專利名稱：檢查微處理器或微控制器的計(jì)算機(jī)核心的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢查微處理器或微控制器的計(jì)算機(jī)核心的按規(guī)定的功能的一種方法。該計(jì)算機(jī)核心包含多個(gè)分別具有各多個(gè)晶體管的門電路。在該方法中在計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行期間周期性地進(jìn)行自檢。在自檢的范圍內(nèi)檢查計(jì)算機(jī)核心的門電路的規(guī)定的功能。
此外本發(fā)明涉及用于檢查微處理器或微控制器的計(jì)算機(jī)核心的按規(guī)定的功能的一種自檢。該計(jì)算機(jī)核心包含多個(gè)分別具有多個(gè)晶體管的門電路。在計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行期間可以以周期的運(yùn)行中實(shí)施該自檢。對(duì)此該自檢檢查計(jì)算機(jī)核心的門電路的按規(guī)定的功能。
最后本發(fā)明涉及具有一個(gè)計(jì)算機(jī)核心的微處理器或微控制器，該計(jì)算機(jī)核心具有多個(gè)分別具有多個(gè)晶體管的門電路。在計(jì)算機(jī)核心上可以實(shí)施用于檢查計(jì)算機(jī)核心的按規(guī)定的功能的自檢?？梢栽谟?jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行期間以周期的運(yùn)行實(shí)施該自檢。對(duì)此該自檢檢查計(jì)算機(jī)核心的門電路的按規(guī)定的功能。
技術(shù)狀況計(jì)算機(jī)核心的自檢也稱為內(nèi)置自檢(BIST)。不同的自檢方法例如公開于DE 4305288 A1和Bhl.E及其他人發(fā)表于InternationalTest Conference，Paper24.1，567至577頁，0-7803-4209-7/97，1997 IEEE的文章“The Fail-Stop Controller AEll”。本發(fā)明主要涉及該出版文獻(xiàn)。
“計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行”是指，例如在控制設(shè)備的微處理器或微控制器上執(zhí)行控制程序，通過該控制程序才使微處理器或者控制設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)其控制功能。微處理器或微控制器的計(jì)算機(jī)核心也稱為中央處理器(CPU)或核心。
從汽車控制設(shè)備領(lǐng)域已知為了在控制設(shè)備的按規(guī)定運(yùn)行期間檢查控制設(shè)備的計(jì)算機(jī)核心的功能，預(yù)先規(guī)定具有相同計(jì)算性能的兩個(gè)計(jì)算機(jī)。這也被稱為冗余的計(jì)算機(jī)方案。在兩個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行控制或者調(diào)節(jié)算法。兩個(gè)計(jì)算機(jī)的控制或者調(diào)節(jié)算法的結(jié)果彼此不斷比較。在結(jié)果彼此出現(xiàn)顯著偏差的情況下在兩個(gè)計(jì)算機(jī)中的一個(gè)計(jì)算機(jī)中有錯(cuò)誤并且斷開整個(gè)系統(tǒng)，以便避免錯(cuò)誤的控制或者調(diào)節(jié)。
可是在這個(gè)從現(xiàn)技術(shù)狀況中已知的、用于檢查控制設(shè)備的微處理器或微控制器的計(jì)算機(jī)核心的按規(guī)定的功能的方法中缺點(diǎn)是，在控制設(shè)備的按規(guī)定運(yùn)行中、也就是說在執(zhí)行控制或者調(diào)節(jié)程序時(shí)才出現(xiàn)的錯(cuò)誤導(dǎo)致在一個(gè)時(shí)刻斷開控制設(shè)備，在該時(shí)刻控制或者調(diào)節(jié)功能可能是特別重要的。在對(duì)汽車的穩(wěn)定調(diào)節(jié)中，例如如果汽車有滑向一旁的危險(xiǎn)，那該調(diào)節(jié)是有用的。如果在這種情況下檢測(cè)到控制設(shè)備的計(jì)算機(jī)核心發(fā)生錯(cuò)誤并斷開該控制設(shè)備，因此該調(diào)節(jié)不起作用，這可能導(dǎo)致危險(xiǎn)的情況直至汽車滑向一旁。
