Встроенный самотестирования ( BIST ) или встроенный тест ( BIT ) представляет собой механизм , который позволяет машине , чтобы проверить себя. Инженеры разрабатывают BIST с учетом таких требований, как:
- высокая надежность
- меньшее время цикла ремонта
или ограничения, такие как:
- ограниченная доступность для технических специалистов
- стоимость испытаний при производстве
Основная цель [1] BIST состоит в том, чтобы уменьшить сложность и, таким образом, снизить стоимость и уменьшить зависимость от внешнего (программируемого по шаблону) испытательного оборудования. BIST снижает стоимость двумя способами:
- сокращает продолжительность цикла тестирования
- снижает сложность настройки теста / пробника за счет уменьшения количества сигналов ввода / вывода, которые должны управляться / проверяться под контролем тестера.
Оба варианта приводят к сокращению почасовой оплаты услуг автоматизированного испытательного оборудования (ATE).
Именование
Название и концепция BIST возникли из идеи включения генератора псевдослучайных чисел (PRNG) и контроля циклическим избыточным кодом (CRC) в IC. Если все регистры, которые хранят состояние в ИС, находятся в одной или нескольких внутренних цепочках сканирования, то функция регистров и комбинационная логика между ними будет генерировать уникальную подпись CRC для достаточно большой выборки случайных входных данных. Таким образом, все, что нужно сделать ИС, - это сохранить ожидаемую подпись CRC и проверить ее после набора достаточно больших выборок из ГПСЧ. Сравнение CRC с ожидаемой подписью или фактической результирующей подписью CRC обычно осуществляется через стандарт JTAG IEEE 1149.1.
Приложения
BIST обычно применяется в оружии , авионике , медицинских устройствах , автомобильной электронике , сложном оборудовании всех типов, необслуживаемом оборудовании всех типов и интегральных схемах .
Автомобильная промышленность
Сама автомобильная промышленность проводит испытания для повышения безопасности и надежности. Например, большинство автомобилей с антиблокировочной системой тормозов проверяют их один раз за интервал безопасности. Если антиблокировочная тормозная система имеет обрыв провода или другую неисправность, тормозная система возвращается к работе как обычная тормозная система. Большинство контроллеров автомобильных двигателей включают «режим торможения» для каждого датчика, так что двигатель будет продолжать работать, если датчик или его проводка выйдут из строя. Другой, более тривиальный пример безвольного режима - это то, что некоторые автомобили проверяют дверные переключатели и автоматически включают свет с помощью датчиков занятости ремня безопасности, если дверные переключатели выходят из строя.
Авиация
Почти вся авионика теперь включает BIST. В авионике цель состоит в том, чтобы изолировать вышедшие из строя заменяемые блоки , которые затем снимаются и ремонтируются в другом месте, обычно на складах или у производителя . Коммерческие самолеты зарабатывают деньги только тогда, когда летают, поэтому они используют BIST, чтобы минимизировать время нахождения на земле, необходимое для ремонта, и повысить уровень безопасности системы, содержащей BIST. Аналогичные аргументы применимы и к военной авиации. Когда BIST используется в полете, неисправность заставляет систему переключаться в альтернативный режим или оборудование, которое все еще работает. Критическое летное оборудование обычно дублируется или дублируется. Менее ответственное летное оборудование, такое как развлекательные системы, может иметь «вялый режим», обеспечивающий некоторые функции.
Электроника
Производство интегральных схем
Встроенное самотестирование используется для более быстрых и менее дорогостоящих производственных испытаний интегральных схем . У ИС есть функция, которая проверяет все или часть внутренних функциональных возможностей ИС. В некоторых случаях это также ценно для клиентов. Например, в усовершенствованных системах полевых шин для проверки функциональности предусмотрен механизм BIST . На высоком уровне это можно рассматривать как самотестирование BIOS при включении (POST), которое выполняет самотестирование ОЗУ и шин при включении питания.
Компьютеры
Типичный персональный компьютер тестирует себя при запуске (это называется POST ), потому что это очень сложный механизм. Компьютерная самопроверка, включающая компьютер, была очевидной и недорогой функцией. Большинство современных компьютеров, включая встроенные системы , проходят самотестирование своего компьютера, памяти и программного обеспечения.
