数字系统测试与可测性设计实验指导书-ATPG应用
2013年版数字系统设计(双语)实验指导书(1)
数字系统设计实验指导书Experiments Handbook of Digital System Design实验一：8位简单算逻运算单元电路设计8 bit Simple ALU实验学时：4学时实验类型：设计型一、目的与任务要求学生在理论课学习的基础上，掌握采用Verilog HDL、基于自顶向下的模块化设计方法；掌握在Quartus II EDA平台进行设计输入、编译、仿真的全过程。
二、内容与要求1. 内容在Quartus II EDA平台上，运用基于模块化的设计方法，采用Verilog HDL，设计一个8位简单ALU及其数据通道，功能如表，分别根据操作码实现加、减、逻辑与、或等八种运算，数据通道在读写命令控制下，完成从寄存器读出操作数及写入运算结果。
要求：其输入操作数为实验学生学号末尾开始尽量非零的四位数对应的8421码组合（例如，学号11070023两个操作数分别为32和71，对应的8421码00110010，2.要求预习实验内容，编写Verilog HDL程序。
课上，进行编程输入、编译、时序仿真。
课后写出实验报告（实验名称、实验内容、顶层框图、V erilog HDL程序、仿真波形、资源分配、实验小结）三、考核与成绩评定本实验为学生必做实验，本实验分值为20 分考核内容：预习25%，实验过程50%，实验报告25%。
成绩评定方法：根据考核内容进行综合评定。
四、实验说明本实验的重点在于自顶向下的模块化设计的概念及设计方法。
五、参考资料ALU及数据通道参考教材《VerilogHDL高级数字系统设计》P478和P208实验三、基于循环算法的数字签名分析电路的验证Verification of Repetitive Algorithm based Digital SignatureAnalysis Circuit实验学时：2 实验类型：验证型一、目的与任务：要求学生在理论课学习的基础上，分析基于CRC码进行数字签名验证功能需求，学习用Verilog HDL中循环算法进行行为建模的功能设计，在EDA平台-QuartusII下，完成设计的输入及编译综合以及仿真验证。
ATP使用说明
操作注意事项及使用限制重要：海净纳产品设计构造安全，如果根据提供的文件正确使用并且完全遵守该手册所列的注意事项，那么完全没有健康威胁。
重要：手册使用者必须意识到该部件及其附件的潜在危险。
在操作前所有的操作者必须熟悉该部分所列的安全注意事项及警告。
如果不按照生产商说明进行使用，设备提供的保护可能会受到损害。
需要遵守的预防措施涉及到所有固态电子设施的运输机使用以及Ultrasanp设施的操作。
注意事项如下：操作环境及静电注意事项：警告：不要在任何曾经或是被认为曾经暴露于爆炸性或是易燃气体及水蒸气的环境中使用该设备。
注意事项：不要在直射阳光下使用该设备，因为这样可能会影响它的性能。
不要把该设备放在直射阳光下，即使是关闭状态也不可以。
注意事项：不要在极端温度下放置或操作该设备（参照第十部分），尽量减少静电接触。
设备操作及使用：注意事项：在正常使用，存储及运输过程中，要小心把设备掉在地上或是使其遭受任何剧烈的力。
注意事项：为了防止受到伤害或窒息，在容易卡进机器的地方不要使用设备颈圈。
电池警告：仅使用非充电型碱性电池或是镍氢或镍镉电池，型号按照第十部分所示。
注意事项：所有电池应该按照当地条例进行处理。
Ultrasanp设施的使用及插入注意事项：在使用拭子前，请参阅Ultrasanp数据资料和插入程序的细节说明，同时还应遵守联邦国家和地方的环境法规。
注意：不要用蛮力将拭子插入设备。
不要试图将除认可拭子以外其他部件插入设备。
注意：在插入仪器前，要确保拭子洁净，干燥。
键盘按钮：注意事项：按键时，不要用力过大。
RS232连接器警告：与设备顶端RS232接口相连接的电脑设备必须符合BSEN60950/IEC950标准。
仪器部件及维修设备内部没有操作者可使用部件。
不得任意拆卸仪器部件，否则保修作废。
电子电器废物指示该设备处置应该遵循欧盟电子电器废物指示2002/96/EC.警告：不要把该设备处理到未经分类的城市垃圾或是公共垃圾填埋场。
《数字系统设计》实验指导书
数字系统设计实验指导书编者：陈汉林电子信息工程系2007 年 7月目录第一部分《数字系统设计》实验说明 (2)一、考核方式及成绩评定参考标准 (2)二、实验报告格式要求 (2)三、进度安排 (3)四、注意事项 (3)第二部分《数字系统设计》实验项目 (4)实验一出租车计费系统设计 (4)实验二频率计设计 (5)第三部分GEXIN EDAPRO/240H实验仪 (8)第四部分KH-310智能型可编程数字开发系统芯片IO对照表 (21)1第一部分《数字系统设计》实验说明一、考核方式及成绩评定参考标准每个实验设计结束后要求提交实验报告，并通过老师验收。
每次实验成绩由实验报告和验收成绩共同决定。
评分标准如下：1.根据实验拟定设计方案，简述系统工作原理，画出系统工作原理框图；（15分）2.根据技术指标要求，完成各单元电路的设计；（15分）3.总体程序框架合理、结构清晰明了；（10分）4.系统功能实现正确，仿真结果正确，在实验系统上运行正确；（30分）5.有创新点，扩展功能的实现；（10分）6.实验报告格式正确，内容完整，描述清楚，画图工整。
（20分）二、实验报告格式要求《数字系统设计》实验报告采用统一格式，包括字体、图文要求，如果格式不符，则根据情况给予扣分。
书写格式:1.报告用A4纸打印。
2.报告最多不超过10页。
3.页面设置：上2，下2，左2，右2，页眉1.5，页脚1.75。
4.采用单倍行距，标准字符间距，西文、数字等符号均采用Times New Roman 体字。
5.标题用五号黑体字，正文用五号宋体字。
6.每个表格应有自己的表序和表题，表序和表题应写在表格上方正中，表序后空一格书写表题。
表序为：表1、表2……，表格内容为小5号宋体字，表序和表题为小5号黑体字。
7.插图必须精心制作，不得徒手画，照片图应清晰，线条要匀称，图面要整洁美观。
每幅插图应有图序和图题，图序和图题应放在图位下方居中处。
图序为：图1、图2…….，图序和图题用小5号黑体字。
数字系统设计及实验实验报告
