Interested Article - Маршевый тест

Ма́ршевый тест ( англ. March test ) — тест ячеек оперативной памяти (ОЗУ), имеющий линейную зависимость сложности от ёмкости запоминающего устройства .

Описание

Маршевый тест состоит из конечного числа маршевых элементов. При этом каждый маршевый элемент определяется через порядок формирования адресной последовательности и порядок операций чтения и записи .

Формирование адресной последовательности может быть :

Последовательный по возрастанию (↑);
Последовательный по убыванию (↓);
Последовательный по возрастанию или убыванию (↑↓);

Операции чтения и записи рассматриваются из следующих:

«r0» ( англ. read ) — чтение ячейки памяти с ожидаемым значением 0;
«r1» — чтение ячейки памяти с ожидаемым значением 1;
«w0» ( англ. write ) — запись в ячейку памяти значения 0;
«w1» — запись в ячейку памяти значения 1.

Описываемых операций для каждой из ячеек может быть несколько.

Например, маршевый тест MATS (Modified Algorithmic Test Sequence) описывается следующим образом: {↑↓(w0); ↑(r0, w1); ↓(r1)}. Этот тест имеет три маршевых элемента и сложность O(4N) . Первый элемент «↑↓(w0)» рассматривается как фаза инициализации и устанавливает начальное значение ячейки памяти. Она может использоваться как при переходе к новым проверяемым ячейкам, так и изначально путём записи во все ячейки ОЗУ. Вторая фаза «↑(r0, w1)» представляет собой перебор всех ячеек по возрастанию, во время которого происходит чтение и проверка 0, и далее запись 1. Третий элемент «↓(r1)» используется в последующем перебором всех ячеек с чтением и проверкой 1 .

Набор элементов маршевого теста (как элементы, так и их последовательность) определяет его покрывающую способность и эффективность обнаружения отказов .

Особенности

Маршевые тесты имеют приемлемую покрывающую способность неисправностей ОЗУ и простоту реализации, что важно для встроенных средств самотестирования ( англ. Built-In Self-Test, BIST ) .

Классические маршевые тесты

Считаются классическими следующие маршевые тесты :

Список классических маршевых тестов
№	Название теста	Сложность теста	Описание
1	Scan	4N	{↑↓(w0); ↑↓(r0); ↑↓(w1); ↑↓(r1)}
2	MATS	4N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1); ↓(r1)}
3	MATS+	5N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1); ↓(r1, w0)}
4	MATS++	6N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1); ↓(r1, w0, r0)}
5	Marching 1/0	14N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1); ↓(r1, w0, r0); ↑↓(w1); ↑(r1, w0, r0); ↓(r0, w1, r1)}
6	March X	6N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1); ↓(r1, w0); ↑↓(r0)}
7	March Y	8N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1); ↓(r1, w0, r0); ↑↓(r0)}
8	March C	11N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1); ↑(r1, w0); ↑↓ (r0); ↓(r0, w1); ↓(r1, w0); ↑↓(r0)}
9	March C-	10N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1); ↑(r1, w0); ↓(r0, w1); ↓(r1, w0); ↑↓(r0)}
10	March A	15N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, w0, w1); ↑(r1, w0, w1); ↓(r1, w0, w1, w0); ↓(r0, w1, w0)}
11	March B	17N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, w0, r0, w1); ↑(r1, w0, w1); ↓(r1, w0, w1, w0); ↓(r0, w1, w0)}
12	Algorithm B	17N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, w0, w1); ↑(r1, w0, r0, w1); ↓(r1, w0, w1, w0); ↓(r0, w1, r1, w0)}
13	March C-R	15N	{↑↓(w0); ↑(r0, r0, w1); ↑(r1, r1, w0); ↓(r0, r0, w1); ↓(r1, r1, w0); ↑↓(r0, r0)}
14	PMOVI	13N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1); ↑(r1, w0, r0); ↓(r0, w1, r1); ↓(r1, w0, r0)}
15	PMOVI-R	17N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, r1); ↑(r1, w0, r0, r0); ↓(r0, w1, r1, r1); ↓(r1, w0, r0, r0)}
16	March G	23N+2D	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, w0, r0, w1); ↑(r1, w0, w1); ↓(r1, w0, w1, w0); ↓(r0, w1, w0); D; ↑↓(r0, w1, r1); D; ↑↓(r1, w0, r0)}
17	March U	13N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, w0); ↑(r0, w1); ↓(r1, w0, r0, w1); ↓(r1, w0)}
18	March UD	13N+2D	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, w0); D; ↑(r0, w1); D; ↓(r1, w0, r0, w1); ↓(r1, w0)}
19	March U-R	15N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, r1, w0); ↑(r0, w1); ↓(r1, w0, r0, r0, w1); ↓(r1, w0)}
20	March LR	14N	{↑↓(w0); ↓(r0, w1); ↑(r1, w0, r0, w1); ↑(r1, w0); ↑(r0, w1, r1, w0); ↓(r0)}
21	March LA	22N	{↑↓(w0); ↓(r0, w1, w0, w1, r1); ↑(r1, w0, w1, w0, r0); ↓(r0, w1, w0, w1, r1); ↓(r1, w0, w1, w0, r01); ↓(r0)}
22	March M	16N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, w0); ↑↓(r0); ↑(r0, w1); ↑↓(r1); ↓(r1, w0, r0, w1); ↑↓(r1); ↓(r1, w0)}
23	March PS	23N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, w0, r0, w1); ↑(r1, w0, r0, w1, r1); ↑(r1, w0, r0, w1, r1, w0); ↑(r0, w1, r1, w0, r0)}
24	March PNPSFk	18N	{↑↓(w0); ↑(r0, w1, r1, w0); ↓(r0, w1); ↑(r1, w0, r0, w1); ↑(r1, w0); ↑(r0, w1); ↓(r1, w0, r0)}
25	Cheng test	17N	{↑↓(w0); ↑(w1, r1, w0); ↑(r0, w1); ↑(r1, w0, r0, w1); ↑(r1, w0); ↓(r1, w0); ↓(r0, w1); ↓(r1, w0); ↑↓(r0)}

