一种处理器芯片频率的筛选方法技术

本发明专利技术为一种处理器芯片频率的筛选方法，包括以下四个步骤：依据物理关键路径覆盖率优化得到用于进行频率筛选的指令级功能测试向量；通过扫描链装置将所述用于频率筛选的指令级功能测试向量写入所述处理器芯片高速缓存中；在自动测试仪器上为所述处理器芯片配置相位锁定环高速时钟，执行所述高速缓存中的指令级功能测试向量进行频率筛选，评定所述处理器芯片的频率档次。还可以包括以下步骤：通过对所述处理器芯片抽样并进行板级功能测试，获得频率偏差，校正并标定所述处理器芯片的最终频率。本发明专利技术方法简单，成本低廉，而且结果准确、有效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理器芯片频率处理技术，特别是，具体涉及一种利用扫描链装置输入指令级功能测试向量的进行处理器芯片频率筛选的方法。
技术介绍
芯片的频率测试是指根据芯片自身功能正常运行时的最高频率对芯片产品进行 分类的过程。随着深亚纳米制造工艺的发展，由生产制造缺陷所引起的芯片性能偏差越来 越大。一般来说，高性能芯片(如处理器芯片等)，在生产出来之后，到用户手中之前，都需 要对芯片的频率进行筛选，即按照不同的芯片功能频率，对芯片进行评定和分组，并对芯片 价格进行划分频率高的，市场价格也高；频率低的，价格也低一些。由上所述，频率筛选将 对芯片标定不同的工作频率，针对不同运行环境选择相应频率的芯片，从而降低芯片成本。芯片出现不同频率，通常是由芯片的线延迟和门延迟在实际生产环境下会有略微 的差异造成的。传统方法上，芯片频率的评定和分组是在板级系统上来完成的，但是利用板 级测试方法比较复杂，而且需要设计专门的稳定而可靠的测试系统(如处理程序和测试插 口等)，另外，该方法用于大规模芯片频率筛选时的成本很高。另外，目前科研学术界提出一些利用结构测试向量(扫描测试向量)进行芯片频 率筛选的方法，但由于结构测试向量和实际运行的指令并不相同，因此需要不断的进行频 率校正，而且针对不同的工艺需要有不同的结构测试向量。即使校正后的结构测试向量也 不能完全的反映芯片的运行频率，因此该方法尚未成熟，得出的芯片频率也缺乏准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种处理器芯片频率筛选的方法，其是一种指令级的 测试方法，其方法简单，又降低成本，比结构测试方法更准确、有效。为了实现上述目的，本专利技术提供了，包括以下步 骤步骤S001，依据物理关键路径覆盖率优化得到用于进行频率筛选的指令级功能测试向量；步骤S002，通过扫描链装置将所述用于频率筛选的指令级功能测试向量写入所述 处理器芯片高速缓存中；步骤S003，在自动测试仪器上为所述处理器芯片配置相位锁定环高速时钟，执行 所述高速缓存中的指令级功能测试向量进行频率筛选，评定所述处理器芯片的频率档次。较优地，本专利技术的处理器芯片频率筛选方法，还包括以下步骤 步骤S004，通过对所述处理器芯片抽样并进行板级功能测试，获得频率偏差，校正 并标定所述处理器芯片的最终频率。。 在本专利技术的处理器芯片频率的筛选方法中，利用物理关键路径覆盖率优化得到 于用于进行频率筛选的指令级功能测试向量，通过扫描链装置将测试向量需要的指令和数据填充到处理器芯片的一级指令高速缓存、一级数据高速缓存和二级高速缓存中，随后 启动相位锁定环(Phase Locked Loop, PLL)高速时钟，在实速状态下通过自动测试仪器 (Automatic Test Equipment,ATE)运行指令级功能测试程序，最终通过分析程序的运行结 果，评估芯片能否运行于该频率，从而实现了处理器芯片的频率筛选。其是一种准确、有效、 简单、低成本的芯片频率筛选方法，比传统的ATE高速功能测试方法简单，比基于板级系统 的频率测试成本低很多，比结构测试方法更准确、有效。附图说明图1为本专利技术具体实施例的芯片频率筛选方法的流程图；图2为本专利技术具体实施例的路径覆盖率对指令级功能测试向量的优化的方法流 程图；图3为本专利技术具体实施例的扫描链与高速缓存之间的关系图；图4为本专利技术具体实施例的通过扫描链将指令级功能测试向量写入处理器内高 速缓存的方法流程图；图5为本专利技术具体实施例的执行处理器芯片内高速缓存中的指令级功能测试向 量进行频率筛选的方法流程图；图6为本专利技术具体实施例的图5评定的芯片频率进行校正的方法流程图。 