数字系统设计及实验实验报告一、实验目的数字系统设计及实验课程旨在让我们深入理解数字逻辑的基本概念和原理，掌握数字系统的设计方法和实现技术。
通过实验，我们能够将理论知识应用于实际，提高解决问题的能力和实践动手能力。
本次实验的具体目的包括：1、熟悉数字电路的基本逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
2、掌握使用硬件描述语言（如 Verilog 或 VHDL）进行数字系统建模和设计。
3、学会使用相关的电子设计自动化（EDA）工具进行电路的仿真、综合和实现。
4、培养团队合作精神和工程实践能力，提高解决实际问题的综合素质。
二、实验设备和工具1、计算机：用于编写代码、进行仿真和综合。
2、 EDA 软件：如 Quartus II、ModelSim 等。
3、实验开发板：提供硬件平台进行电路的下载和测试。
4、数字万用表、示波器等测量仪器：用于检测电路的性能和信号。
三、实验内容1、基本逻辑门电路的设计与实现设计并实现与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等基本逻辑门电路。
使用 EDA 工具进行仿真，验证逻辑功能的正确性。
在实验开发板上下载并测试实际电路。
2、组合逻辑电路的设计与实现设计一个 4 位加法器，实现两个 4 位二进制数的相加。
设计一个编码器和译码器，实现数字信号的编码和解码。
设计一个数据选择器，根据控制信号选择不同的输入数据。
3、时序逻辑电路的设计与实现设计一个同步计数器，实现模 10 计数功能。
设计一个移位寄存器，实现数据的移位存储功能。
设计一个有限状态机（FSM），实现简单的状态转换和控制逻辑。
四、实验步骤1、设计方案的确定根据实验要求，分析问题，确定电路的功能和性能指标。
选择合适的逻辑器件和设计方法，制定详细的设计方案。
2、代码编写使用硬件描述语言（如 Verilog 或 VHDL）编写电路的代码。
遵循代码规范，注重代码的可读性和可维护性。
3、仿真验证在 EDA 工具中对编写的代码进行仿真，输入不同的测试向量，观察输出结果是否符合预期。
CBTC系统ATP／ATO软件的开发与测试
CBTC系统ATP／ATO软件的开发与测试本文主要介绍城市轨道交通列车自动防护子系统/列车自动驾驶子系统（ATP/ATO）软件的结构和功能设计，并详述ATP/ATO软件的分析和测试方法。
标签：ATP/ATO；轨道交通；软件开发；分析和测试1 引言ATP/ATO，即列车自动防护子系统/列车自动驾驶子系统，是城市轨道交通基于通信的列车控制系统（CBTC）的核心组成部分。
CBTC系统软件由操作系统、支持软件、应用软件等组成。
作为CBTC系统核心应用软件，ATP/ATO软件的设计和开发遵循ISO9001、GB/T7828、欧洲铁路安全标准EN50128等的要求，并遵循故障-安全原则。
ATP/ATO系统软件的开发主要采用EN50128建议的“V模型”进行开发，并采用功能化、模块化设计，以降低软件复杂度。
同时，软件设计采取必要的容错和避错设计策略，如选用“3取2”或“2乘2取2”安全计算机平台，以保证软件执行的正确性和安全性。
2 软件结构设计X作为CBTC系统软件的重要组成部分，ATP/ATO系统软件开发全部秉持“高内聚、低耦合”的理念，采用模块化结构，遵循故障导向安全的设计原则，按照EN50128标准的相关要求和软件生命周期流程相关内容，最大程度地保证系统软件的安全性和可靠性。
具体来说，就是将整个系统分成若干个组成模块，各个模块除能实现某一功能外，还具备可移植性，即只需进行关键参数的配置，便可作为组成模块被应用到其它的系统中。
3 子系统软件设计3.1 车载ATP软件车载ATP子系统是CBTC系统列车车载部分的核心控制设备，主要用以防止由于列车敌对运行所引起的冲撞、由于非正常的车门打开、列车退行等事故而使旅客发生危险、由于列车超过土建限制速度（或命令速度）而导致对线路的损害或者使列车发生危险等情况。
3.2 地面ATP软件地面ATP设备主要由区域控制器ZC、数据存储单元DSU、轨旁电子单元LEU等构成。
其中，ZC和DSU均采用“2乘2取2”冗余结构的安全计算机平台。
SOC设计中
SOC设计中的 at-speed ATPG摘要：SOC(片上系统集成)已成为VLSI(超大规模集成电路)设计的主流方法。
它由于设计周期短，设计可重用性好，可靠性高等优点而被广泛应用。
随着工艺和系统性能的不断提高, 更复杂, 更高速SOC设计DFT(可测性设计) 提出了更高的要求. 本文将讨论为什么要at-speed 的测试, 它对设计有什么要求, 如何实现, 并结合一个SOC 设计的实例进行讨论。
关键词：可测性设计，SOC，at-speed.1、简介今天的SOC 设计运行频率不断提高, 设计的时序收敛则依赖于EDA工具, 而EDA工具在优化时序时, 一旦设计中的关键路径(critical path)满足了约束(constrain), 就停止继续优化. 这意味着设计的余量(margin)很小.当设计余量如此之小时, 现代工艺的小尺寸影响将使多种因素可能导致生产出来的芯片达不到设计的性能要求. 这些因素包括:· 工艺库参数的误差· 时序计算的误差· 参数提取的误差· 制造缺陷导致阻容值与工艺标准的误差· 互连线的延时超过门延时起主导作用· 串扰所有这些对测试提出了更高的要求, 必须保证芯片达到设计性能要求. 因此测试必须覆盖与速度相关的缺陷. 而这同时面对芯片不断提高的性能, 往往需要更高测试频率的测试设备, 测试成本的增加对芯片制造成本的控制的压力也越来越大. 为此必须对过去的测试策略进行检讨以适应现代SOC 设计的挑战.本文将结合一个SOC 设计实例来讨论利用Mentor公司著名的DFT工具Fastscan进行at-speed 测试的策略和方法. 该设计是飞思卡尔半导体公司(freescale -- 原摩托罗拉SPS部门) Dragonball 系列应用处理器MX21. 该芯片以ARM926EJ-S™ 为核, 外加多媒体视频处理, LCD 控制器, USTOTG, CMOS影像传感器接口等大量丰富的外设和接口.2、ATPG与生产故障ATPG (Automatic Test Pattern Generation )是指由EDA工具基于可扫描的测试结构自动生成测试向量的结构化测试方法。
