Le test unifié de cartes appliqué à la conception de systèmes fiables

The unified board testing applied to the design of reliable systems

• Auteur / Autrice : Marcelo Lubaszewski
• Direction : Bernard Courtois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microélectronique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Techniques de l’informatique et de la microélectronique pour l’architecture des systèmes intégrés (Grenoble1994-....)
• Jury : Président / Présidente : Bernard Courtois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : José Luis Huertas Díaz, Paulo Ivo Cortez Teixeira
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christian Landrault, Mani Soma

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Electronique

Fiabilite

Essai

Carte electronique

Circuit integre

Autocontrole

Boundary scan

Test en ligne

Test hors ligne

Surete

Reliability

Test

Printed circuit board

Integrated circuit

Self control

Résumé

Si on veut assurer de facon efficace les tests de conception, de fabrication, de maintenance et le test accompli au cours de l'application pour les systemes electroniques, on est amene a integrer le test hors-ligne et le test en-ligne dans des circuits. Ensuite, pour que les systemes complexes tirent profit des deux types de tests, une telle unification doit etre etendue du niveau circuit aux niveaux carte et module. D'autre part, bien que l'integration des techniques de test hors-ligne et en-ligne fait qu'il est possible de concevoir des systemes pour toute application securitaire, le materiel ajoute pour assurer une haute surete de fonctionnement fait que la fiabilite de ces systemes est reduite, car la probabilite d'occurrence de fautes augmente. Confrontee a ces deux aspects antagoniques, cette these se fixe l'objectif de trouver un compromis entre la securite et la fiabilite de systemes electroniques complexes. Ainsi, dans un premier temps, on propose une solution aux problemes de test hors-ligne et de diagnostic qui se posent dans les etapes intermediaires de l'evolution vers les cartes 100% compatibles avec le standard IEEE 1149. 1 pour le test "boundary scan". Une approche pour le BIST ("Built-In Self-Test") des circuits et connexions "boundary scan" illustre ensuite l'etape ultime du test hors-ligne de cartes. Puis, le schema UBIST ("Unified BIST") - integrant les techniques BIST et "self-checking" pour le test en-ligne de circuits, est combine au standard IEEE 1149. 1, afin d'obtenir une strategie de conception en vue du test unifie de connexions et circuits montes sur des cartes et modules. Enfin, on propose un schema tolerant les fautes et base sur la duplication de ces modules securitaires qui assure la competitivite du systeme resultant du point de vue de la fiabilite, tout en gardant sa sureté inherente

On one hand, if the goal is to ensure that the design validation, the manufacturing and the maintenance testing, along with the concurrent error detection are efficiently performed in electronic systems, one is led to integrate the off-line and the on-line testing into circuits. Then, for complex systems to make profit of these two types of tests, such unification must be extended from the circuit to the board and module levels. On the other hand, although the unification of off-line and on-line testing techniques makes possible the design of systems suiting any safety application, the hardware added for increasing the application safety also decreases the system availability and reliability, since the probability of occurrence of faults increases. Faced to these two antagonist aspects, this thesis aims at finding a compromise between the safety and the reliability of complex electronic systems. Thus, firstly we propose a solution to the off-line test and diagnosis problems found in the intermediate steps in the evolution towards boards which are 100% compliant with the IEEE standard for boundary scan testing. An approach for the BIST (Built-In Self-Test) of boundary scan circuits and interconnects then illustrates the ultimate step in the board off-line testing. Next, the UBIST (Unified BIST) scheme - merging BIST and self-checking capabilities for circuit on-line testing, is combined with the IEEE standard for boundary scan testing, in order to obtain a design strategy for unifying the tests of interconnects and circuits populating boards and modules. Finally, we propose a fault-tolerant scheme based on the duplication of these kind of modules which ensures the competitivity of the resulting system in terms of reliability at the same time as preserving the inherent module safety