具体实施例方式下面将结合各个附图，依次对图1中的本专利技术的芯片频率筛选方法的具体实施方 法做进一步详细描述。一、步骤SOOl 优化得到用于进行频率筛选的指令级功能测试向量优化得到用于进行频率筛选的指令级功能测试向量是本专利技术方法中非常重要的 步骤。由于指令级功能测试向量将被填充到处理器的高速缓存中而测试芯片频率，因此，用 于进行频率筛选的指令级功能测试向量有如下五方面的限制和要求(1)指令级功能测试向量是针对处理器的各关键功能部件专门设计的。例如对于 浮点运算部件而言，需要针对各种运算情况设计浮点运算的指令，包括浮点加减、浮点乘、 浮点除等，而这些运算不仅要包括正常输入的情况，而且包括各种边界运算的情况。(2)指令级功能测试向量包含测试出错判断。当处理器运行在当前频率下，如果测试过程中出现错误，该芯片的测试结果信号将被置位。(3)指令级功能测试向量的容积不能太大。为了实现实速测试处理器，指令级功能 测试向量都存放在处理器内部的高速缓冲存储器中，如处理器中的一级指令缓存、一级数 据缓存和二级缓存等，因此，测试向量的容积受高速缓存大小的限制。(4)指令级功能测试向量中引用的地址都为缓存内的实地址。为了让芯片能实速 运行，必须要求在测试过程中不再读取片外测试数据，而仅从缓存中读取，因此要求测试程 序中引用的地址空间限制在缓存范围内，以保证地址有效。(5)指令级功能测试向量不包含例外、中断等指令。由于频率测试需要实速测试以 求得芯片频率，因此指令级功能测试向量运行过程中不能出现中断或例外处理。例如访内 存的载入指令(load)，存储指令(store)等都不应出现在指令级功能测试向量中。综上所述，用于进行频率筛选的指令级功能测试向量的设计和生成过程需要考虑 的因素很多，设计难度很大。为了得到用于进行频率筛选的指令级功能测试向量，减少芯片 频率筛选的误差，本方法依据物理关键路径覆盖率进行优化。其中，物理关键路径是根据芯 片中各个电路器件单元的物理位置选取时序最紧的一个路径集合，物理关键路径覆盖率将 作为指令级功能测试向量优化的依据和反馈，如果关键路径的覆盖率越高，说明频率筛选 的结果误差将更小。因此，物理关键路径覆盖率是优化指令级功能测试向量的重要依据。图2所示根据本具体实施例说明依据物理关键路径覆盖率优化得到用于进行频 率筛选的指令级功能测试向量的流程图。该过程是在网表级仿真环境下完成的，其步骤如 下 步骤S101，处理器芯片进入正常工作模式，将正常指令级功能测试向量写入所述 处理器芯片的高速缓存中。将正常指令级功能测试向量正常功能指令集(即指令级功能测试向量)通过扫描 链将当前的测试指令和数据写入到处理器芯片的高速缓冲存储器中，通过芯片的锁相环启 动高速时钟，配置控制信号，对芯片进行复位使芯片进入功能模式，配置芯片内部控制触发 器，并进入步骤S102。步骤S102，执行指令级功能测试向量，并评估物理关键路径覆盖率。执行芯片高速缓存中的指令级功能测试向量，并根据物理关键路径的信息，分析 并评估当前指令级功能测试向量的路径覆盖率，其计算方法如下测试路径覆盖率路径总数其中，路径总数是指从芯片的物理版图中挑选出来的物理关键路径的总数目。已 覆盖路径是指某一时刻该路径上的每条线的逻辑值均同时发生了翻转，即由0跳变到1，或 由1跳变到0。已覆盖路径数是指在功能测试向量运行过程中已覆盖路径的总数目。判断物理关键路径覆盖率是否满足要求。如果路径覆盖率过低而未达到要求，那 么进入步骤S104 ；如果路径覆盖率达到要求，那么进入步骤S105。步骤S104，调整指令级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理器芯片频率的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤Ｓ００１，依据物理关键路径覆盖率优化得到用于进行频率筛选的指令级功能测试向量；步骤Ｓ００２，通过扫描链装置将所述用于频率筛选的指令级功能测试向量写入所述处理器芯片高速缓存中；步骤Ｓ００３，在自动测试仪器上为所述处理器芯片配置相位锁定环高速时钟，执行所述高速缓存中的指令级功能测试向量进行频率筛选，评定所述处理器芯片的频率档次。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李向库，齐子初，马麟，李晓钰，陈云霁，胡伟武，
申请(专利权)人：北京龙芯中科技术服务中心有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]