為了消除這些缺點(diǎn)，研制了例如從DE 195 00 188 A1中公開的所謂分集計(jì)算機(jī)方案，在該方案中第一計(jì)算機(jī)、所謂的算法計(jì)算機(jī)性能高于第二計(jì)算機(jī)、所謂的監(jiān)控計(jì)算機(jī)。在算法計(jì)算機(jī)上執(zhí)行真正的控制或者調(diào)節(jié)算法和附加的校驗(yàn)計(jì)算。如同控制或調(diào)節(jié)算法，在同一微處理器或微控制器上、可是在不同的時(shí)間分段中實(shí)施校驗(yàn)計(jì)算。在每次調(diào)用校驗(yàn)計(jì)算時(shí)檢查計(jì)算機(jī)核心的確定范圍、也就是說確定的門電路的按規(guī)定的功能。如果該算法計(jì)算機(jī)沒有按規(guī)定運(yùn)行，也就是說沒有執(zhí)行控制或者調(diào)節(jié)程序，這時(shí)利用校驗(yàn)計(jì)算也可以識(shí)別算法計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)核心的錯(cuò)誤。該校驗(yàn)計(jì)算可以被稱為是一種自檢。
在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上執(zhí)行同樣的校驗(yàn)計(jì)算。校驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果被相互比較，在結(jié)果相互出現(xiàn)顯著偏差的情況下在算法計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)核心內(nèi)有錯(cuò)誤并且斷開該算法計(jì)算機(jī)，以便避免錯(cuò)誤的控制或者調(diào)節(jié)。借助于該校驗(yàn)計(jì)算可以達(dá)到算法計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)核心的所有門電路的80％至85％的檢測(cè)覆蓋。
必須依然根據(jù)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上控制或者調(diào)節(jié)算法的模擬和模擬的結(jié)果與算法計(jì)算機(jī)的實(shí)際結(jié)果的比較檢查算法計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)核心的剩余15％至20％的門電路的按規(guī)定的功能。因此對(duì)于計(jì)算機(jī)核心的這15％至20％的門電路依然存在上述問題，也許在算法的按規(guī)定運(yùn)行中、也就是說例如在執(zhí)行控制或者調(diào)節(jié)程序時(shí)才可能出現(xiàn)并識(shí)別故障。此外在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中控制或者調(diào)節(jié)算法的模擬導(dǎo)致，在改變真正的控制或者調(diào)節(jié)算法時(shí)也必須改變模型。也就是有兩組開發(fā)人員不斷進(jìn)行工作，以便一方面改進(jìn)真正的控制或者調(diào)節(jié)算法并且另一方面改進(jìn)模型。這意味著可觀的人工費(fèi)用和成本。
本發(fā)明的任務(wù)是，如此檢查微處理器或微控制器的計(jì)算機(jī)核心的按規(guī)定的功能，以致避免上述缺點(diǎn)。尤其是該功能檢查應(yīng)也能及早檢測(cè)在微處理器或微控制器的按規(guī)定運(yùn)行中才出現(xiàn)的這種錯(cuò)誤，并且盡可能放棄使用控制或者調(diào)節(jié)算法的模型。
為了解決該任務(wù)建議以開始提到的那種方法為出發(fā)點(diǎn)，在執(zhí)行自檢期間至少檢查計(jì)算機(jī)核心的、其狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行的那些門電路。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明已認(rèn)識(shí)到，在計(jì)算機(jī)核心中存在一些門電路，其狀態(tài)不影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行。例如固定在0或固定在1的這些門電路錯(cuò)誤因此絕對(duì)不影響計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行并因此不影響微處理器或微控制器的按規(guī)定的功能。此外認(rèn)識(shí)到，不必由自檢檢查這些門電路，以便可以確保微處理器的按規(guī)定的功能。
