1的个数小于等于4的LFSR状态，首先选取距离仿真初始时间最近的一个满足上述条件的LFSR状态，将仿真时间后移c个周期，然后寻找下一个满足条件的LFSR，直至选出的LFSR状态的个数满足要求，从而提高测试的故障覆盖率。

进一步的，所述步骤D的具体实现方式为：

根据被测电路的具体结构，将电路划分为大小相近的子电路，每个子电路通过不同的内建自测试方法来设置向量生成电路、响应分析电路和控制电路的结构参数以及控制线的连接方式，通过芯片内部集成少量的逻辑电路来检测集成电路，测试时间内只有部分电路被激活，因此降低电路的翻转次数，应用2^k-1个测试向量检测电路，考察故障覆盖率，确定难测故障集，用测试向量集改变故障的逻辑电路，通过多扫描链特定位移实现电路的故障自检测，从而完成智能豆浆机AI芯片电路故障的自检。

本发明的有益效果是：

在集成电路故障自检测难度越来越大的情况下，该方法具有较好的可植入性，通过内建自检测方法提高测试的故障覆盖率，减少了测试数据的存储容量，用户可一键式进行豆浆机设备的芯片级故障自检测，大大降低对设备售后服务的依赖和生产商的售后运维成本。

附图说明

图1为一种智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法的整体流程图；

图2为多扫描链结构图；

图3为线性反馈移位寄存器生成测试向量流程图；

图4为加入异或门组合逻辑结构图。

具体实施方式

参照图1，本发明所述的方法包括以下步骤：

A.建立智能豆浆机AI芯片电路模型，通过电路信号的交换操作构造多扫描链，并减少不同扫描链之间的相关性；

(1)建立智能豆浆机AI芯片电路模型(如图2)，电路中有k个并行扫描链C_i(i＝1,2,…,k)，计算电路中两两不同激励信号的相关性：

①若两个激励信号无关联，则将其置于不同扫描链的相同序列时，不影响电路的检测；

②若两个激励信号相关联，则将其置于不同扫描链的相同序列时，信号之间的相关度越高，电路的故障自检测能力越强。

扫描链C₁中的m个触发器为扫描链C₂中的n个触发器为C₁、C₂之间的相关度为：

则多扫描链M中不同扫描链之间的相关度之和为：

其中，i,j∈k，t∈m,n。

(2)若多扫描链上存在不同序列上的两个激励信号满足序列相关度之和大于信号互换序列后新序列的相关度之和，则交换激励信号在扫描链上的位置，并对扫描链上的每一位序列进行判断，从而构造出相关度最小的多扫描链。

B.通过循环编码设计线性反馈移位寄存器，并作为伪随机向量生成器生成输入给被测电路多扫描链的测试向量(如图3)；

(1)构造基于多项式的生成函数：

其中，o_i是线性反馈移位寄存器(LFSR)的输出序列，xⁱ是系数在线性反馈移位寄存器中的位置，x不单独表示任何意义。输出序列：

通过解多项式，LFSR有反馈连接时，生成函数变为：

其中，n是触发器的n个输出，表示异或运算，是寄存器的特征多项式。

(2)LFSR作为伪随机向量生成器把序列输入扫描链中，作为初始输入和触发器的状态。选择适当的初始状态：o_-1＝0,o_-2＝0,…,o_-i＝0，则G₀＝1/F(x)。扫描链长度I与LFSR阶数k满足(l,2^k-1)＝1(即l与2^k-1的公约数只有1)时，LFSR可以向扫描链生成2^k-1个测试向量。

C.在线性反馈移位寄存器的并行输出与多扫描链的并行输入之间加入异或门组成的组合逻辑(如图4)，提高测试的故障覆盖率；

(1)选定k阶LFSR的多项式函数：

其转移矩阵为：

G_k＝TG₀

G_k是LFSR经过k个周期后的状态矢量，LFSR的第i个单元产生的序列o_i的第k位为 是T_i的转置矩阵。

(2)异或门组合逻辑需要输出m个不同的序列，两两序列之间的相位差为c，因此，将序列o_i相移c位：

生成对偶LFSR，将其在初始状态下进行2^k-1个周期的仿真，寻找包含1的个数小于等于4的LFSR状态。首先选取距离仿真初始时间最近的一个满足上述条件的LFSR状态，将仿真时间后移c个周期，然后寻找下一个满足条件的LFSR，直至选出的LFSR状态的个数满足要求。从而提高测试的故障覆盖率。