DFT tetramax ATPG实验
实验一DFT Compiler1.实验目的：●熟悉DFT Compiler操作流程，完成对设计tcrm.v的自动扫描链插入。
●回顾使用Design Compile进行逻辑综合的流程。
2.实验内容：DFT Compiler是一款功能强大的用于可测性设计的工具，提供从前端逻辑域到后端物理域完整的可测性设计解决方案，自动综合为带有扫描链的可测性设计。
本文通过DFT Compiler 将设计tcrm.v综合为带有扫描链的门级网表tcrm_scan.vg,并输出测试协议文件tcrm_stil.spf，为进一步完成自动测试向量生成作数据准备。
设计的原理图如图2.1所示。
图2.1 tcrm原理图其Verilog代码形式详见tcrm.v3.DFT Compiler流程与基本命令set target_librarys et link_libraryread_verilogread_file -format verilogset_wire_load_modelcreate_clockset_max_areaset_input_delay...set_output_delayset_scan_styleset test_default_delayset test_default_bidir_delayset test_default_strobeset test_default_periodcompile -scancreate_test_protocoldft_drcInsert_dftwritewrite_test_protocol4.相关文件组织DFT/Lab1/script/ //脚本文件夹tcrm.con //设计约束tcrm.tmv //测试时间约束变量设置tcrm.tp //测试协议tcrm.tcl//实验完整流程与命令集SMIC_db/ //库文件夹typical.db //前端综合库src/ //设计文件夹tcrm.v //设计数据report/ //报告文件夹，用来存放生成的报告mapped/ //存放综合过的网表文件5.实验步骤A）启动DFT Compiler 是DC_Ultra中一个组件，因此其启动命令与DC相同，在DC中输入DFT 相关命令就可以使用DFT Compiler。
ATPG自动测试生成模式
到资源限制； • 布尔差分法: 将电路描述抽象为数学表达式，将测试的过程归结为布尔方程求解过程； • 路径敏化法：由3个步骤组成：故障敏化、故障传播、线确认；D算法、PODEM、FAN; • 基于SAT的ATPG：利用高效SAT求解器求解ATPG问题，将SAT算法与ATPG方法结合； • 基于现代优化算法的ATPG：禁忌搜索，模拟退火，遗传算法，蚁群优化，人工神经网络等；
Roth五值代数{0,1,X,D,D}表示故障电路
• 1 ∧ D = D; (i) 1 ∧ 1=1, (ii) 1 ∧ 0=0
• 0 ∨ D =D; (i) 0 ∨ 0=0, (ii) 0 ∨ 1=1.
• D ¬ =D;
• X ∧ 1 =X
DFT
ATPG概述 ATPG算法 SAT &ATPG
ATPG算法
关于ATPG
目录
CONTENTS
1 DFT介绍 2 ATPG概述 3 ATPG经典算法 4 基于SAT的ATPG
DFT
ATPG概述 ATPG算法 SAT &ATPG
DFT: 全称是 Design For Test，可测试性设计，是在芯片设计过程中，加入可测性逻辑，生 成测试向量，达到测试大规模芯片的目的。
AGTP 算法首先给电路插入一个故障，然后通过各种机制激活故障，并将它产生的响应通过硬件 传播到电路的输出端，输出信号与无故障电路的期望值不同，这样就可检测到这个故障。
常见的ATPG算法包括：穷举法, 随机向量生成法, 布尔差分法, 路径敏化法, 基于SAT的ATPG, 基于 现代优化算法的ATPG
可测试性设计
边界扫描电路也可用于对板上芯片进行故障检测，但由于这 种测试方法要将所有的并行输入/输出数据串行化，测试向量 将十分长，故此方法一般只用于在板级系统调试时对怀疑失 效的集成电路的测试。 14
Boundary Scan Cells attached to every pin
Test Access Port (TAP) coCore logic
TAP
TDO
Four pin interface drives all tests
TCK TMS
图1 具有边界扫描结构的IC
15
PCB
Sh or t t o Vc c
Core logic T AP
So ld er Br id ge
Core logic T AP
TDI
JTAG TAP
7.2.2.1.1 全扫描技术（Full Scan） 全扫描设计就是将电路中的所有触发器用特殊设计的具有扫 描功能的触发器代替，使其在测试时链接成一个或几个移位 寄存器，这样，电路分成了可以分别进行测试的纯组合电路 和移位寄存器，电路中的所有状态可以直接从原始输入和输 出端得到控制和观察。 这样的设计将时序电路的测试生成简化成组合电路的测试生 成，由于组合电路的测试生成算法目前已经比较完善，并且 在测试自动生成方面比时序电路的测试生成容易得多，因此 大大降低了测试生成的难度。 已有的全扫描测试设计技术包括： 1、1975年由日本NEC公司开发的采用多路数据触发器结构的扫描 通路法（Scan Path），其中的时序元件为可扫描的无竞争D 型触发器。采用扫描通路法测试的芯片，必须采用同步时序。
总线结构类似于分块法，在专用IC 可测性设计中十 分有用，它将电路分成若干个功能块，并且与总线相 连。可以通过总线测试各个功能块，改进各功能块的 可测性。但这种方法不能检测总线自身的故障。 特定技术的一个主要困难在于它需要在电路中每个测 试点附加可控的输入端和可观察的输出端，因此增加 了附加的连线。 而后期的DFT 技术——结构化设计方法——则不同， 它对电路结构作总体上的考虑，可以访问电路内部节 点；按照一定的设计规则进行电路设计，只增加了用 于测试的内部逻辑电路，因而具有通用性。
数字系统测试与可测性设计实验指导书ATPG应用