對(duì)于本發(fā)明重要的是，首先確定自檢不包含的所有門電路，并且證明，這些門電路的狀態(tài)是不重要的，也就是說不影響確定的計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明雖然沒有實(shí)現(xiàn)完全的計(jì)算機(jī)核心的所有門電路的檢測(cè)覆蓋，可是檢查了所有重要的門電路。在本發(fā)明中可以放棄用于檢查自檢沒有覆蓋的門電路的、計(jì)算機(jī)程序的模擬、例如控制或者調(diào)節(jié)算法的模擬，因?yàn)檫@些門電路本來就不影響計(jì)算機(jī)程序的按規(guī)定執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的有益的改進(jìn)方案建議，通過-完成計(jì)算機(jī)核心的自檢方案；-檢查，計(jì)算機(jī)核心的自檢方案在執(zhí)行期間不檢查的那個(gè)門電路的狀態(tài)是否影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行；-假如計(jì)算機(jī)核心的至少一個(gè)門電路的狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行，自檢方案在執(zhí)行期間不檢查該門電路，則通過如此擴(kuò)展自檢方案，以致附加地至少檢查計(jì)算機(jī)核心的，自檢方案沒有檢查的并且其狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行的那些門電路，完成完善的自檢；以及-假如自檢方案在執(zhí)行期間不檢查的、計(jì)算機(jī)核心的門電路的狀態(tài)不影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行，則考慮該自檢方案作為完善的自檢。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式建議，在這個(gè)檢查之前，即計(jì)算機(jī)核心的、自檢方案在執(zhí)行期間不檢查的這些個(gè)門電路的狀態(tài)是否影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行，確定，自檢方案在執(zhí)行期間不檢查計(jì)算機(jī)核心的那些門電路。
有益地在一個(gè)仿真器上實(shí)施這個(gè)確定，即自檢方案在執(zhí)行期間不檢查計(jì)算機(jī)核心的那些門電路，在該仿真器上至少部分模仿計(jì)算機(jī)核心的門電路結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地在一個(gè)仿真器上實(shí)施這個(gè)檢查，即計(jì)算機(jī)核心的、自檢方案在執(zhí)行期間不檢查的那些門電路的狀態(tài)是否影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行，在該仿真器上至少部分模仿計(jì)算機(jī)核心的門電路結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明任務(wù)的另外的解決方案，以開始提到的那種自檢為出發(fā)點(diǎn)建議，自檢在執(zhí)行期間至少檢查計(jì)算機(jī)核心的、其狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行的那些門電路。
作為本發(fā)明任務(wù)的另外的解決方案，以開始提到的那種微處理器或微控制器為出發(fā)點(diǎn)建議，在微處理器或微控制器上包含的自檢在執(zhí)行期間至少檢查計(jì)算機(jī)核心的、其狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行的那些門電路。
附圖從本發(fā)明的、在圖中描述的實(shí)施例的下面說明中得出本發(fā)明的另外的特征、應(yīng)用可能性和優(yōu)點(diǎn)。在此所有被說明的或被描述的特征單獨(dú)地或任意的組合、獨(dú)立于在權(quán)利要求中對(duì)它們的概括或它們的反關(guān)系以及獨(dú)立于在說明書中或者在圖中的表達(dá)或圖示形成本發(fā)明的對(duì)象。圖指出

圖1用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的、檢查微處理器按規(guī)定的功能的方法的分集計(jì)算機(jī)方案；圖2用于實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)技術(shù)狀況中已知的、檢查微處理器按規(guī)定的功能的方法的分集計(jì)算機(jī)方案；圖3根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；和圖4根據(jù)本發(fā)明的微處理器。
實(shí)施例的說明在圖4中以具有參考符號(hào)30的整體表示根據(jù)本發(fā)明的微處理器。經(jīng)過一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸連接35微控制器30與主存儲(chǔ)器31并與一個(gè)輸入/輸出單元32連接。主存儲(chǔ)器31用于存儲(chǔ)計(jì)算量和計(jì)算機(jī)程序。通過輸入/輸出單元32從外圍設(shè)備讀入數(shù)據(jù)并向外圍設(shè)備輸出數(shù)據(jù)。
