电子系统内建自测试通用模型构建及其测试策略优化方法研究

In order to solve the problem of testing and fault diagnosis of complex electronic systems, the electronic system built-in self-test universal model and test strategy optimization based on the model is proposed in this project. Universal chaotic automatic test pattern generation matching model is established to reduce the test pattern length, shorten the test time, and reduce test power consumption, improve the anti-random fault detection rate; Automatic test pattern generation of the PWM signal and the output response analysis of multi-dimensional fault feature space is proposed for analog circuits BIST. Through data mining methods to extract the effective fault characteristic information, it can improve fault isolation rate of analog circuit parameter tolerances failure; Universal testability unified mathematical formalization description model from different levels of the electronic system is proposed; We establish multiple fault diagnosis model and logical behavior of fault diagnosis inference mechanism to improve electronic systems BIST fault diagnosis optimization strategy; Finally, the electronic systems BIST universal basic test circuit prototype is invented;Through the research work of the project, theoretical and technical support is provided for the electronic systems BIST design and testability. The versatility and basic research of electronic systems BIST technology can be promoted and improved.

为解决复杂电子系统测试与故障诊断问题，本项目提出建立电子系统内建自测试通用模型的方法，并在此模型基础上进行测试策略优化方法研究。建立通用的混沌自动测试矢量生成匹配模型，减少测试矢量长度、缩短测试时间、降低测试功耗、提高抗随机故障检测率；针对模拟电路内建自测试存在的问题，提出基于PWM信号的自动测试矢量生成及其输出响应分析的多维故障特征空间构建方法，通过数据挖掘提取有效故障特征信息，提高模拟电路参数容差型故障可隔离定位的精度；研究电子系统内建自测试可测试性建模方法，从电子系统的不同层次建立可测试性统一数学形式化描述模型；在此基础上，完善电子系统内建自测试故障诊断测试策略，建立多故障诊断模型和逻辑行为故障诊断推理机制；最后，研制电子系统内建自测试通用性的基础测试电路。通过本项目的研究工作，为推进和完善电子系统内建自测试技术的通用性和基础性研究提供相应的理论和技术支撑。

随着现代电子技术的高速发展，国防军事装备等领域的电子系统性能大大提高的同时，也面临着新的测试和故障诊断问题。传统的电子系统测试技术存在着测试流程复杂、测试时间长、测试费用高、故障检测率低等诸多问题，已经不能适应当前电子系统的测试要求，因此迫切需要研究提高电子系统可测试性的技术以及如何评价和验证电子系统本身可测试性的方法。为解决上述问题，本项目在内建自测试自动测试矢量生成，多维故障特征提取，测试性建模以及测试策略优化等方面开展研究工作，主要研究内容如下：. 首先，通过建立D-M混沌自动测试矢量生成模型，解决D-Tent时间序列遍历程度不足的问题。在此基础上研究混沌激励下的故障特征提取方法，并构建D-M混沌模型硬件电路，实现电路的故障检测。. 其次，研究模拟电路内建自测试的理论和技术方法，解决模拟电路内建自测试的测试矢量生成，输出响应分析，故障特征提取与优化等问题。在分析典型电子电路结构特性的基础上，开展基于多维特征的故障诊断技术的研究，进行多维故障特征的构造与融合，优化电路可测性设计，提高系统故障诊断率。. 然后，提出故障-信号-测试相关性(Fault-Signal-Test-Correlation, FSTC)层次化可测试模型的基本思想、结构描述及其测试性分析方法；针对FSTC模型不能处理故障与测试之间不确定性关系的缺陷，提出融合概率信息的FSTC模型，并给出了该模型的测试性分析方法。. 在此基础上，完善电子系统内建自测试故障诊断测试策略。对比分析测试策略优化经典算法，提出基于改进蚁群的测试调度算法，并且应用实例，将本文的调度方法与线性规划、遗传算法进行实验结果比较，表明该算法可以缩短总测试时间。. 最后，研制电子系统内建自测试通用性的基础测试电路模块。该基础测试电路模块设计精巧，通用性强，可以方便的应用于一般电子系统的BIST测试中，应用前景广泛。