数字系统测试与可测性设计实验指导书ATPG应⽤《数字系统测试与可测性设计》实验指导书（⼆）实验教师：2012年4⽉9⽇I．实验名称和⽬的实验名称：ATPG应⽤实验⽬的：了解Mentor公司的FastScan-(ATPG⽣成⼯具)业界最杰出的测试向量⾃动⽣成⼯具。
了解测试各种基准电路的标准输⼊格式，运⽤FastScan⼯具⽣成测试向量。
深⼊理解单固定故障模型相关概念。
II．实验前的预习及准备⼯作：1、充分理解课堂上学习的故障模型相关概念。
2、Mentor公司的测试相关⼯具的介绍缩略语清单：ATPG ：Automatic Test Pattern GenerationATE ：Automated Test EquipmentBIST ：Built In Self TestCUT ：Chip/Circuit Under TestDFT ：Design For TestabilityDRC ：Design Rule Check ingPI ：Primary InputPO ：Primary Output组合ATPG⽣成⼯具FastScanFastScan是业界最杰出的测试向量⾃动⽣成（ATPG）⼯具，为全扫描IC设计或规整的部分扫描设计⽣成⾼质量的测试向量。
FastScan⽀持所有主要的故障类型，它不仅可以对常⽤的Stuck-at模型⽣成测试向量，还可针对transition模型⽣成at-speed测试向量、针对IDDQ模型⽣成IDDQ测试向量。
此外FastScan还可以利⽤⽣成的测试向量进⾏故障仿真和测试覆盖率计算。
另外，FastScan MacroTest模块⽀持⼩规模的嵌⼊模块或存储器的测试向量⽣成。
针对关键时序路径，Fastscan CPA模块可以进⾏全⾯的分析。
主要特点：⽀持对全扫描设计和规整的部分扫描设计⾃动⽣成⾼性能、⾼质量的测试向量；提供⾼效的静态及动态测试向量压缩性能，保证⽣成的测试向量数量少，质量⾼；⽀持多种故障模型：stuck-at、toggle、transition、critical path和IDDQ;⽀持多种扫描类型：多扫描时钟电路，门控时钟电路和部分规整的⾮扫描电路结构；⽀持对包含BIST电路，RAM/ROM和透明Latch的电路结构⽣成ATPG；⽀持多种测试向量类型：Basic,clock-sequential,RAM-Sequential,clock PO,Multi-load; ?利⽤简易的Procedure⽂件，可以很⽅便地与其他测试综合⼯具集成；通过进⾏超过140条基于仿真的测试设计规则检查，保证⾼质量的测试向量⽣成；?FastScan CPA选项⽀持at-speed测试⽤的路径延迟测试向量⽣成；FastScan MacroTest 选项⽀持⼩规模的嵌⼊模块或存储器的测试向量⽣成；FastScanDiagnostics 选项可以通过分析ATE 机上失败的测试向量来帮助定位芯⽚上的故障；ASICVector Interfaces 选项可以针对不同的ASIC ⼯艺与测试仪来⽣成测试向量；最新的ATPG Accelerator 技术可以⽀持多CPU 分布式运算；智能的 ATPG 专家技术简单易⽤，⽤户即使不懂ATPG ，也能够由⼯具⾃动⽣成⾼质量的测试向量；⽀持32位或64位的UNIX 平台（Solaris,HP-PA)及LINUX 操作平台；FastScan 的A TPG 流程由上图可知，在启动FastScan 时，FastScan ⾸先读⼊、解释并检查门级⽹表和⼀个DFT 库。
《数字系统测试与可测试性设计基础》结课论文
《数字系统测试与可测性设计基础》结课论文题目：基于测试向量重组的VLSI低功耗测试算法基于测试向量重组的VLSI低功耗测试算法摘要：随着集成电路集成度和时钟频率的大幅度提高，测试功耗和测试时间急剧增加，这便成为集成电路测试中亟待解决的问题。
本文在课本所学知识的基础上，对当前流行的几种集成电路测试算法进行了简要介绍，并着重探讨了基于测试向量重组的低功耗测试算法。
关键字：低功耗测试；汉明间距；重组算法Abstract：With the rapid development of integrated circuits and increased clock frequency, the power consume and test time become an urgent problem to solve. Based on the knowledge that learned in class, this article introduces a few algorithms briefly, and talks about the low-power test algorithm based on test vectors reordering in detail.Key words:low test power；Hamming Distance；reordering algorithm1.引言近些年来，随着电路集成度和制造工艺的进步，与之相关的集成电路测试复杂度和测试功耗也越来越高。
集成电路的测试功耗不仅会使系统可靠性降低，成品率下降，还会减少电路寿命。
与此同时，集成电路的测试功耗会直接反映在其热损耗上，而且需要昂贵的冷却技术和负载与之匹配，从而极大地增加了电路的成本。
所以，在集成电路可测试性设计中，考虑如何降低测试功耗是当前新的研究热点和研究领域。
集成电路测试，就是生成一组被称为测试向量的二进制向量，将其输入到电路系统中，观察由此产生的输出响应，并与预期的正确结果进行比较，一致就表示系统正常，不一致则表示系统有故障。
2013-2014-1数字系统设计实验指导书(beta)
数字系统设计实验指导书课程名称：数字系统设计实验性质：设计性、验证性指导教师：李明面向对象：2011级电子信息工程所有学生机电学院教学实验中心电子信息综合实验室实验一 bcd2seg译码器设计【实验目的】掌握CPLD/FPGA的开发软件Quartus II的使用流程；熟悉DE2-115开发板的结构，并会使用板上的拨码开关和七段数码管。
【实验仪器】PC机1台Quartus-II 软件1套DE2-115开发板1套，板载usb-blaster下载线。
【实验原理】使用altera公司的Quartus II软件可以在其公司的FPGA上实现各种任意数字逻辑的设计。