微處理器30具有一個(gè)計(jì)算機(jī)核心36，其也被稱為中央處理器(CPU)或核心。微處理器30包含一個(gè)控制器33和運(yùn)算單元34?？刂破?3承擔(dān)在處理器30內(nèi)部的過程控制以及控制主存儲(chǔ)器31和輸入/輸出單元32。該控制器促使從主存儲(chǔ)器31中讀出計(jì)算機(jī)程序的指令、判讀該指令并控制該指令的執(zhí)行。從主存儲(chǔ)器31中讀出必須處理的運(yùn)算數(shù)或該運(yùn)算數(shù)經(jīng)過輸入/輸出單元32被輸入運(yùn)算單元34中，結(jié)果被寫入主存儲(chǔ)器31中或經(jīng)過輸入/輸出單元32被輸出。對(duì)此運(yùn)算單元34承擔(dān)運(yùn)算數(shù)和結(jié)果的中間存儲(chǔ)并實(shí)施該運(yùn)算數(shù)的邏輯與算術(shù)運(yùn)算。
除了外部的主存儲(chǔ)器31外，該微處理器30本身具有一些存儲(chǔ)單元。其中一部分被預(yù)先規(guī)定用于在處理器30內(nèi)部的特殊過程并且對(duì)于機(jī)器程序或者匯編編程不可以被直接支配。另外的部分象主存儲(chǔ)器31的存貯單元一樣可以被明確地調(diào)用并因此對(duì)程序員來說是可見的。
計(jì)算機(jī)核心36的電路主要由許多晶體管(沒有示出)組成。多個(gè)晶體管可以結(jié)合成為門電路。門電路的輸出端被稱作節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)可以被描述為在每個(gè)時(shí)刻具有明確行為的計(jì)算機(jī)核心電路的點(diǎn)。一個(gè)計(jì)算機(jī)核心包含例如大約100000個(gè)分別具有大約10至100個(gè)晶體管的門電路。
從Bhl.E及其他人發(fā)表于International Test Conference，Paper 24.1，567至577頁，0-7803-4209-7/97，1997 IEEE的文章“The Fail-Stop Controller AEll”中公開了一個(gè)微控制器，在該微控制器上同樣可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。強(qiáng)調(diào)涉及該出版文獻(xiàn)。
在圖2中描述了一個(gè)分集的計(jì)算機(jī)方案，比如公開于DE 195 00 188A1的方案。強(qiáng)調(diào)涉及該出版文獻(xiàn)。該計(jì)算機(jī)方案用于實(shí)施從現(xiàn)技術(shù)狀況中已知的、用于檢查汽車控制設(shè)備的微控制器30的計(jì)算機(jī)核心36的按規(guī)定的功能的方法。
在該分集計(jì)算機(jī)方案中預(yù)先規(guī)定兩個(gè)計(jì)算機(jī)。第一計(jì)算機(jī)、所謂的算法計(jì)算機(jī)1性能高于第二計(jì)算機(jī)、所謂的監(jiān)控計(jì)算機(jī)2。在算法計(jì)算機(jī)1上執(zhí)行具有真正控制或者調(diào)節(jié)算法3的計(jì)算機(jī)程序。此外在算法計(jì)算機(jī)1上實(shí)施校驗(yàn)計(jì)算(CR)4。在校驗(yàn)計(jì)算4中在限定的范圍內(nèi)微處理器30執(zhí)行檢查程序，經(jīng)過輸出單元32截取并分析利用輸出信號(hào)。由算法計(jì)算機(jī)1在時(shí)間分段內(nèi)平行于真正的控制或者調(diào)節(jié)算法3的實(shí)施聯(lián)機(jī)執(zhí)行作為計(jì)算機(jī)程序的一部分、軟件方式實(shí)現(xiàn)的校驗(yàn)計(jì)算4。當(dāng)在時(shí)間分段內(nèi)每次調(diào)用校驗(yàn)計(jì)算時(shí)檢查計(jì)算機(jī)核心36的確定范圍、也就是說確定的門電路的按規(guī)定的功能。對(duì)于校驗(yàn)計(jì)算4的完全運(yùn)行在多個(gè)時(shí)間分段內(nèi)調(diào)用校驗(yàn)計(jì)算。在運(yùn)行校驗(yàn)計(jì)算之后不是所有的計(jì)算機(jī)核心36的門電路被檢查到。通常在校驗(yàn)計(jì)算中達(dá)到算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的所有門電路的大約80％至85％的檢查覆蓋。