Необслуживаемая техника
Необслуживаемое оборудование выполняет самотестирование, чтобы определить, нуждается ли оно в обслуживании или ремонте. Типичные тесты предназначены для определения температуры, влажности, плохой связи, взлома или плохого источника питания . Например, системы питания или батареи часто подвергаются нагрузке и могут легко перегреться или выйти из строя. Так что их часто проверяют.
Часто проверка связи является критическим элементом удаленной системы. Одной из самых распространенных и незамеченных систем без присмотра является скромный телефонный концентратор. Он содержит сложную электронику для сбора телефонных линий или данных и их направления к центральному коммутатору. Телефонные концентраторы непрерывно проверяют связь, проверяя наличие периодических шаблонов данных, называемых кадрами (см. SONET ). Кадры повторяются примерно 8000 раз в секунду.
В удаленных системах часто проводятся тесты для локальной обратной связи, для проверки передатчика и приемника и для удаленной проверки канала связи без использования компьютера или программного обеспечения на удаленном устройстве. Там, где электронные петли отсутствуют, программное обеспечение обычно предоставляет такую возможность. Например, IP определяет локальный адрес, который является программной обратной связью (IP-адрес 127.0.0.1, обычно локально отображаемый на имя «localhost»).
Многие удаленные системы имеют функции автоматического сброса для перезапуска удаленных компьютеров. Они могут быть вызваны отсутствием связи, неправильной работой программного обеспечения или другими критическими событиями. Спутники имеют автоматический сброс, а также добавляют системы автоматического перезапуска для управления питанием и ориентацией .
Медицина
Медицинские устройства проверяют себя, чтобы гарантировать постоянную безопасность. Обычно есть два теста. Самотестирование при включении (POST) выполнит всесторонний тест. Затем периодический тест позволит убедиться, что устройство не стало небезопасным после самотестирования при включении. Устройства, критически важные для безопасности, обычно определяют «интервал безопасности» - период времени, слишком короткий для возникновения травмы. Самотестирование наиболее важных функций обычно выполняется не реже одного раза за интервал безопасности. Периодическая проверка обычно является частью самотестирования при включении питания.
Военный
Одна из первых систем BIST с компьютерным управлением была в американской ракете Minuteman . [ необходима цитата ] Использование внутреннего компьютера для управления тестированием уменьшило вес кабелей и разъемов для тестирования. Minuteman был одной из первых крупных систем вооружения, в которой использовалась стационарно установленная система самотестирования с компьютерным управлением.
Специализации
Существует несколько специализированных версий BIST, которые различаются в зависимости от того, что они делают или как они реализованы:
- Программируемое встроенное самотестирование (pBIST)
- Встроенная самопроверка памяти (mBIST) - например, с алгоритмом Маринеску [2]
- Встроенная логика самотестирования (LBIST)
- Встроенное самотестирование аналоговых и смешанных сигналов (AMBIST)
- Непрерывное встроенное самотестирование (CBIST, C-BIT)
- Управляемое событиями встроенное самотестирование, такое как BIST, проводимое для систем самолета после его приземления.
- Периодическое встроенное самотестирование (C-BIT / P-BIT)
- Встроенное самотестирование, управляемое прерываниями (IBIST) или инициированное пользователем / оператором встроенное самотестирование (I-BIT или O-BIT)
- Встроенное самотестирование при включении (PupBIST, P-BIT)
- Встроенный автоматический тест самодиагностики (ABIST)
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Мартинеса LH, Хуршид S, Reddy SM. Генерация LFSR для большого тестового покрытия и низких накладных расходов на оборудование. ИЭПП «Компьютеры и цифровые технологии». 2019 21 августа. Репозиторий UoL
- ^ Маринеску, М., 1982. Простые и эффективные алгоритмы для функционального тестирования ОЗУ. Конференция по тестированию IEEE 1982 г., Филадельфия (ноябрь). IEEE Computer Society, стр. 236-239.
Внешние ссылки
- Самопроверка аппаратной диагностики
- BIST для аналоговых устройств - краткий общий обзор возможностей и преимуществ BIST от Analog Devices.