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analogiques-numériques
Bertrand Gilles
To cite this version:
Bertrand Gilles. Méthodologie de test pour cartes mixtes analogiques-numériques. Autre [cs.OH].
Université de Bretagne occidentale - Brest, 2009. Français. �tel-00460578�
sous le sceau de l’Université européenne de Bretagne
pour obtenir le titre de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE BRETAGNE OCCIDENTALE Mention : Informatique École Doctorale SICMA
Bertrand GILLES
Préparée à l'équipe d'accueil 3883 - LISyC Université de Brest
Méthodologie de test pour cartes mixtes analogiques-numériques
Thèse soutenue le 7 juillet 2009 devant le jury composé de :
Jacques TISSEAU
Professeur, ENIB / président du jury Michel RENOVELL
Directeur de recherche, CNRS - LIRMM / rapporteur Chantal ROBACH
Professeur, ESISAR - INP Grenoble / rapporteur Vincent BEROULLE
Maître de conférences, ESISAR - INP Grenoble / examinateur Dominique DUHAUT
Professeur, Université de Bretagne Sud / examinateur Yvon KERMARREC
Professeur, Télécom Bretagne / examinateur Laurent NANA TCHAMNDA
Professeur, Université de Bretagne Occidentale / directeur de thèse Valérie-Anne NICOLAS
Maître de conférences, Université de Bretagne Occidentale / examinateur Michel LE GOFF
Responsable de l'agence ISIS-MPP de Brest / invité
Je tiens tout d'abord àremerier lesmembres demonjury de thèse:
JaquesTisseau,professeur,direteurdel'ENIBetduLISyC,quim'afaitl'hon-
neur deprésider e jury.
Mihel Renovell, direteur de reherhe CNRS LIRMM, ainsi que Chantal
Robah, professeur,direteur de l'ESISAR INP Grenoble, d'avoir bien voulu
aepterlalourdetâhe derapporteur.Je lesremerie vivement pour leurleture
attentive du doumentainsi quepour leurs ommentaires avisés.
DominiqueDuhaut,professeuràl'UniversitédeBretagneSud,YvonKermarre,
professeur à Téléom Bretagne, et Vinent Beroulle, maître de onférenes à
l'ESISAR INPGrenoble, d'avoir luen détaille doument.
Laurent Nana Thamnda, professeur à l'Université de Bretagne Oidentale,
qui a dirigé ma thèse, et Valérie-Anne Niolas, maître de onférenes à l'Uni-
versitédeBretagneOidentale,quil'ao-enadrée.Leursoutienaétéimportant
toutaulongdemontravail.Leursreleturesdudoumentontététrèspréieuses,
ainsiqueleurs onseils avisés lors de lapréparation delasoutenane.
Mihel Legoff, direteur de l'agene brestoise de la soiété ISIS-MPP, qui a
ollaboréativement auxtravauxprésentésdanse doument.
JeremerieégalementBrunoCasteldelasoiétéISIS-MPPquim'afaitlargement
bénéierdesagrande expérienedu test matériel.
J'ai une pensée émue pour Lionel Maré, professeur à l'Université de Bretagne
Oidentale, quinousaquittés enmars 2006.Il fut monpremier direteurde thèse.Je
lui suisreonnaissant de laonane qu'ilm'a toujours témoignée.
Lathèseestuntravaillonget diile.Aussi,lesamissontimportants.Qu'ilssoient
ii remeriés.
Le soutien delafamille est également essentiel. Je remerie mes très hers parents,
ma petite s÷ur Karine, John, Paul, Claire et Alex qui ont toujours ru en moi.
Meri àKarinepour l'organisationde la érémonie du21 juillet 2009 àBelfast!
Enn, meriàLydie pour sonamouret sapatiene.
Brest, le21 septembre 2009.