在監(jiān)控計(jì)算機(jī)2上同樣實(shí)施校驗(yàn)計(jì)算(CR)5。對(duì)此檢查模擬計(jì)算機(jī)2的計(jì)算機(jī)核心36的門電路的按規(guī)定的功能。在算法計(jì)算機(jī)1上實(shí)施的校驗(yàn)計(jì)算4的結(jié)果與在模擬計(jì)算機(jī)2上實(shí)施的校驗(yàn)計(jì)算5的結(jié)果彼此進(jìn)行比較。在結(jié)果彼此出現(xiàn)顯著偏差的情況下，在算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36中有錯(cuò)誤并且斷開該算法計(jì)算機(jī)，以便避免錯(cuò)誤的控制或者調(diào)整。
如果算法計(jì)算機(jī)沒有按規(guī)定運(yùn)行、也就是說如果沒有執(zhí)行控制或者調(diào)整程序，那么利用校驗(yàn)計(jì)算也可以識(shí)別出算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的錯(cuò)誤。校驗(yàn)計(jì)算可以稱為一種自檢。
必須根據(jù)在監(jiān)控計(jì)算機(jī)2上的計(jì)算機(jī)程序、例如控制或者調(diào)節(jié)算法3的模型6和監(jiān)控計(jì)算機(jī)2的模擬結(jié)果與算法計(jì)算機(jī)1的實(shí)際結(jié)果的比較檢查算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的剩余15％至20％的、校驗(yàn)計(jì)算沒有包含的門電路的按規(guī)定的功能。在監(jiān)控計(jì)算機(jī)2上在模型6中模擬控制或者調(diào)節(jié)算法3。真正的控制或者調(diào)節(jié)算法3的結(jié)果與模擬的控制或者調(diào)節(jié)算法的結(jié)果彼此進(jìn)行比較。在結(jié)果彼此出現(xiàn)顯著偏差的情況下在算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36中有錯(cuò)誤并斷開該算法計(jì)算機(jī)。通過這種方式雖然可以檢查校驗(yàn)計(jì)算沒有覆蓋到的、微處理器30的門電路的故障?？墒菍?duì)于這些算法計(jì)算機(jī)1的微處理器30的15％至20％的門電路存在這個(gè)問題，即也許在微處理器30的按規(guī)定運(yùn)行中、也就是說在執(zhí)行控制或者調(diào)節(jié)程序時(shí)才出現(xiàn)并可以識(shí)別故障。此外在監(jiān)控計(jì)算機(jī)2中控制或者調(diào)節(jié)算法的模型6導(dǎo)致，在改變控制或者調(diào)節(jié)算法3的情況下也必須改變模型6。
因此根據(jù)本發(fā)明建議在圖1中示出的分集計(jì)算機(jī)方案，在該方案中已知的校驗(yàn)計(jì)算擴(kuò)展成為完全的自檢7、8、所謂的內(nèi)置自檢(BIST)。作為BIST 7的基礎(chǔ)可以動(dòng)用由半導(dǎo)體生產(chǎn)商在生產(chǎn)計(jì)算機(jī)核心36的過程中使用的測(cè)試矢量。在BIST 7中由算法計(jì)算機(jī)1執(zhí)行測(cè)試程序，生成的結(jié)果(簽名)作為輸出信號(hào)在微處理器30的輸出端上被截取并被分析利用。
為了分析利用測(cè)試結(jié)果，該結(jié)果經(jīng)過串行數(shù)據(jù)接口提供給監(jiān)控計(jì)算機(jī)2使用。在監(jiān)控計(jì)算機(jī)中算法計(jì)算機(jī)1的BIST 7的測(cè)試結(jié)果和監(jiān)控計(jì)算機(jī)2的BIST 8的測(cè)試結(jié)果彼此進(jìn)行比較。在檢測(cè)到錯(cuò)誤的情況下安全斷開算法計(jì)算機(jī)1直到下一次接通電源電壓(硬件復(fù)位)。代替分離的監(jiān)控計(jì)算機(jī)2第二個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)元件也可以與算法計(jì)算機(jī)一起作為ASIC(Application Specific Integrated Circuit；專用集成電路)集成在一個(gè)公共的硬件組件上。
由算法計(jì)算機(jī)1在時(shí)間分段內(nèi)平行于真正的控制或者調(diào)節(jié)算法3的實(shí)施聯(lián)機(jī)執(zhí)行作為在微處理器30上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序的一部分、軟件方式實(shí)現(xiàn)的BIST 7。當(dāng)在一個(gè)時(shí)間分段內(nèi)每次調(diào)用BIST 7時(shí)檢查計(jì)算機(jī)核心36的確定范圍、也就是說確定門電路的按規(guī)定的功能。對(duì)于BIST 7的運(yùn)行必須多次調(diào)用BIST。BIST的運(yùn)行持續(xù)大約幾毫秒(例如3ms)。在運(yùn)行BIST之后達(dá)到算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的所有門電路的大約90％至95％的檢測(cè)覆蓋。