ALTERA公司的QuartusII是Altera公司的第四代EDA集成开发环境，它操作方便、功能强大，提供了原理图输入和HDL语言输入功能，在环境中可以完成编译、查错、设计驱动信号、逻辑功能模拟、时序功能模拟、对FPGA／CPLD芯片编程以及SOPC的设计开发等功能。
【实验内容】在DE2开发板上实现4位的二进制输入七段数码管显示的译码功能模块。
【实验步骤】本实验中利用VerilogHDL在FPGA里面设计一个与门，请同学们按照以下步骤操作：1.在e盘新建一个目录e:\fpga\experiment1,（如果此目录已经存在，则删除experiment1目录）用于存放本次实验中的设计文件。
2.按下图操作打开QuartusII 10.0软件3.弹出界面如下图所示，按下图选择选项，点击OK，如果没有弹出下面界面，跳至步骤5.4.弹出窗口如下图，点击OK5.弹出界面如下图，点击欢迎界面左上角的X关闭欢迎界面6.点击菜单File–〉New出现如下图，在空白处敲入代码，如下图所示。
（注意：这里的文件名必须和module的模块名一致，不包括扩展名!）8.在出现的对话框中按下图设置：点击Yes9.出现创建项目向导，见下图，点击next10.出现下面窗口，阅读一下说明，了解其含义，不要修改内容，点击next11.添加文件窗口，系统默认把刚才创建的文件加入到项目中了。
atpg原理 -回复
atpg原理-回复原题：[ATPG原理]，以中括号内的内容为主题，写一篇1500-2000字文章，一步一步回答综合测试生成（Automatic Test Pattern Generation，ATPG）是集成电路设计中的一个重要环节。
在设计和制造过程中，为了确保集成电路的正确性和可靠性，需要对其进行全面的功能和结构测试。
ATPG是一种自动化工具，可以生成一系列测试模式，用于检测集成电路中的故障和错误。
本文将一步一步介绍ATPG的工作原理，并解释其在测试和验证中的重要性。
第一步：故障模型在ATPG过程中，首先需要确定故障模型。
故障模型是一种描述可能出现在集成电路中的错误和故障的抽象表示。
故障模型可以细分为不同的类型，如常见的卡住故障、延迟故障和硬件故障等。
根据故障模型，ATPG 将生成测试模式，用于检测和识别这些故障。
第二步：充分覆盖在测试生成的过程中，ATPG需要确保所生成的测试模式能够充分覆盖集成电路的所有功能和结构。
充分覆盖是指测试模式能够激活和测试集成电路中的各个部分，包括逻辑电路、存储元件和外部接口等。
为了达到充分覆盖的目标，ATPG会根据设计规格和电路结构，生成一系列针对不同功能和结构的测试模式。
第三步：故障检测与故障模拟生成测试模式后，ATPG需要对其进行故障检测和故障模拟。
故障检测是指通过应用测试模式来检测和识别集成电路中的故障。
这一步骤需要模拟故障发生的情况，并观察是否能够正确地检测到故障。
故障模拟是指在测试过程中，将故障模型应用到设计电路中，并通过模拟器对故障进行模拟。
通过故障模拟，可以验证测试模式的有效性，并确定是否可以检测到故障。
ATPG通常使用各种故障模拟技术，如单一故障模拟、随机故障模拟和并行故障模拟等，以确保测试模式能够准确地检测到集成电路中的故障。
第四步：测试生成算法ATPG的核心部分是测试生成算法。
测试生成算法根据电路设计的特点和故障模型，生成一系列测试模式。
根据不同的设计约束和目标，测试生成算法可以采用不同的策略和方法，如随机模式生成、判定理论和专家系统等。
可测性设计
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精选版课件ppt
边界扫描技术
❖ 选择集成电路 ➢ 在设计数字电路板时，应尽可能选择支持IEEE1149.1标
总结
总之，测试是很必要的
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精选版课件ppt
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精选版课件ppt
准的集成电路。 ➢ 优先选用同时支持IEEE1149.1和IEEE1532标准的可编程
集成电路。IEEE1532标准能使来自不同厂家的可编程逻 辑集成电路使用相同软件进行编程。
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精选版课件ppt
边界扫描技术
❖ 设计边界扫描链
➢ 由于LATTICE、XILINX、ALTERA、TI和AD公司的编程 软件工具不兼容，因此，为了便于使用各自的编程软件 工具进行编程，不同公司的可编程集成电路应放置在不 同的扫描链上，每一个扫描链提供一个独立的用于编程 和测试的JTAG接口。根据IEEE1149.1标准，JTAG测试 接口包括TMS、TCK、TRST、TDI和TDO等5种信号。 为了适应多JTAG接口的要求，边界扫描测试系统应提供 多个JTAG接口，例如ScanWorks最多能提供16个JTAG 接口。
TDO。为了保证这些信号的完整性，需要对进入数字电 路板的接口信号进行缓冲，特别是TCK和TMS。常用的 缓冲集成电路有54LS244。若54LS244不能满足速度要 求，则可以采用速度更快的FPGA作为缓冲器。 ➢ TRST是复位信号，常用接法如图2所示。该接法可以提 高驱动能力，解决因集成电路内部上拉电阻并联后阻值 过小而引起的TRST不能驱动为低电平的问题。
可测试性设计与ATPG综述
跳变延时(transition delay)故障模型 路径延时(path delay)故障模型
基于电流的故障模型
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静态电流Iddq
Iddq 指CMOS电路在所有门处于静态下的电源总电流 在CMOS 逻辑中非翻转状态的门只消耗静态或者二极管反向 (diode reverse) 电流。由于静态时PMOS和NMOS管不会同时 导通, 流过它的仅是漏电流即静态电流Iddq ，约为1nA。对于一 块大规模集成电路，其Iddq应在uA级（ Iddq大小与集成度有关） 任何导通的桥接、短路和断路故障都将导致静态电流Iddq上升一 个数量级以上
