基于边界扫描技术的混合信号系统机内自测试研究

大规模混合信号系统的机内自测试（BIST），是一个急需解决、有重大应用需求的课题。机内自测试系统的设计，依赖于在线故障诊断方法研究的进展。当前大规模混合信号电路故障诊断方法存在的主要问题，一是诊断方法的实用性差，二是诊断方法缺乏系统结构性支持，通用性差。这直接导致了故障自诊断测试系统的故障检测率、隔离率低，通用性差等问题。. 本申请,依据电路理论中的"置换定理"，提出大规模混合信号电路的在线故障诊断新方法，结合边界扫描测试技术的"内部总线"和"虚拟探针"技术，可有效解决大规模混合信号电路系统的任意区域故障定位和激励信号自动施加、响应数据自动采集等自测试问题。为实现具有高故障检测率、高隔离率和通用性强的自测试（故障自诊断）系统奠定基础。该成果对提高航空航天、核电和军工装备电子系统的可靠性具有重要意义。

当前，大规模混合信号系统的在线自测试、故障自诊断研究，是一个在军方装备领域有重大应用需求的急需解决的问题，同时也是电子系统维修保障的热点和瓶颈问题。项目以先进的在线故障诊断理论方法研究为基础，结合边界扫描测试技术的应用研究，提出了基于边界扫描技术的混合信号系统机内自测试（BIT）设计方法，这种基于先进的在线故障诊断方法的总线式自测试系统结构，具有通用性，并可以实现对故障的高检测率和高隔离率。项目具体完成了申请书中所提出的如下几个方面的研究内容：（1） 故障诊断方法中任意子电路模块的划分问题，（2） 多故障、软故障和动态元件故障的在线诊断问题，（3） 基于边界扫描技术的自测试系统设计问题；（4） 自动故障注入及指标验证问题；（5） 边界扫描结构的自动设计问题。随着微电子技术的飞速发展，基于IP核复用的片上系统（SOC）已成为集成电路发展的主流与热点，项目还拓展研究了（6）基于IEEE 1500标准的数字芯核可测试性设计问题。项目针对大规模动态模拟电路的在线故障诊断研究，提出并完善了基于置换定理的子网络撕裂快速诊断方法和多频测试法。研究了IEEE1500标准，研究了基于IEEE1500标准的IP核复用片上系统的自测试设计新方法。项目针对大规模动态模拟电路和常规混合电路的在线快速故障诊断方法研究，拓展完善了经典故障诊断理论；针对基于IEEE1500标准的片上系统的自测试方法研究，属学科前沿热点问题；关于上述理论和技术基础研究，为广谱的混合信号系统自测试自诊断系统的工程实现奠定了坚实的基础，将对同行的工程应用研究起到积极的引领作用。