對(duì)于BIST沒有包含的、剩余的5％至10％門電路可以通過仿真驗(yàn)證，這些門電路的狀態(tài)沒有影響確定的計(jì)算機(jī)程序、特別是控制或者調(diào)節(jié)算法在微處理器30上的按規(guī)定執(zhí)行。為了保證這5％至10％的門電路的按規(guī)定的功能也不必-象在現(xiàn)技術(shù)狀況中一樣-使用計(jì)算機(jī)程序的模型6。以根據(jù)本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用獨(dú)立地檢查微處理器30的功能并同時(shí)實(shí)現(xiàn)完全檢查計(jì)算機(jī)核心的所有重要門電路。
為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法，首先必須確定，由BIST 7檢查算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的那些門電路的按規(guī)定的功能或者BIST 7不檢測(cè)那些門電路。對(duì)于BIST 7不檢測(cè)的門電路，于是必須為了在微處理器30上執(zhí)行的確定計(jì)算機(jī)程序而確定，這些門電路的狀態(tài)是否影響該計(jì)算機(jī)程序的按規(guī)定執(zhí)行。
可以借助于模擬計(jì)算機(jī)、所謂的硅仿真器確定二者。在模擬計(jì)算機(jī)上以可編程的門電路(FPGAField Programmable Gate Arrays現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)模擬計(jì)算機(jī)核心36的門電路結(jié)構(gòu)。借助于來自計(jì)算機(jī)核心36的生產(chǎn)商并且說明計(jì)算機(jī)核心特性的網(wǎng)絡(luò)表來編程模擬計(jì)算機(jī)。門電路處在由計(jì)算機(jī)、特別是由工作站控制并操作的仿真盒中。仿真盒與工作站形成模擬計(jì)算機(jī)。
通過故障仿真的方法驗(yàn)證BIST的有效性。仿真提供代表故障覆蓋程度的、作為按百分比計(jì)算的量的特征數(shù)。在故障仿真時(shí)為指令測(cè)試在仿真計(jì)算機(jī)上運(yùn)行具有算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的無故障和有故障模型的指令測(cè)試程序。如果指令測(cè)試程序確定偏差，則識(shí)別出故障。所有指令測(cè)試程序的整體形成計(jì)算機(jī)核心36的BITS 7。BIST沒有發(fā)現(xiàn)的每個(gè)單故障在另外的過程中是在下個(gè)步驟中執(zhí)行的故障仿真的輸入變量。
在模擬計(jì)算機(jī)的門電路模型上實(shí)施故障仿真，以便確定門電路的狀態(tài)對(duì)計(jì)算機(jī)程序的按規(guī)定執(zhí)行的影響。根據(jù)這個(gè)事實(shí)，即故障仿真器與算法計(jì)算機(jī)1的外圍設(shè)備合作，可以確定通過BIST沒有發(fā)現(xiàn)的故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。
如果在故障模擬和故障仿真的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的一個(gè)門電路，其一方面不是由BIST檢測(cè)并且其另一方面影響計(jì)算機(jī)程序的按規(guī)定執(zhí)行，則可以這樣相應(yīng)擴(kuò)展或改變BIST，使得該門電路也由BIST檢測(cè)。因此在一個(gè)重復(fù)的過程中如此進(jìn)一步擴(kuò)展BIST 7，以致識(shí)別全部關(guān)鍵的剩余故障并因此保證系統(tǒng)安全。
在圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。在功能塊10中開始該方法。在功能塊11中完成算法計(jì)算機(jī)1的計(jì)算機(jī)核心36的BIST方案?？梢元?dú)立于計(jì)算機(jī)程序(例如具有控制或者調(diào)節(jié)算法)完成該方案，以后應(yīng)在微處理器30執(zhí)行該程序?？墒且部梢栽O(shè)想，在BIST的方案中已經(jīng)考慮以后應(yīng)在微處理器30上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序。通常在計(jì)算機(jī)核心36的生產(chǎn)商處完成方案。
