CN215768888U - 一种扫描测试交换网络 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扫描测试交换网络，该扫描测试交换网络包括：I/O输入单元，用于提供对待测试模块的扫描测试通道进行测试的输入数据；配置单元，用于控制I/O输入单元的端口输入/输出状态，并生成配置信号；扫描交换网络，由多个交换单元组成，用于根据配置信号确定输入数据在交换单元之间的映射交换路径，以将I/O输入单元与扫描测试通道进行选通；I/O输出单元，用于接收所述扫描测试通道的测试结果数据。本实用新型的技术方案能够在测试后期根据实际需求进行模式划分，方便灵活地配置实现路由选通，提高了扫描测试效率，降低设计成本。

Description

一种扫描测试交换网络

技术领域

本实用新型涉及半导体数字集成电路设计和测试领域，尤其涉及一种扫描测试交换网络。

背景技术

随着大规模数字芯片的快速发展，可测性设计(DFT)在大规模数字芯片设计和测试中越来越重要。伴随着芯片规模的不断增长，在扫描测试(SCAN)中，扫描测试通道的数量越来越多，所需要的外部端口数目也越来越多。由于外部端口的数量是有限的，每个测试模块需要的端口数量不能超过可用的外部端口数量。因而需要划分成多次测试，每一次测试不同的模块。为解决外部端口数量有限的问题，目前常用的方法是采用复用器(MUX)进行端口复用，每个测试模式下，将模块扫描测试通道和外部端口的映射建立固定的对应关系。然而上述MUX复用方法缺少灵活性。如果前期设计不合理，缺少对应的测试模式，则当后期在需要将某些模块进行测试时，就无法进行测试。或者如果端口划分不合理，还需要重新进行划分，需要重新修改设计结构，会严重影响设计测试的进度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种扫描测试交换网络，不需要前期预划分，直接在后期根据测试需求进行划分，同时保证外部端口和扫描测试通道的自由选通。

本实用新型提供的扫描测试交换网络，包括：

I/O输入单元，用于提供输入数据，所述输入数据用于对待测试模块的扫描测试通道进行测试；

配置单元，用于控制I/O输入单元的端口输入/输出状态，并为扫描交换网络生成配置信号；以及

扫描交换网络，由多个交换单元组成，用于根据所述配置信号确定所述输入数据在所述多个交换单元之间的映射交换路径，以将所述I/O输入单元与待测试模块的扫描测试通道进行选通；

I/O输出单元，用于接收所述扫描测试通道的测试结果数据。

优选地，所述多个交换单元按照预定义拓扑关系组成多级互联网络。

优选地，所述配置单元与所述扫描交换网络中的多个交换单元相连接，所述多个交换单元接收所述配置信号，以确定所述输入数据在多个交换单元之间的映射交换路径。

优选地，所述多级互联网络是无阻塞交换网络。

优选地，所述扫描交换网络设置在所述I/O输出单元和所述待测试模块的扫描输出通道之间。

优选地，所述扫描交换网络包括第一扫描交换网络和第二扫描交换网络；

所述第一扫描交换网络用于将所述I/O输入单元与所述待测试模块的扫描输入通道进行选通；

所述第二扫描交换网络用于将所述待测试模块的扫描输出通道与所述I/O输出单元进行选通。

优选地，所述扫描测试交换网络进一步包括复用器，并且所述配置单元向所述复用器输出选通信号，以使所述复用器将所接收的待测试模块的测试结果选通输出到指定的输出端口。

优选地，所述多个交换单元之间的连接关系由预定义的连接函数控制。

优选地，所述输入数据从外部由用户或上位机进行输入，用于指定需要测试的一个或多个待测试模块。

优选地，每个待测试模块与多个扫描测试通道相关联，所述输入数据进一步用于指定需要测试的待测试模块中的扫描测试通道编号。

可以看出，本实用新型的可自由选通的扫描测试交换网络，在后期可以任意指定I/O端口和扫描测试通道，即可通过配置来实现路由选通，方便灵活，满足不同的测试需求，同时测试模式和管脚分配的关系不需要在设计初期确定，降低设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为根据本实用新型所述的扫描测试交换网络结构示意图。

