数字系统自诊断技术：行列奇偶校验与特征分析

"基于行列奇偶校验和特征分析法的数字系统自诊断技术 (1996年)" 本文探讨了一种结合行列奇偶校验原理和特征分析法的数字电路板自诊断技术，旨在提高复杂数字系统的故障定位能力。该技术主要应用于电路板级别的自检测，尤其针对固定型故障的定位。通过运用这种方案，能够精确识别出单个模块故障以及同一行或同一列的多个模块故障。对于其他类型的多模块故障，也能将其范围缩小到一个较小的区域。 作者们提到，单模块故障和双模块故障在所有可能出现的故障类型中占据了相当高的概率，这使得该方案具有很高的实用价值。随着数字系统复杂性的增加，内置自检测和自诊断功能变得至关重要。文中指出，尽管组合电路测试一直是研究的焦点，但随着VLSI（超大规模集成电路）的发展，传统的测试生成方法（如FAN算法）已难以应对高集成度芯片的故障检测。 文章回顾了70年代末以来的线路内自测试（BIST）研究进展，特别是特征分析法的应用，如串行输入的线性反馈移位寄存器（LFSR）和并行输入的多输入特征寄存器（MISR）。从80年代中期开始，研究者们开始关注电路板级别的自检测和自诊断，提出了各种方法，包括使用测试总线对电路板进行测试。 本文提出的自诊断技术基于总线结构，利用行列奇偶校验来增强特征分析的效率。具体来说，将电路板上的模块分为若干组，每组包含K个模块，通过总线对每个模块的输出进行检测。如果某个模块的输出端数量少于总线位数，其余位置则填充0。通过这种方式，可以有效地压缩数据并进行校验，以识别故障模块。 在实现过程中，文章中提到的总线结构允许在具有总线结构的电路板上直接使用系统总线作为测试总线，而对于没有总线结构的系统，可以借助IEEE 1149.1标准定义的测试总线进行测试。这种方法不仅适用于VLSI和LSI芯片的故障诊断，还能适应不同输出端数的模块，提高了测试的灵活性和效率。 总结而言，该技术提供了一种创新的电路板级自诊断策略，结合了行列奇偶校验和特征分析的优势，对于现代复杂数字系统的维护和故障排查具有重要的实践意义。通过这种方式，可以快速、准确地定位故障，减少停机时间，提高系统的可靠性和可用性。