数字电路测试向量自动生成技术

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1、数字电路测试向量自动生成技术摘要数字电路测试向量自动生成一直是电子测试领域关注的焦点，是开发电路板／模块测试程序的难点，也是困扰我军如何高效合理利用现有自动测试设备和开发测试程序组合软件构成具有实用性的故障诊断系统的关键点。测试向量生成最关键的技术是测试向量实用化算法的实现，通过对G-F二值算法的分析和研究，设计了一种新的方法和策略，采用正向敏化模式按有限回溯策略推导，凡在回溯次数内未能判明目标故障不可测的测试生成过程所产生的测试码都进行故障模拟。这种有限回溯策略加速测试生成，对提高系统效率起到了决定性的作用。在G-F算法确立正反向驱

2、动经过各类功能块和反馈线的时帧变化的基础上，把推导组合电路目标故障测试码的方法按迭代组合模型推广到同步时序电路，且用反向追踪中的时帧迭代实现迭代组合模型中的空间迭代。通过对同步时序电路的分析和研究，结合数字电路的特点，建立其电路模型和故障模型，生成了电路的器件库，并可对电路进行故障模拟，生成故障字典，生成的故障字典供测试系统使用。数字电路测试向量自动生成的实现主要以提高数字电路测试向量自动生成算法的通用性和效率为主，力争解决电路板的故障测试向量生成问题。关键词：测试向量集自动生成电路板，自动测试设备测试程序集故障模型故障字典1绪论1．

3、1研究目的1绪论本课题主要针对数字电路测试程序组合(XPS，TestProgramSet)开发过程中，人工分析电路结构，手工推导测试向量造成的开发难度大、周期长、质量无法评估的问题，开发出一套测试向量自动生成软件．该软件能自动生成测试向量、故障字典等数据，提供给测试设备使用。1．2研究背景在一些测试过程中，出现了数字电路测试程序开发难度大、周期长、质量无法评估的问题，问题的根本在于需要人工进行分析电路，手工生成测试激励、响应数据，诊断信息完全根据测试开发人员的经验编制。在此背景下迫切需要研制一套数字电路自动测试向量生成软件来代替人工分

4、析方法，自动生成测试所需的数据，降低测试程序开发难度，提高开发速度与质量，最大限度发挥测试系统的效能，最终提高军队的战斗保障力。1．3国内外研究现状现代战争发生突然，战场情况瞬息万变，战争环境条件更加复杂严酷，机动性及快速反应能力要求高，这一切都更加迫切要求在装备发生故障时能迅速检测、隔离故障，及时修复，使战斗力保持和再生。同时，现代战争投入大量复杂的电子装备或含有电子系统的装备，而自动测试设备(ATE，AutomaticTestEquipment)技术的高度发展，为满足迅速检测、隔离、修复，使战斗力很快再生提供了技术保证，现已成为世

5、界各军事强国电子设备维修测试的主要方法和手段【¨。美国陆、海、空三军为适应现代战争快速保障的需要，分别组织实旅了“通用自动测试设备”计划，所有主要武器装备都装备了自动测试设备。我军也已开始研制和装备自动测试设备ATE用于武器装备的测试。其“硬件”已达到和接近世界先进水平，但测试软件的使用仍受到一定限制，首先是对操作人员要求高，其次要求对装备设计的电路非常熟悉，同时，人工生成测试向量难度太大，造成开发一块电路板的TPS相当复杂，部队进行二次开发难度相当大，形成了所需的测试“软件”的“瓶颈”问题。如开发一块中等规模(几百个功能器件)电路板

6、TPS为例，在技术资料齐全的情况下，专业技术人员约需2--3个月，成本约为2—3万元人民币。例如C一300地空导弹武器系统共有2700多种电路板，需投入的硬件费用约为1000万元左右，而测试软件开发周期，在1人l台ATE设备上要工作200多年，开发费用约为5400万元，开支费用惊人。无论是开发时间方面，还是经费方面都严重制约了自动测试设备的广泛使用。但系统二次开发的能力不够，即TPS开发难。对使用者要求较高，开发效率急需大大提高。TPS开发难的问题，实质上是数字电路测试向量生成的问题．如果不采用任何对输入激励的选择技术，则对有n个输入

7、的数字系统，需加2n组不同的输入激励方可实现对系统的完全测试，但当n较大时，这是不现实的。如一个32位加法器，有65个输入，如果要加2舒组输入激励，即使是lns加一组，也要1000年，这是不可能实现的．由此提出了一个如何加最少的输入激励也能达到同样的检测效果的问题，这也正是多年来人们利用各种算法来生成所需输入激励的问题。也是现有ATE，开发数字电路板TPS的难点12】。自1966年罗思(Roth)发表的著名的D算法以来，数字电路测试理论得到了迅速发展．研究者们提出了各种基于用门级描述数字电路ATPG的方法。特别是为了较好地解决时序电路

8、的测试问题，相继提出了逻辑函数的多值模拟法，其中比较成功的有五值和九值布尔模拟。多值布尔模拟中所引入的新的布尔变量，主要是为了时序电路中状态变量的初值设置，以及在测试过程中某些元件的未知状态或随意状态的表达问题，目前常见