图2为根据本实用新型所述的扫描交换单元内部结构示意图。

图3为根据本实用新型所述的扩展的扫描测试交换网络结构示意图。

图4为根据本实用新型所述的基于图1的扫描测试交换网络结构进行扫描测试的方法流程图。

图5为根据本实用新型所述的基于图3的扫描测试交换网络结构进行扫描测试的方法流程图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，为了更加清楚说明本实用新型，在以下的具体实施例中描述了众多技术细节，本领域技术人员应当理解，没有其中的某些细节，本实用新型同样可以实施。另外，为了凸显本实用新型的发明主旨，涉及的一些本领域技术人员所熟知的方法、手段、零部件及其应用等未作详细描述，但是，这并不影响本实用新型的实施。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

发明人在长期研究中发现，扫描测试交换网络可借鉴通信领域中的多级互联网络(MIN，multistage interconnection network)的组网思路。多级互联网络由大量的基本交换单元按照特定的拓扑结构相互连接而成，通过在交换网络中建立通道，可以实现信元交换。多种多级互联网络可以实现从输入端到输出端的自由选通，可以通过具体的寻径路由算法，根据全通道排序的要求，实时改变各级节点开关的状态。有鉴于此，通过外部端口和测试通道的自由选通，指定外部I/O端口和需要测试的扫描测试通道(scan_channel)，也可以得到相应的映射交换路径，同样能够满足扫描测试交换网络的需求，而不需要前期的模式划分。基于此，本实用新型提出了一种基于多级互联网络结构的硬件可实现的扫描测试交换网络。

本实用新型提出的扫描测试交换网络通过构建扫描交换单元，搭建基于多级互联网络的扫描测试交换网络，根据外部I/O端口和待测试的扫描通道在扫描测试交换网络的位置，通过网络路由算法得到扫描测试交换网络的配置数据。当进行扫描测试时，通过对扫描测试交换网络进行相应的配置，便可以实现该测试模式的自由路由选通。

实施例一

本实用新型提供的用于扫描测试输入通道自由选通的扫描测试交换网络结构如图1所示，包括I/O单元、配置单元(CONFIG)、扫描交换网络(MAPPING)。I/O单元进一步包括I/O输入单元和I/O输出单元。所述I/O输入单元的输出端与扫描交换网络通过数据总线相连接，所述配置单元的输出端与扫描交换网络相连接。所述I/O输出单元用于接收所述扫描测试通道的测试结果数据。

所述扫描交换网络的输出端与待测试的多条扫描输入通道模块module_1～module_n相连接(本文简称待测试模块)。待测试的扫描输入通道模块可以是芯片的功能模块。

所述I/O输入单元用于提供扫描测试通道的输入数据(channel_in[n-1:0])，输入数据用于对待测试扫描输入通道模块中的扫描测试通道进行测试。具体地，所述输入数据可从外部由用户或上位机进行输入，可用于指定需要测试的一个或多个模块module_1～module_n。当用户需要对module_x即第x个通道channel_x进行测试时，可以将以下命令作为输入数据：

CHANNELTEST x testdata。

testdata可为用于扫描测试通道的实际测试数据，x为扫描测试通道编号。本领域技术人员应当理解，上述命令仅用于示例目的，并非旨在限定本实用新型的命令格式。

为便于说明本实用新型的原理，图1所示的每个待测试模块分别对应一个扫描测试通道。本领域技术人员应当理解，每个待测试模块可以分别对应多个扫描测试通道。

所述配置单元(CONFIG)用于控制I/O单元的I/O的端口输入/输出状态，并为扫描交换网络生成配置信号(swap[m:0])，m为配置信号的数量。扫描交换网络根据配置信号确定输入数据在所述多个交换单元之间的映射交换路径，以将I/O输入单元与待测试模块的扫描测试通道进行选通。也就是说，扫描交换网络利用配置信号来确定数据信号在交换网络中是怎样一步步映射的，即确定最终的数据通路。具体地，如图1所示，配置单元与多个交换单元相连接，以使多个交换单元均可接收所述配置信号。