D.通过内建自测试方法测试被测电路，确定难测故障集，从而完成智能豆浆机AI芯片电路故障的自检。

根据被测电路的具体结构，将电路划分为大小相近的子电路，每个子电路通过不同的内建自测试方法来设置向量生成电路、响应分析电路和控制电路的结构参数以及控制线的连接方式，通过芯片内部集成少量的逻辑电路来检测集成电路。测试时间内只有部分电路被激活，因此降低电路的翻转次数。应用2^k-1个测试向量检测电路，考察故障覆盖率，确定难测故障集，用测试向量集改变故障的逻辑电路，通过多扫描链特定位移实现电路的故障自检测，从而完成智能豆浆机AI芯片电路故障的自检。

综上所述，便完成了本发明所述的一种智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法。该方法具有较好的可植入性，通过内建自检测方法提高测试的故障覆盖率，减少了测试数据的存储容量，用户可随时进行豆浆机设备的芯片级故障自检测，大大降低对设备售后服务的依赖和生产商的售后运维成本。

Claims (5)

1.一种智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

A.建立智能豆浆机AI芯片电路模型，通过电路信号的交换操作构造多扫描链，并减少不同扫描链之间的相关性；

B.通过循环编码设计线性反馈移位寄存器，并作为伪随机向量生成器生成输入给被测电路多扫描链的测试向量；

C.在线性反馈移位寄存器的并行输出与多扫描链的并行输入之间加入异或门组成的组合逻辑，提高测试的故障覆盖率；

D.通过内建自测试方法测试被测电路，确定难测故障集，从而完成智能豆浆机AI芯片电路故障的检测。

2.如权利要求1所述的智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法，其特征在于：所述步骤A的具体实现方式为：

(1)建立智能豆浆机AI芯片电路模型，电路中有k个并行扫描链C_i(i＝1，2，...，k)，计算电路中两两不同激励信号的相关性：

①若两个激励信号无关联，则将其置于不同扫描链的相同序列时，不影响电路的检测；

②若两个激励信号相关联，则将其置于不同扫描链的相同序列时，信号之间的相关度越高，电路的故障自检测能力越强；

扫描链C₁中的m个触发器为扫描链C₂中的n个触发器为C₁、C₂之间的相关度为：

则多扫描链M中不同扫描链之间的相关度之和为：

其中，i，j∈k，t∈m，n；

(2)若多扫描链上存在不同序列上的两个激励信号满足序列相关度之和大于信号互换序列后新序列的相关度之和，则交换激励信号在扫描链上的位置，并对扫描链上的每一位序列进行判断，从而构造出相关度最小的多扫描链。

3.如权利要求2所述的智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法，其特征在于：所述步骤B的具体实现方式为：

(1)构造基于多项式的生成函数：

其中，o_i是线性反馈移位寄存器(LFSR)的输出序列，xⁱ是系数在线性反馈移位寄存器中的位置，x不单独表示任何意义，输出序列：

通过解多项式，LFSR有反馈连接时，生成函数变为：

其中，n是触发器的n个输出，表示异或运算，是寄存器的特征多项式；

(2)LFSR作为伪随机向量生成器把序列输入扫描链中，作为初始输入和触发器的状态，选择适当的初始状态：o_-1＝0，o_-2＝0，...，o_-i＝0，则G₀＝1/F(x)，扫描链长度l与LFSR阶数k满足(l，2^k-1)＝1(即l与2^k-1的公约数只有1)时，LFSR可以向扫描链生成2^k-1个测试向量。

4.如权利要求3所述的智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法，其特征在于：所述步骤C的具体实现方式为：

(1)选定k阶LFSR的多项式函数：

其转移矩阵为：

G_k是LFSR经过k个周期后的状态矢量，LFSR的第i个单元产生的序列o_i的第k位为 是T_i的转置矩阵；

(2)异或门组合逻辑需要输出m个不同的序列，两两序列之间的相位差为c，因此，将序列o_i相移c位：

生成对偶LFSR，将其在初始状态下进行2^k-1个周期的仿真，寻找包含1的个数小于等于4的LFSR状态，首先选取距离仿真初始时间最近的一个满足上述条件的LFSR状态，将仿真时间后移c个周期，然后寻找下一个满足条件的LFSR，直至选出的LFSR状态的个数满足要求，从而提高测试的故障覆盖率。

5.如权利要求4所述的智能豆浆机AI芯片电路故障自检测方法，其特征在于：所述步骤D的具体实现方式为：

根据被测电路的具体结构，将电路划分为大小相近的子电路，每个子电路通过不同的内建自测试方法来设置向量生成电路、响应分析电路和控制电路的结构参数以及控制线的连接方式，通过芯片内部集成少量的逻辑电路来检测集成电路，测试时间内只有部分电路被激活，因此降低电路的翻转次数，应用2^k-1个测试向量检测电路，考察故障覆盖率，确定难测故障集，用测试向量集改变故障的逻辑电路，通过多扫描链特定位移实现电路的故障自检测，从而完成智能豆浆机AI芯片电路故障的自检。