Scannable Equivalent Flip-Flop
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The Full-Scan Strategy
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Scan Chains
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扫描测试 Summarized（1）
◆ 扫描测试的基本原理
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Why Testing
因为：芯片在生产过程中 会产生的电路结构上的制 造缺陷！ 所以：我们需要通过测试 来挑出那些有制造缺陷的 成品芯片，防止其流入用 户手中！ 6
What is Testing
测试(Testing) 所要检查的不是设计的功能错误，而 是芯片在生产过程中引入的电路结构上的制造缺陷 (physical defects)
实际上在一块芯片上同时出现多个故障的可能 性非常小 即使一块芯片出现了多个故障，那么它几乎不 可能通过基于“单故障假设”的测试 从工程角度考虑，如果不采用这个假设，会大 大增加计算复杂度，远远超出目前可能的计算 能力
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基于Stuck-at故障模型的 组合电路故障侦测/测试向量生成
城轨ATP系统性能指标测试方案设计
城轨ATP系统性能指标测试方案设计为了确保城轨自动列车保持高水平的运行安全和稳定性，对城轨ATP系统的性能指标进行准确测试是非常重要的。
本文将设计一个城轨ATP系统性能指标测试方案，以保证测试的可靠性和有效性。
一、引言在城轨交通系统中，ATP（自动列车保护系统）起着至关重要的作用，它负责监控和控制列车的运行，以确保列车运行在安全的限制条件下。
为了保证系统的可靠性和安全性，需要对ATP系统的性能指标进行评估和测试。
二、测试目标和原理1. 测试目标- 测试ATP系统的可靠性和稳定性；- 测试ATP系统的准确性和响应速度；- 测试ATP系统在各种运行条件下的正确性。
2. 测试原理- 使用模拟器模拟真实的运行条件，生成各种测试用例；- 通过监控ATP系统的输出，评估其性能指标；- 对测试结果进行分析和比较，得出结论。
三、测试方案设计1. 测试环境搭建- 搭建模拟器测试平台，完全模拟真实的城轨运行环境；- 确保测试平台与实际运行环境的各项参数一致。
2. 测试用例设计- 根据实际情况确定测试用例的范围和数量；- 考虑各种极端情况和意外情况，编写全面的测试用例。
3. 测试过程- 执行测试用例，记录测试过程中的各项数据；- 监控ATP系统的输出，包括列车速度、位置信息等；- 测试过程中如有异常情况，需要及时记录并进行分析。
4. 测试结果分析- 对测试结果进行统计和分析，包括准确性、响应速度等指标；- 根据测试结果得出结论，对ATP系统的性能进行评价。
四、测试工具和软件1. 模拟器：使用先进的模拟器设备，能够完整地模拟城轨运行环境，并能够生成各种测试用例。
2. 数据记录和分析软件：使用专业的数据记录和分析软件，能够对测试过程中产生的大量数据进行存储和分析，以便后续的统计和评估。
五、测试的注意事项1. 安全性：在测试过程中，需要采取必要的安全措施，确保测试环境和测试过程安全可靠。
2. 数据准确性：要保证测试用例的准确性和全面性，避免人为因素对测试结果的影响。
DFT tetramax ATPG实验
实验一DFT Compiler1.实验目的：●熟悉DFT Compiler操作流程，完成对设计tcrm.v的自动扫描链插入。
●回顾使用Design Compile进行逻辑综合的流程。
2.实验内容：DFT Compiler是一款功能强大的用于可测性设计的工具，提供从前端逻辑域到后端物理域完整的可测性设计解决方案，自动综合为带有扫描链的可测性设计。
本文通过DFT Compiler 将设计tcrm.v综合为带有扫描链的门级网表tcrm_scan.vg,并输出测试协议文件tcrm_stil.spf，为进一步完成自动测试向量生成作数据准备。
设计的原理图如图2.1所示。
图2.1 tcrm原理图其Verilog代码形式详见tcrm.v3.DFT Compiler流程与基本命令set target_librarys et link_libraryread_verilogread_file -format verilogset_wire_load_modelcreate_clockset_max_areaset_input_delay...set_output_delayset_scan_styleset test_default_delayset test_default_bidir_delayset test_default_strobeset test_default_periodcompile -scancreate_test_protocoldft_drcInsert_dftwritewrite_test_protocol4.相关文件组织DFT/Lab1/script/ //脚本文件夹tcrm.con //设计约束tcrm.tmv //测试时间约束变量设置tcrm.tp //测试协议tcrm.tcl//实验完整流程与命令集SMIC_db/ //库文件夹typical.db //前端综合库src/ //设计文件夹tcrm.v //设计数据report/ //报告文件夹，用来存放生成的报告mapped/ //存放综合过的网表文件5.实验步骤A）启动DFT Compiler 是DC_Ultra中一个组件，因此其启动命令与DC相同，在DC中输入DFT 相关命令就可以使用DFT Compiler。
atpg原理 -回复
atpg原理-回复原理：ATPG（自动测试模式生成）是一种用于芯片测试的电子设计自动化（EDA）技术。
它通过生成测试模式（或称为刺激模式）来检测设计中的故障或缺陷，以保证芯片在使用过程中的正确性和可靠性。
ATPG原理属于计算机辅助设计（CAD）工具的一部分，广泛应用于集成电路设计和验证领域。