所述扫描交换网络(MAPPING)是一个由多个交换单元按照一定的拓扑关系组成的无阻塞、可自由选通的多级互联网络MIN。图1的示例展示的多级互联网络是一个benes网络。

每个交换单元的内部结构如图2所示。配置信号为swap，输入为i_0、i_1，输出为o_0、o_1。配置信号可以控制交换单元是平行连接关系还是交叉连接关系。不同交换单元之间的连接关系由连接函数控制。根据连接函数可以确定整个扫描交换网络的结构形式即拓扑关系。

再次参见图1，所述benes网络的两侧分别设置N/2个2×2交换单元，中间为两个N/2×N/2的benes子网络，每个交换单元以一条链路连到每个子网络；再将中间子网络按上述方法继续分解，直到中间子网络都分解成2×2交换单元为止，N为表示benes网络规模的参数。任意一对输入端和输出端之间存在着2n-1条不同的通路，可避免阻塞的发生。

通过该扫描交换网络，所述I/O输入单元可以连接到待测试模块的扫描测试通道(channel_mapping_in)，通过channel_mapping_in连接多条扫描输入通道模块module_1～module_n，n表示待测试的扫描输入通道模块的总数量。由于该扫描交换网络是一个benes网络，因而可以自由选通。当指定任意的I/O端口和扫描输入通道时，都存在至少一条选通路径。这样就可以根据需要任意对不同的待测试模块进行联合测试。

实施例二

在扩展的实施例中，待测试模块的扫描测试通道包括扫描输入通道(channel_mapping_in)和扫描输出通道(channel_mapping_out)。上述扫描测试交换网络除在I/O端口和扫描输入通道之间设置交换网络之外，同时在扫描输出通道和I/O端口之间也设置交换网络。并且，扫描交换网络的数量可以是一个或多个。当扫描通道的数量较多，而I/O端口的数量不足的情况下，也可以设置多个扫描交换网络。图3示出了扫描输入通道和扫描输出通道对应的扫描交换网络MAPPING均为自由无阻塞多级互联网络示意图。在图1的基础上，增加了扫描输出通道和I/O端口之间的交换网络。因此与图1相同的部件将不再赘述。

参见图3，扫描测试交换网络中可设置有多个扫描交换网络MAPPING，根据其功能可分为第一扫描交换网络MAPPING_IN*和第二扫描交换网络MAPPING_OUT*。第一扫描交换网络MAPPING_IN*将I/O输入单元与扫描输入通道相连接，第二扫描交换网络MAPPING_OUT*将扫描输出通道与I/O输出单元相连接。module_1～module_i的扫描输入通道模块通过第一扫描交换网络MAPPING_IN*中的MIN_1和I/O输入单元连接，扫描输出通道通过第二扫描交换网络MAPPING_OUT*中的MIN_2和I/O输出单元连接。在一个实施例中，第一扫描交换网络MAPPING_IN*和第二扫描交换网络MAPPING_OUT*均为前述方案构造的benes网络。由于扫描测试通道数量较多，在module_j～module_t扫描输入通道模块构造了同样的网络，即其扫描输入通道通过第一扫描交换网络MAPPING_IN*中的MIN_3和I/O输入单元连接，其扫描输出通道通过第二扫描交换网络MAPPING_OUT*中的MIN_4和I/O输出单元连接。这样，可以减少单个互联网络的结构复杂度，使得网络构建过程更加灵活。

在扫描交换网络的数量为一个以上的情况下，所述配置单元(CONFIG)不仅具有配置扫描交换网络的功能，而且还具有从多个扫描交换网络中选通输出测试结果数据的功能。具体地，所述配置单元(CONFIG)向复用器MUX输出选通信号sel，将待测试模块的测试结果通过channel_map_out输出到MUX，通过复用的方式选通输出到指定外部输出I/O端口。

实施例三

根据本实用新型的另一方面，基于图1所示的可自由选通的扫描测试交换网络结构，本实用新型给出以下示例性的第一种扫描测试方法，参见图4，具体流程包括：

步骤S101，根据需要测试的模块(待测试模块)确定扫描交换网络的配置信号。

用户可根据需求划分测试模式。当确定需要测试具体的一个或多个模块时，首先指定输入I/O端口、待测试模块的扫描输入通道，根据构建所述扫描交换网络所使用的连接函数计算出交换网络需要的配置参数，即计算出给定交换网络各个交换单元的输入/输出。优选地，扫描交换网络可以是benes多级互联网络或其他类型的无阻塞、可自由选通的多级互联网络。所述配置参数存储在配置单元(CONFIG)中。

