[發明專利]一種基于路徑分析的2DMESH片上網絡交換機測試方法

在審

• 申請號: 201710164942.7
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107070703A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 江建慧;柯敏輝;張穎
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/939;H04L12/947
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 翁惠瑜

技術領域

本發明涉及片上網絡交換機的測試方法，尤其是涉及一種基于路徑分析的2DMESH片上網絡交換機的測試方法。

背景技術

隨著半導體技術以及集成電路技術的飛速發展，單個芯片中IP(Intellectual Property)核數量越來越多，基于片上總線的系統芯片(System-on-chip，SoC)在設計上遇到了全局時鐘難以同步、地址空間有限、無法支持多節點并行通訊與系統拓展不夠靈活等問題，嚴重制約了集成在單一芯片上的IP核規模及系統性能。片上網絡(Network-on-chip，NoC)是片上系統一種新的通信方式，其利用分布式系統的通信方式，通過路由和分組交換的方式通信，能很好地適應在復雜SoC設計中常使用的全局異步局部同步的時鐘機制，并具有良好的可伸縮性和可拓展性。

片上網絡由資源節點、通訊節點(交換機)、通道和資源網絡接口組成，為了讓片上網絡有效應用于復雜的數字系統，必須要對片上網絡進行測試。對NoC的測試包括對IP核的測試，對網絡中的連接鏈路的測試，以及對交換機的測試。NoC交換機制測試的重要性能指標有硬件成本、故障覆蓋率及測試時間。

交換機是2D Mesh片上網絡系統數據轉發的核心部件，其是否能正常工作直接影響整個片上網絡系統的功能，因而對交換機的測試是片上網絡測試的焦點問題。現有的片上網絡交換機測試方法存在硬件成本過高、故障覆蓋率不夠或測試包數量過多等問題，影響了測試性能。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種低硬件成本、高故障覆蓋率的基于路徑分析的2D MESH片上網絡交換機測試方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于路徑分析的2D MESH片上網絡交換機測試方法，包括以下步驟：

1)構建故障字典；

2)確定作為測試入口和測試出口的交換機，在測試入口處生成測試包，每個收到所述測試包的交換機復制所述測試包，并按XY和YX路由算法發出，記錄路由方向；

3)在測試出口處記錄所有到達該測試出口的測試包，獲得所有測試包的路徑信息，獲得一實際路徑集合；

4)將所述實際路徑集合與故障字典進行匹配，確定故障交接機。

所述構建故障字典具體為：

預測每個交換機發生故障時，由測試入口處生成的測試包按XY和YX路由算法到達測試出口處的所有路徑信息，建立相應類二叉樹結構，獲取每個類二叉樹結構的根節點到所有葉節點的所有路徑，獲得的路徑集合放入故障字典的對應故障交接機單元中。

交換機發生的故障為固定輸出接口型故障，所述固定輸出接口型故障的類型包括Stuck-at East、Stuck-at West、Stuck-at South、Stuck-at North和Stuck-at Processor。

采用差別記錄法將獲得的路徑集合放入故障字典的對應故障交接機單元中，所述差別記錄法具體為：

將所述路徑集合與無故障路徑集合的每條路徑進行比較，將與無故障路徑集合不同的路徑記為故障路徑存入故障字典的對應故障交接機單元中，并在故障路徑后添加改變位。

所述改變位為0或1，0表示與無故障路徑相比此故障路徑是減少的，1表示與無故障路徑相比此故障路徑是增加的。

采用重復路徑結合法將獲得的路徑集合放入故障字典的對應故障交接機單元中，所述重復路徑結合法具體為：

對所述路徑集合進行處理，路徑集合中的重復路徑僅保留一個，其他刪除，將處理后的路徑集合放入故障字典的對應故障交接機單元中。

對所述路徑集合進行處理時，在路徑集合中的每條路徑后添加用于記錄該路徑重復次數的標志位。

在構建故障字典時，測試入口和測試出口分別同時作為測試出口和測試入口。

所述記錄路由方向時，分別用1、2、3、4、5表示East、North、West、South、Processor五個方向。

所述故障字典采用離線方式構建。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1)所需測試包數量是片上網絡測試的重要指標，由于洪泛算法每個交換機需要將測試包復制兩份發出，而本發明方法僅需要將測試包復制一份，因而避免了不必要的測試包的浪費。

2)本發明采用XY和YX路由算法相結合的路由算法，并從兩個方向相互發送測試包，可以在保證故障覆蓋率100％的情況下有效減少由洪泛算法造成的測試包的浪費。