來(lái)源：電子技術(shù)應(yīng)用 作者：玉林師范學(xué)院 劉峰

    摘要：分析了用于模數(shù)混合電路的邊界掃描測(cè)試技術(shù)的工作機(jī)制對(duì)測(cè)試主控系統(tǒng)的功能需求．提出了一種基于微機(jī)的符合ieeell49.4標(biāo)準(zhǔn)的混合信號(hào)邊界掃描測(cè)試主控系統(tǒng)。所采用的廣義特征分析法利用庫(kù)函數(shù)映射的思想，將傳統(tǒng)的各種故障字典進(jìn)行統(tǒng)一描述。實(shí)踐證明，該方法對(duì)模數(shù)混合電路的測(cè)試是行之有效的。

    關(guān)鍵詞：混合電路測(cè)試邊界掃描廣義特征分析主控系統(tǒng)

    在所使用的集成電路中，有許多是將模擬信號(hào)作為輸入，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理或直接輸出，或者以數(shù)字信號(hào)輸入轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)輸出。這樣的數(shù)�；旌舷到y(tǒng)的測(cè)試涉及模擬信號(hào)測(cè)試與數(shù)字信號(hào)測(cè)試兩個(gè)方面，頻率覆蓋了從幾hz到上ghz的范圍，其測(cè)試設(shè)備非常昂貴，而且缺乏結(jié)構(gòu)化的可測(cè)試性設(shè)計(jì)(design for testability，dft)解決方案。數(shù)字電路一直是邊界掃描測(cè)試的重點(diǎn)，商品化的測(cè)試系統(tǒng)已有上百種。而模擬電路和數(shù)模混合電路的測(cè)試技術(shù)還存在一些問(wèn)題，原因是對(duì)比單純的數(shù)字電路，模擬及數(shù)模電路測(cè)試存在以下難點(diǎn)：

    (1)模擬電路一般是非線性的，來(lái)源于非線性噪聲和寬范圍變化的參數(shù)等。

    (2)數(shù)字電路可以用簡(jiǎn)單的布爾方程來(lái)描述，而模擬電路的參數(shù)特別多，其功能描述是以名義參數(shù)的簡(jiǎn)化來(lái)說(shuō)明，實(shí)際上每個(gè)參數(shù)都包含一定的范圍。

    (3)模擬電路的故障模式眾多，特別復(fù)雜。

    (4)現(xiàn)在的集成模擬電路越來(lái)越復(fù)雜以及內(nèi)部元件的不可訪問(wèn)性，都大大增加了測(cè)試的難度。

    (5)混合電路測(cè)試不同于單純的模擬或數(shù)字電路測(cè)試，它的測(cè)試質(zhì)量不僅取決于二者各自的精度，且與它們之間的相互影響有關(guān)。比如模擬部分與數(shù)字部分都必須有相互獨(dú)立的接地系統(tǒng)。

    測(cè)試成本以及隨著器件尺寸縮小產(chǎn)生的測(cè)試能力的限制，都使得dft技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。而混合電路邊界掃描測(cè)試總線技術(shù)可以使混合電路的測(cè)試性得到提高。

    1 混合電路故障診斷與廣義特征分析

    1．1 橫擬電路失效類型與功能測(cè)試

    模擬電路的失效情況大致可以概括為以下5類：

    (1)參數(shù)值偏離正常值。

    (2)參數(shù)值嚴(yán)重偏離正常范圍，如開(kāi)路、短路、擊穿等。

    (3)一種失效引發(fā)其他的參數(shù)錯(cuò)誤。

    (4)某些環(huán)境條件的變化引發(fā)電路失效(如溫度、濕度等)。

    (5)偶然錯(cuò)誤，但通常都是嚴(yán)重失效，如連接錯(cuò)誤等。

    其中(1)、(3)和(4)通常只是引起電路功能偏離設(shè)計(jì)值，但仍可以工作，稱為軟故障；而(2)和(5)將引發(fā)電路功能的錯(cuò)誤，是不可逆的失效，屬硬故障。

    在數(shù)字電路測(cè)試中通常采用的s-a失效模型，基本上可以覆蓋數(shù)字電路的絕大部分失效情況，但在模擬電路測(cè)試時(shí)情況有所不同，硬故障占總數(shù)的83.5％，因此至少有16.5％的失效情況不能由失效模型得到。邊界掃描技術(shù)屬于結(jié)構(gòu)測(cè)試的范圍，它不是試圖驗(yàn)證器件的功能性，而是采用適當(dāng)?shù)氖Ｐ蛠?lái)檢測(cè)目標(biāo)故障，結(jié)構(gòu)測(cè)試必須建立電路的故障模型，但是由于模擬電路的輸入輸出的復(fù)雜性和軟故障的存在，它的故障模型很難建立。即使采用了失效模型，也還需要用spice等仿真軟件來(lái)模擬發(fā)生某種失效時(shí)的實(shí)際結(jié)果。所以模擬電路和模數(shù)混合電路的測(cè)試，目前主要的策略仍是采用功能測(cè)試來(lái)檢測(cè)設(shè)計(jì)的正確性。隨著vlsi技術(shù)的不斷發(fā)展，詳盡的無(wú)故障特性模擬混合功能測(cè)試已成為模擬電路測(cè)試的主流，用于檢測(cè)任何的特性偏移。

    1．2 廣義特征分析故障隔離方法

    模數(shù)混合電路故障診斷的思路是：在電路測(cè)試之前，用計(jì)算機(jī)模擬電路運(yùn)行狀態(tài)或根據(jù)專家提供的經(jīng)驗(yàn)建立故障字典，電路測(cè)試后根據(jù)測(cè)量信號(hào)和某種規(guī)則比較故障字典中的特征值和實(shí)測(cè)的特征值來(lái)確定故障。廣義特征法是一種庫(kù)函數(shù)映射提取特征的方法，能較好地解決模數(shù)混合電路的故障隔離問(wèn)題。

    任何一種電路工作正常與否都體現(xiàn)在給定的輸入情況下是否能得到正常的輸出。而輸入、輸出都可以用一簇隨時(shí)間變化的函數(shù)表示，如圖l所示。輸入函數(shù)簇為fli(t)(i=1，2……n)，輸出函數(shù)簇為矗foj(t