步骤S102，将所确定的配置信号输入扫描交换网络中，生成扫描测试通道的选通路径，所述选通路径由映射交换路径组合而成。

在扫描测试开始时，通过配置单元(CONFIG)的配置信号端口(swap[m:0])将相应的配置信号输入扫描交换网络，实现路由选通。由于所述扫描交换网络为无阻塞、可自由选通的多级互联网络，因此能够确保能够根据配置信号来控制生成任一对I/O端口和扫描输入通道的选通路径。由于扫描交换网络包含多个交换单元，通过将交换单元之间的映射交换路径进行组合，可以得到从I/O输入端口到扫描输入通道的选通路径。此外，在生成扫描测试通道的选通路径之后，所述配置单元为所述I/O输入单元提供控制信号，用于控制I/O输入单元的输入/输出状态。

步骤S103，根据所生成的选通路径，通过所述I/O输入单元对待测试的模块进行扫描和测试。

由于扫描交换网络已经实现了I/O输入单元的外部I/O端口和测试通道的自由选通，可从外部I/O端口将用于测试的输入数据通过相应映射交换路径发送到需要测试的扫描测试通道scan_channel，实现待测试模块的扫描测试。

实施例四

根据本实用新型的又一方面，基于图3所示的可自由选通的扫描测试交换网络结构，本实用新型给出以下示例性的第二种扫描测试方法，参见图5，具体流程包括：

步骤S201，根据需要测试的模块(即待测试模块)确定第一扫描交换网络和第二扫描交换网络的配置信号。

当确定需要测试具体的一个或多个模块时，首先指定输入I/O端口、待测试模块的扫描输入通道、待测试模块的扫描输出通道、输出I/O端口，根据构建所述扫描交换网络所使用的连接函数计算出第一和第二扫描交换网络需要的配置参数，即计算出给定交换网络各个交换单元的输入/输出。其中，第一扫描交换网络是所述输入I/O端口与待测试模块的扫描输入通道之间的扫描交换网络，第二扫描交换网络是待测试模块的扫描输出通道与所述输出I/O端口之间的扫描交换网络。扫描交换网络可以是benes多级互联网络。所述配置参数存储在配置单元(CONFIG)中。

步骤S202，将所确定的配置信号输入第一扫描交换网络和第二扫描交换网络中，生成所述扫描输入通道的第一选通路径和所述扫描输出通道的第二选通路径，所述选通路径由映射交换路径组合而成。

在扫描测试开始时，通过配置单元(CONFIG)的配置信号端口(swap)将相应的配置信号独立地输入第一和第二扫描交换网络，实现路由选通。由于所述扫描交换网络为无阻塞、可自由选通的多级互联网络，因此能够确保使得根据配置信号来控制生成任一对输入I/O端口和扫描输入通道的选通路径，和任一对扫描输出通道和输出I/O端口的选通路径。由于第一和第二扫描交换网络分别包含多个交换单元，通过将第一和第二扫描交换网络中的交换单元之间的映射交换路径分别进行组合，可以得到从I/O输入端口到扫描输入通道的选通路径，以及从扫描输出通道到I/O输出端口的选通路径。此外，在生成扫描测试通道的选通路径之后，所述配置单元为所述I/O输入单元和I/O输出单元提供控制信号，用于控制I/O输入单元和I/O输出单元的输入/输出状态。

步骤S203，根据所生成的第一选通路径和第二选通路径，通过所述输入I/O端口(I/O输入单元)对待测试模块进行扫描和测试，并将所述待测试模块的测试结果数据通过所述输出I/O端口(I/O输出单元)进行输出。

