[發明專利]一種面向以太網控制器收發通路的內建自測試方法及系統

有效

• 申請號: 202010033571.0
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111221694B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 李龍飛;馮海強;尹堉洲;楚亞楠;李童;王劍峰
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: G06F11/22
• 分類號: G06F11/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種面向以太網控制器收發通路的內建自測試方法及系統，采用片內回環的理念，構建數據從發送路徑回繞到接收路徑的通路；通過控制器內部產生測試激勵并對結果進行比對分析，判定控制器核心功能及收發通路是否運轉正常，并在發生故障時進行自動定位；同時采用管腳復用的方式，實現對測試模式、測試結果的靈活配置和輸出。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種面向以太網控制器收發通路的內建自測試方法及系統，尤其適用于對控制器管腳數目和硬件資源有限制、接口協議復雜、電氣特性要求較高的芯片，如低功耗嵌入式千兆以太網控制器、萬兆以太網控制器等。

背景技術

目前，在主流的以太網控制器中，其接口帶寬通常都能達到或超過1000Mbps。換句話說，千兆及更高帶寬的以太網控制器占據了絕大部分的市場。事實上，當前以太網的最大帶寬可達100Gbps，而下一代400Gbps的標準也正在制定當中。

然而，不斷增大的網絡接口帶寬對以太網控制器芯片的測試工作帶來了新的難點和更大的測試成本。一方面，高速接口的物理電氣信號、協議規范越來越復雜，導致測試向量的生成難度不斷增大，測試周期和風險均隨之增大；另一方面，對高速接口發出的數據進行采樣和分析的難度增大，從而對ATE測試設備的性能要求不斷提高，導致測試成本增大。

內建自測試(Built In Self Test，BIST)技術不依賴于昂貴的測試設備，只需要依靠芯片的自身結構便能完成自測試，從而能夠在保證測試速度的情況下極大的降低測試復雜度和測試成本。但是目前的BIST技術大多應用于對芯片內部存儲資源的測試和掃描，針對芯片具體功能層面的邏輯內建自測試并不能夠做到統一化和標準化。具體來說，對于以太網控制器芯片，針對其核心數據收發功能的自測試方法并未得到普遍的應用且相關研究工作較少。

現有的一種是通過Verilog硬件描述語言對物理層數字控制系統進行編碼，并在其中嵌入了完善的內建自測試系統以便于芯片測試，實現了對Rapid IO物理芯片的自測試。但該方法只針對Rapid IO的物理層應用，并未實現對整個控制器的自測試，因此在實際應用中具有很大的局限性。此外，該方法在測試過程中需要通過外圍接口配置多個寄存器，且測試結束后需要讀取寄存器才能獲取結果，操作流程復雜，步驟繁瑣，對用戶的友好性不足。還有一種分析和討論了芯片中主要包含的故障類型，并針對控制器類芯片提出了一套完整的可測試設計方案。雖然其方案中也采用了內建自測試的方法，但其只實現了對存儲器的內建自測試，并未涉及到對控制器核心功能層面的測試。還有采用改進多播路由算法并行傳輸測試數據包，將測試激勵電路和響應分析電路加在被測電路中，并通過采取測試與數據傳輸并行執行策略，減少了測試時間。但其只適用于交換、路由等電路或設備，并不適用于以太網控制器這類網絡終端設備。另外，測試模式單一，并不能提夠不同負載壓力、不同數據轉發類型的測試，因此其功能性、實用性仍存在較大優化的空間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種面向以太網控制器收發通路的內建自測試方法及系統，有效解決高帶寬以太網控制器芯片在測試、老化過程中存在的測試激勵生成復雜度高、數據協議分析難度大等問題，基于內建自測試技術的思想，有效加快芯片在成測和老化階段的進程，提高了測試效率，降低了測試成本，且不占用額外的芯片管腳，保持對芯片管腳定義的兼容。

本發明采用以下技術方案：

一種面向以太網控制器收發通路的內建自測試方法，包括以下步驟：

S1、根據測試模式選擇方法對測試模式進行解析，并判斷測試模式的配置是否符合測試模式選擇方法的規定；若配置正確，則進行步驟S2；否則退出測試，整個測試結束；

S2、將面向處理器接口端的數據收發路徑進行切換，使數據的收發路徑分別與芯片內部的自測試單元連接；

S3、根據步驟S1中獲得的測試模式對測試環境進行配置，包括回環深度、MAC和PHY的工作速率、MAC和PHY的雙工模式；