在功能塊12中實(shí)施故障模擬，以便為IBST的方案確定方案的有效性，也就是說以便確定，該方案不檢查那些門電路。然后在功能塊13中實(shí)施故障仿真。故障模擬和故障仿真二者在計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)者處在模擬計(jì)算機(jī)中實(shí)施，該計(jì)算機(jī)程序在微處理器30上執(zhí)行。在故障仿真時(shí)分別為BIST的方案在執(zhí)行期間不檢查的門電路確定，該門電路的狀態(tài)是否影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器30上的按規(guī)定執(zhí)行。如果影響，則從一個(gè)詢問塊14分支到功能塊15，功能塊15在一個(gè)故障存儲(chǔ)器中存放當(dāng)前門電路的標(biāo)記?？墒侨绻?dāng)前觀察的門電路的狀態(tài)沒有影響計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行，則分支到另一個(gè)詢問塊16，其檢查，是否已檢查所有的、BIST的方案不檢測(cè)的門電路。如果不檢查，則分支到功能塊17，其選擇下一個(gè)門電路作為當(dāng)前門電路。從功能塊15也分支到詢問塊16。
如果已檢查所有的、BIST的方案不檢測(cè)的門電路，則分支到功能塊18，其讀出故障存儲(chǔ)器。在詢問塊19中檢查故障存儲(chǔ)器是否為空。如果為空，則分支到功能塊20，其認(rèn)為BIST的當(dāng)前方案為完善的BIST7。在功能塊21中結(jié)束根據(jù)本發(fā)明的方法。
可是如果計(jì)算機(jī)核心的至少一個(gè)門電路的狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序在微處理器30上的按規(guī)定執(zhí)行(故障存儲(chǔ)器不為空)，BIST的方案在執(zhí)行期間不檢查該門電路，則從詢問塊19分支到功能塊11，功能塊11在考慮故障存儲(chǔ)器內(nèi)容的情況下再一次完成BIST的方案。
這種遞推方法將一直執(zhí)行，直到滿足在詢問塊19中的條件(故障存儲(chǔ)器為空)。因此根據(jù)本發(fā)明以一個(gè)遞推方法確定對(duì)于各自的計(jì)算機(jī)程序最佳的BIST。
權(quán)利要求
1.檢查微處理器(30)或微控制器的計(jì)算機(jī)核心(36)的按規(guī)定的功能的方法，其中計(jì)算機(jī)核心(36)包含多個(gè)分別具有多個(gè)晶體管的門電路，在該方法中在計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上按規(guī)定執(zhí)行期間周期地執(zhí)行自檢(7)，并且在自檢(7)的范圍內(nèi)檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的門電路的按規(guī)定的功能，其特征在于，在執(zhí)行自檢(7)期間至少檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的、其狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定的那些執(zhí)行這個(gè)門電路。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，完成自檢(7)通過-完成計(jì)算機(jī)核心(36)的自檢(7)方案(11)；-檢查，計(jì)算機(jī)核心(36)的、自檢(7)的方案在執(zhí)行期間沒有檢查的那些門電路(14)的狀態(tài)是否影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行；-假如計(jì)算機(jī)核心的至少一個(gè)門電路的狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行，自檢(7)的方案在執(zhí)行期間不檢查該門電路，則通過如此擴(kuò)展自檢(7)的方案，使得附加地至少檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的、自檢(7)的方案沒有檢查過的并且其狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行的那個(gè)門電路，以完成完善的自檢；以及-假如自檢(7)的方案在執(zhí)行期間不檢查的、計(jì)算機(jī)核心(36)的門電路狀態(tài)不影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行，則該自檢方案作為完善的自檢(7)考慮(20)。