本文将以ATPG原理为主题，详细介绍ATPG技术的基本概念、流程和应用，并解释其在芯片测试中的重要性和优势。
一、ATPG的基本概念1. 设计规则检查（DRC）：DRC用于验证设计中是否存在规则冲突或违反，以确保芯片的制造可行性。
DRC通常在逻辑综合之后进行，并对电路的物理约束进行检查。
2. 逻辑综合：逻辑综合将高级语言描述的电路转换成低级语言或门级网表的形式，以便用于后续的物理设计和验证。
3. ATPG生成：ATPG生成是ATPG工具的核心步骤，其目标是根据设计规范和故障模型生成测试模式。
这些测试模式用于模拟电路的输入，并检测设计中的故障。
4. 故障模型：故障模型是一种描述设计中可能出现的故障类型和行为的数学模型。
常见的故障模型包括斯台特故障模型、单精度卡诺故障模型和扩展斯台特故障模型等。
二、ATPG的应用和优势1. 芯片级测试：ATPG可以帮助设计人员在芯片制造之前对芯片进行全面的测试，以确保其质量和可靠性。
通过生成测试模式，ATPG可以检测设计中的故障，帮助设计人员及时发现和修复问题。
2. 故障覆盖率分析：ATPG生成的测试模式可以用于评估故障覆盖率，即测试模式能够探测到设计中的故障的百分比。
通过分析故障覆盖率，设计人员可以判断测试的有效性和全面性，并根据需要进行改进。
3. 故障模拟验证：ATPG生成的测试模式可以用于故障模拟验证，以验证芯片设计的正确性。
通过模拟电路输入并应用测试模式，设计人员可以检测到设计中的故障和不确定性，并进行相应的修复和优化。
4. 故障调试：在芯片测试过程中，如果检测到故障，ATPG可以帮助设计人员确定导致故障的具体原因。
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《数字系统测试与可测性设计》实验指导书(二）实验教师：2012年４月９日I．实验名称和目的实验名称：ＡTPＧ应用实验目的：了解Ｍentor公司的FａstScan-(ATPG生成工具)业界最杰出的测试向量自动生成工具。
了解测试各种基准电路的标准输入格式，运用FａｓtScａn工具生成测试向量。
深入理解单固定故障模型相关概念。
IＩ.实验前的预习及准备工作:1、充分理解课堂上学习的故障模型相关概念。
2、Meｎtor公司的测试相关工具的介绍缩略语清单：ATＰGﻩ：Automatic TｅsｔＰatｔeｒn GｅｎeｒatｉonATE :Autｏmaｔed Teｓt EquipｍeｎtBISTﻩ:Ｂuｉlt In Ｓelf TｅsｔCUTﻩ:Chip/CirｃuiｔＵnder ＴestDFＴﻩ:DesｉgｎFor TestａbilityDRＣ:Dｅｓign Ｒｕle ChecｋingPIﻩﻩ：PｒimarｙIｎpuｔPＯﻩﻩ：Priｍary Outｐut组合ATＰG生成工具FasｔScanＦastSｃaｎ是业界最杰出的测试向量自动生成（ATＰG)工具,为全扫描IC设计或规整的部分扫描设计生成高质量的测试向量。
FａstScan支持所有主要的故障类型，它不仅可以对常用的Stuck-at模型生成测试向量,还可针对tｒａnsitioｎ模型生成at－speed测试向量、针对IDDQ模型生成IＤDＱ测试向量。
此外FastScan还可以利用生成的测试向量进行故障仿真和测试覆盖率计算。
另外,ＦastSｃan MacｒoTest模块支持小规模的嵌入模块或存储器的测试向量生成。
针对关键时序路径，Fａstｓcan CPA模块可以进行全面的分析。
主要特点：ﻫ•支持对全扫描设计和规整的部分扫描设计自动生成高性能、高质量的测试向量;•提供高效的静态及动态测试向量压缩性能,保证生成的测试向量数量少,质量高;ﻫ•支持多种故障模型:sｔｕck-at、togglｅ、transition、criticaｌ patｈ和IDDQ;•支持多种扫描类型：多扫描时钟电路,门控时钟电路和部分规整的非扫描电路结构；ﻫ•支持对包含BISＴ电路，ＲAM/ROM和透明Laｔcｈ的电路结构生成ATPＧ;•支持多种测试向量类型：Ｂasic,ｃlock－ｓequeｎtial,ＲAM-Ｓequｅntiａｌ,cｌoｃk P Ｏ,Muｌtｉ－lｏaｄ；ﻫ•利用简易的Procｅdｕre文件,可以很方便地与其他测试综合工具集成；ﻫ•通过进行超过140条基于仿真的测试设计规则检查,保证高质量的测试向量生成；ﻫ•F ａstSｃａn CPＡ选项支持at-ｓpｅed测试用的路径延迟测试向量生成;ﻫ•FastScａn MacｒｏTesｔ选项支持小规模的嵌入模块或存储器的测试向量生成;•FasｔScａnDiａｇnoｓｔicｓ选项可以通过分析ATＥ机上失败的测试向量来帮助定位芯片上的故障；•AＳIＣVeｃtoｒ Intｅrfaceｓ选项可以针对不同的AＳＩC工艺与测试仪来生成测试向量;ﻫ最新的ＡＴPG Accelｅｒatoｒ技术可以支持多CＰU 分布式运算；•智能的 ATPG专家技术简单易用，用户即使不懂ATＰＧ，也能够由工具自动生成高质量的测试向量;•支持32位或64位的UNＩX平台(Ｓoｌarｉｓ，HP-ＰA)及LIＮＵX操作平台；ﻫＦaｓtScan的ＡTPＧ流程由上图可知,在启动FａstScａｎ时,FaｓtＳcａｎ首先读入、解释并检查门级网表和一个DFＴ库。
如果遇到问题，ＦastＳcan会退出并发布一个消息。
如果没有遇到问题，FastScan 直接进入到配置（Seｔｕｐ)模式。
在配置模式，可以使用交互方式或者使用Doｆｉle批处理方式，来建立关于电路和扫描的基本信息，以及指定在设计展平(ｆｌattenｉnｇ)阶段时影响生成仿真模型的条件。
完成所有配置后,退出配置模式就直接进入到DRC检查阶段，进行DRC检查。
如果检查通过，那么直接进入到ATPG模式。
进入ATＰG模式后由上图可看出，有四个过程:生成错误列表,生成测试模式,压缩测试模式和储存测试向量。
FaｓtScａｎ的输入需要以下几个文件:带Ｓcan chaｉｎ的电路网表,库描述文件和FasｔSｃaｎ的三个控制文件(*．doｆｉｌe,*.ｔeｓtprｏc，Ｔimｐlａｔe)，下面分别进行详细解释。
1.电路网表(＊．v)已经带有扫描链的Verｉlog格式的网表。
2.库描述文件(ｆs＿lib)用于连接厂家提供的Meｎｔor模型库。
