Software-basierter Selbsttest eingebetteter Speicher

Abstract

Prozessoren werden häufig mittels softwarebasierter Selbsttests (SBST) getestet, da dieses Testverfahren mehrere Vorteile besitzt. Zunächst ist der Test zerstörungsfrei, und wird im funktionalen Betriebszustand des Prozessors durchgeführt. Es ist weder eine Veränderung des Hardwaredesigns erforderlich noch ist ein Übertesten möglich. Die Testmethode ist flexibel einsetzbar und kann sowohl beim Herstellungstest als auch im Feld genutzt werden. Speicher werden dagegen üblicherweise mittels eingebauter Selbsttests (engl. built-in self-test, BIST) getestet, da der Overhead durch die zusätzliche Testhardware nur gering ausfällt und diese Tests bei Speichern ohne Performance-Einbußen realisiert werden können. In dieser Arbeit wird die softwarebasierte Umsetzung von Speichertests untersucht um die Vorteile softwarebasierter Selbsttests auch bei Speichertests nutzen zu können. Dies stellt eine Herausforderung dar, da softwarebasiert nicht jede Operationsfolge mit frei wählbarem Zeitverhalten erzeugt werden kann. Insbesondere bei dynamischen Fehlern kann dies zu einer Verringerung der Testabdeckung führen. Hierzu wird ein Framework zur automatischen Umwandlung von Marchtestbeschreibungen in Testprogramme für den miniMIPS-Prozessor vorgestellt. Dabei steht besonders die Laufzeit des Testprogramms und die erreichte Testabdeckung im Vordergrund. Die Testabdeckung wird durch Simulation und Fehlerinjektion experimentell bestimmt. Es zeigt sich, dass die Fehlerabdeckung für die untersuchten statische und dynamische Fehlermodelle durch die vorgestellte Implementierung in Software nicht beeinträchtigt wird.