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，在檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的、自檢(7)的方案在執(zhí)行期間不檢查的那些門電路的狀態(tài)是否影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行之前，確定自檢(7)的方案在執(zhí)行期間不檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的那些門電路。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在一個(gè)仿真器上實(shí)施這個(gè)確定(11)，即自檢(7)的方案在執(zhí)行期間不檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的那些門電路，在該仿真器上至少部分模擬計(jì)算機(jī)核心(36)的門電路結(jié)構(gòu)。
5.按照權(quán)利要求2至4之一的方法，其特征在于，在一個(gè)仿真器上實(shí)施該檢查(14)，即自檢(7)的方案在執(zhí)行期間不檢查的、計(jì)算機(jī)核心(36)的那些門電路的狀態(tài)是否影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行，在該仿真器上至少部分模擬計(jì)算機(jī)核心(36)的門電路結(jié)構(gòu)。
6.用于檢查微處理器(30)或微控制器的計(jì)算機(jī)核心(36)的按規(guī)定的功能的自檢，其中該計(jì)算機(jī)核心(36)包含多個(gè)分別具有多個(gè)晶體管的門電路，在計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上按規(guī)定執(zhí)行期間可以以周期的運(yùn)行實(shí)施自檢(7)并且檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的門電路的按規(guī)定的功能，其特征在于，自檢(7)在執(zhí)行期間至少檢查計(jì)算機(jī)核心(7)的、狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行的那些門電路。
7.具有一個(gè)計(jì)算機(jī)核心(36)并具有一個(gè)用于檢查計(jì)算機(jī)核心(37)的按規(guī)定的功能的自檢(7)的微處理器(30)或微控制器，該計(jì)算機(jī)核心具有多個(gè)分別具有多個(gè)晶體管的門電路，其中在計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上按規(guī)定執(zhí)行期間可以以周期的運(yùn)行實(shí)施自檢(7)并且檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的門電路的按規(guī)定的功能，其特征在于，自檢(7)在執(zhí)行期間至少檢查計(jì)算機(jī)核心(36)的、其狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)或微控制器上的按規(guī)定執(zhí)行那些門電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及檢查微處理器(30)的按規(guī)定的功能的方法，其中微處理器(30)包含多個(gè)分別具有多個(gè)晶體管的門電路，在該方法中在計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)上按規(guī)定的執(zhí)行期間周期地實(shí)施自檢(7)，并且在自檢(7)的范圍內(nèi)檢查微處理器(30)的門電路的按規(guī)定的功能。為了如此檢查微處理器(30)的按規(guī)定的功能，使得該功能檢查也可以及早識(shí)別，在微處理器(30)的按規(guī)定運(yùn)行中才出現(xiàn)的這些故障，并且為了盡可能放棄使用控制或者調(diào)節(jié)算法的模型(6)，建議在自檢(7)的執(zhí)行期間至少檢查微處理器(30)的、狀態(tài)影響計(jì)算機(jī)程序(3)在微處理器(30)上的按規(guī)定執(zhí)行那些門電路。
文檔編號(hào)G06F15/76GK1561488SQ02819230
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者K·－P·馬特恩, M·赫林, W·哈特 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司