由于第一和第二扫描交换网络已经实现了外部输入和输出I/O端口和测试通道的自由选通，可从指定的外部输入I/O端口将测试指令通过相应映射交换路径发送到需要测试的扫描测试通道scan_channel，将用于测试的输入数据channel_in输入到待测试模块中，实现待测试模块的扫描测试，并将待测试模块的测试结果数据通过channel_map_out之一输出到复用器MUX，通过复用的方式选通输出到指定外部输出I/O端口。

尽管上述多级互联网络被描述为benes网络，但在实际实现中，可以根据芯片规模大小和需求，将上述benes网络替换成其他无阻塞可自由选通的多级互联网络，如BATCHER-BANYAN网络，扩展型BANYAN网络等。只要能够实现无阻塞的自由选通，均可应用于本实用新型的多级互联网络。

此外本领域技术人员应当理解，本实用新型包括但不限于上述图示的结构，当扫描测试通道数量过多时，可以搭建更多个扫描交换网络，在多种互联网络均可由硬件实现无阻塞自由选通功能的前提下，也可将不同类型的多级互联网络组合使用。

同时，交换单元的结构也包括但不限于上述结构，只要能构成适合上述扫描交换网络的单元都可以。交换单元也可根据实际需求进行优化。

可以看出，本实用新型的上述技术方案提供了一种可自由选通的扫描测试交换网络，相比于传统扫描测试结构，在任意指定I/O端口和扫描测试通道之后，即可通过配置来实现路由选通，方便灵活，满足不同的测试需求。同时由于不需要设计初期确定测试模式和管脚分配关系，能够显著降低设计成本。

上文描述了本实用新型实施例提供的多个实施例方案，各实施例方案介绍的各可选方式可在不冲突的情况下相互结合、交叉引用，从而延伸出多种可能的实施例方案，这些均可认为是本实用新型实施例披露、公开的实施例方案。

虽然本实用新型实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种扫描测试交换网络，其特征在于，包括：

I/O输入单元，用于提供输入数据，所述输入数据用于对待测试模块的扫描测试通道进行测试；

配置单元，用于控制I/O输入单元的端口输入/输出状态，并为扫描交换网络生成配置信号；以及

扫描交换网络，由多个交换单元组成，用于根据所述配置信号确定所述输入数据在所述多个交换单元之间的映射交换路径，以将所述I/O输入单元与待测试模块的扫描测试通道进行选通；

I/O输出单元，用于接收所述扫描测试通道的测试结果数据。

2.根据权利要求1所述的扫描测试交换网络，其特征在于，所述多个交换单元按照预定义拓扑关系组成多级互联网络。

3.根据权利要求1所述的扫描测试交换网络，其特征在于，所述配置单元与所述扫描交换网络中的多个交换单元相连接，所述多个交换单元接收所述配置信号，以确定所述输入数据在多个交换单元之间的映射交换路径。

4.根据权利要求2所述的扫描测试交换网络，其特征在于，所述多级互联网络是无阻塞交换网络。

5.根据权利要求1所述的扫描测试交换网络，其特征在于，所述扫描交换网络设置在所述I/O输出单元和所述待测试模块的扫描输出通道之间。

6.根据权利要求1所述的扫描测试交换网络，其特征在于，所述扫描交换网络包括第一扫描交换网络和第二扫描交换网络；

所述第一扫描交换网络用于将所述I/O输入单元与所述待测试模块的扫描输入通道进行选通；

所述第二扫描交换网络用于将所述待测试模块的扫描输出通道与所述I/O输出单元进行选通。

7.根据权利要求6所述的扫描测试交换网络，其特征在于，进一步包括复用器，并且所述配置单元向所述复用器输出选通信号，以使所述复用器将所接收的待测试模块的测试结果选通输出到指定的输出端口。

8.根据权利要求1所述的扫描测试交换网络，其特征在于，所述多个交换单元之间的连接关系由预定义的连接函数控制。

9.根据权利要求1所述的扫描测试交换网络，其特征在于，所述输入数据从外部由用户或上位机进行输入，用于指定需要测试的一个或多个待测试模块。

10.根据权利要求9所述的扫描测试交换网络，其特征在于，每个待测试模块与多个扫描测试通道相关联，所述输入数据进一步用于指定需要测试的待测试模块的扫描测试通道编号。

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