Рассматриваемые маршевые тесты имеют разную способность к обнаружению отказов :

Таблица обнаруживающей способности маршевых тестов
№	Название теста	Сложность теста	SA	TF	CFin	CFid	TF-CF	CFid-CFid	CFin-CFin	CFid-CFin
1	MATS	4N	+	-	-	-	-	-	-	-
2	MATS+	5N	+	-	-	-	-	-	-	-
3	MATS++	6N	+	+	-	-	-	-	-	-
4	Marching 1/0	14N	+	+	+	-	+	-	-	-
5	March X	6N	+	+	+	-	-	-	-	-
6	March Y	8N	+	+	+	-	+	-	-	-
7	March C	11N	+	+	+	+	-	-	+	-
8	March C-	10N	+	+	+	+	-	-	+	-
9	March A	15N	+	+	+	+	-	+	-	-
10	March B	17N	+	+	+	+	+	+	-	-
11	Algorithm B	17N	+	+	+	+	+	+	-	-

В таблице :

SA ( англ. stack-at ) — константный отказ ;
TF ( англ. transition faults ) — переходные отказы, когда ячейка не может перейти в одно из состояний 1 или 0;
СF ( англ. coupling fault ) — отказы взаимного влияния; когда состояние ячейки с одним адресом влияет на состояние ячейки с другим адресом;
CFin ( англ. inversing coupling fault ) — инверсное взаимное влияние; например, если изменение в 1 одной ячейке приводит к 0 в другой ячейке;
CFid ( англ. indepotent coupling fault ) — при изменении одной ячейки происходит принудительная установка определённого значения в другой ячейке.

Примечания

↑ , с. 25.
↑ Ad.J. van de Goor, A. Offerman, I. Schanstra. // Proceedings ED TC European Design and Test Conference. — 1996. — Март. — С. 420–427 . — doi : . 16 июня 2018 года.
↑ , с. 60.
↑ , с. 26.
, с. 60—61.
, с. 59.
, с. 61—62.
, с. 63.
.
, с. 27—28.

Литература

Ярмолик С. В., Занкович А. П., Иванюк А. А. Маршевые тесты для самотестирования ОЗУ. — Издательский центр БГУ, 2009. — 271 с. — ISBN 9789854767079 .
Ярмолик С. В. Контроль и диагностика вычислительных систем. — Бестпринт, 2019. — 387 с. — ISBN 9789859050954 .
A.J. van de Goor. Testing Semiconductor Memories: Theory and Practice. — Wiley. — 1991. — 512 с. — ISBN 978-0-471-92586-6 .