3.timｅplate文件timeplａtｅ文件描述了ATＰG向量中各时间点(输入跳变点，输出取样点,时钟沿位置，周期等）ｔimescａlｅ和测试过程文件(prｏcedure ｆile)文件名,可以根据需要加以修改。
ＦastＳcan是以事件为基础的。
其时序模型是基于以测试周期划分事件的,主要包含了下列一些事件：ｆorce_pi：对ＰI(Priｍａry Iｎpuｔ)输入值。
ｍeasure_po：测量PＯ(Ｐrimaｒy Ouｔput）的输出值。
caｐtｕre_cｌoｃｋ_on：把捕获时钟打开。
capture_cｌoｃk＿ｏfｆ：把捕获时钟关闭。
rａｍ_ｃｌoｃk_on:把用于读写RAM的时钟打开。
ｒam＿clock＿ofｆ:把用于读写RAM的时钟关闭。
其基本格式如下:timepｌａte “tｉmeplate＿namｅ”＝timepｌaｔe_staｔemｅｎt;...ｅnd;以下是一个实例：// Eｘamｐle Tiｍeｐlare／/ 指定了以后所有的时间单位为纳秒(ｎs),刻度为１，这一步是必须的。
sｅｔtｉｍｅscale１nＳ;／/ 指定采样(strｏbe）窗口的宽度为1,由于前面定义了时间刻度为1ｎs，所以strobｅ窗口实际宽度为１nｓset stroｂe＿ｗinｄoｗtime 1；// 定义了名字为tp0的ｔiｍｅpｌate文件timｅplatｅ"tｐ0" =// 定义了在0时刻对PI输入ｆorcｅ_pi 0;// 定义了在8０时刻对PO采样measure＿po 80;／/定义了在１00时刻把捕获时钟打开cａpturｅ_clｏcｋ_on 10０;/／定义了在1２0时刻把捕获时钟关闭ｃaptuｒe＿cloｃk＿off 1２0;// 定义了周期为2０0,即在２０0时刻所有动作结束，重新开始新一周期动作perioｄ２0０;ｅnd;/／指定后面要用到的测试过程文件名为ｄesｉgn.testproc，ｓcan ｇｒouｐ名为grp1set ｐｒocedure fｉlｅ"grp１＂＂design.ｔｅstｐｒoc"；4.dｅsign.ｄｏfｉle.dofile文件主要是Ｍｅｎtoｒ提供的一个批处理文件，可以自动控制FａsｔS ｃａn的操作。
下列desｉgn．doｆile中主要描述了Scａn chaｉｎ的组成管脚和grｏuｐ定义(见下例中add scａn cｈaiｎs 命令和add sｃａn group命令)。
时钟的定义及其值，由于FastScan认为所有改变时序元件的状态的信号都为时钟,包括了复位信号，置位信号和系统时钟信号等。
reｓeｔ信号表示为时钟，其值赋为无效电平。
在测试状态下需要保持恒定逻辑值的管脚如TEST_ENABLE，测试覆盖率的设定。
/／samplｅ．doｆｉle/／定义了ｓcan groupaｄd scan ｇroups grp1 desｉgn.testproc／／定义了Scａn chaｉn的组成管脚add sｃan ｃhains chａiｎ1grｐ１SＣAN_ＩN SCAＮ_OUT// 使RＥSEＴ信号无效adｄｃloｃks 1 ＲＥＳET／/ 使ＳCＡN_CLＯＣK信号有效ａｄd ｃloｃks ０SCAN_CLＯＣK// 设置TEＳＴ＿ENＡBＬＥ为恒1add pin coｎstrainｔs TEＳT_ＥNＡBＬＥＣ1// 设置最大覆盖率seｔatpg li -tesｔ_coveragｅ9０5．测试过程文件(＊.testproc）测试过程文件定义了扫描电路的操作,主要包括时钟的定义和一些管脚的逻辑值设定,可以手工生成，也可自动生成。
测试过程文件仅仅包含了扫描相关事件的时序信息,然而ATPＧ过程本身不需要测试过程文件来包含实际时序信息,自动测试设备(AＴE)和某些仿真器需要这些信息。
因此必须修改用于AＴPG的测试过程文件来包含实际时序信息。
定义了扫描电路的操作。
测试过程文件有自己的规则如:每一句必须占一单行,双斜杠/／后面的内容都是注释,所有语句必须在prｏcｅdｕｒe和ｅnd之间，可以有空白行等等。
其基本格式如下:ｐｒoceduｒe＜procedurｅ_type> <proｃedure_namｅ＞=procｅdｕｒｅ_stａtemen t;...end;在一个测试过程文件中通常有以下几个过程：•Ｔeｓt_Sｅtup(oｐtional)这个过程用来为Loaｄ＿Unload过程设置非扫描元件的状态。
如果在设置了管脚约束之后运行ATPG,需要在这个过程中限制这些管脚，否则FastScａn自动会为你限制这些管脚,但可能会导致时序冲突。
在下面这个实例中，设置了ＳCAN_ENABLE和ＴEST_EＮABLE的初始值，并定义了周期。
ｐｒｏcedurｅtest_setｕp ＝／/ at timｅ0 force the SCAN_ENABLＥａvalueｏｆ0fｏrｃe SCＡＮ＿ENABＬE ０0;// at ｔimｅ0forｃｅthe TEST_ＥNABLE ａvalue of １forceＴEＳT＿ENAＢLＥ1０；／／表明整个周期在4０0ｎｓ结束，即周期为４00nspｅｒｉod 400;end；•Shｉfｔ(ｒｅquired）这个过程描述了如何通过翻转时钟,在输入端输入值以及采样输出端等方式来将数据顺着扫描链移动一个位置。
其数据流向如下图:ͼ1 移位过程在这个过程中,必须要包括forｃe命令，fｏrce_ｓci命令(或者force_scｉ_eｑuｉv命令)和ｍeasuｒｅ_ｓco命令。
在下面这个实例中，定义了一个典型扫描移位操作。
由于我们前面定义了时间刻度为1ns,所以在测试过程文件中所有的时间都以1nｓ为刻度,即所有时间数字都倍乘1ns。
pｒｏcedure ｓhiｆｔ=//fｏrｃｅscan chain inｐuｔａt time 20nsfoｒce_ｓci２0；/／mｅasuｒe scａn cｈain ｏutput aｔｔｉme 4０nsmeaｓｕre_ｓco ４０;// ｐuｌse thｅcloｃkforce cｐ．0 1 １00;forcｅｃp.0 020０；// a uｎｉt oｆdeａdｔｉme ｆor sｔabilityｐeｒiod40０;end;针对上面实例的详细时序见下图:ͼ1 移位过程时序显然在这个过程包含了四个扫描事件：在2０ns时刻输入，在4０ns采样,时钟在100nｓ变为１,在２0０ns变为0,周期为400nｓ。