Table des matières 1
Table des gures 5
Liste des tableaux 9
Liste des algorithmes 11
Introdution 13
I État de l'art du test des iruits et des artes életroniques 15
1 Contexte 17
2 Le test dans le yle de vie des iruits intégrés 19
3 Test de iruits intégrés 21
3.1 Défautsdefabriation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.1.1 Eetdesdéfauts surles iruits numériques . . . . . . . . . . . . 22
3.1.2 Eetdesdéfauts surles iruits analogiques . . . . . . . . . . . . 22
3.2 Testde iruits numériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2.1 Teststruturel deiruits numériques . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2.1.1 Modèles defautes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2.1.2 Simulation de fautes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2.1.3 Génération de veteurs detest . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.2 Testfontionnel de iruits numériques . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.3 Testde iruits analogiqueset mixtes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.3.1 Teststruturel deiruits analogiques et mixtes. . . . . . . . . . 31
3.3.1.1 Modèles defautes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.3.1.2 Simulation de fautes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.1.3 Génération de veteurs detest . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.2 Testfontionnel de iruits analogiqueset mixtes . . . . . . . . . 33
4 Test de artes életroniques 37
4.1 Tehniques detest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.1 Test struturel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.2 Test fontionnel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2 Normesde test auniveau arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2.1 Norme IEEE1149.1 Boundary San . . . . . . . . . . . . . . 40
4.2.2 Norme IEEE1149.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.2.3 Norme IEEE1149.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.3 Laommunauté dutest matérielet letest de artes. . . . . . . . . . . . 49
5 Bilan 51 II Proposition et mise en oeuvre d'une méthodologie pour le test de artes mixtes 53 6 Démarhe 55 7 Méthodologie pourle test de artes mixtes 57 7.1 Prinipe delaméthodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
7.2 Modélisation dessignaux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.2.1 Exemples de signauxanalogiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.2.2 Exemple designaldisret . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.2.3 Représentation dutemps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.2.4 Modélisationdessignauxanalogiques. . . . . . . . . . . . . . . . 61
7.2.5 Éhantillonnage d'un signalanalogique . . . . . . . . . . . . . . . 63
7.2.6 Modélisationdessignauxdisrets . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
7.3 Modélisation delaarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
7.3.1 Niveau arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
7.3.2 Niveau blo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
7.3.2.1 Lesautomates àétats nisommuniants . . . . . . . . 65
7.3.2.2 Modèle fontionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.3.2.3 Modèle detest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7.3.3 Exemple d'appliation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.3.3.1 Desriptionde laarte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
7.3.3.2 Modélisationau niveau arte . . . . . . . . . . . . . . . 76
7.3.3.3 Modélisationau niveau blo. . . . . . . . . . . . . . . . 77
7.4 Test delaarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.4.1 Stratégies de test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.4.1.1 Stratégies detest globales . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.4.1.2 Stratégies detest loales . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.4.2 Tatiques de test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7.4.3 Génération desdonnées detest : prinipe de fontionnement . . . 85
7.4.3.2 Algorithmes ATPG assoiésaux stratégiesde test loales 85
7.4.4 Exempled'appliation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.4.4.1 Modèles detest. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.4.4.2 Tatiquede test pour l'intégration àl'éhelle delaarte 89 7.4.4.3 Proessus detest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7.5 Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
8 Mise en oeuvre de la méthodologie proposée 95 8.1 Laprogrammation logique par ontraintes . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.1.1 Laprogrammation logique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
8.1.2 Laprogrammation logique par ontraintes (PLC) . . . . . . . . . 97
8.2 Modélisationd'une arteen ECL i PS e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
8.2.1 Prédiatsde représentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
8.2.2 Prédiatsde pondération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
8.2.3 Représentation duontexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
8.2.4 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8.3 Miseen oeuvre desalgorithmes de générationde données detest . . . . 110
8.3.1 Stratégies detest globales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8.3.1.1 Couverture destransitions d'un CFSM . . . . . . . . . 111
8.3.1.2 Couverture desétats d'un CFSM . . . . . . . . . . . . . 113
8.3.2 Stratégies detest loales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
8.3.2.1 Testd'une transition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
8.3.2.2 Testd'un état . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
8.3.2.3 Testd'un hemin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
8.4 Leprototype Coperniia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
8.4.1 Mode modélisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
8.4.2 Mode génération desdonnées detest . . . . . . . . . . . . . . 122
8.5 Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
9 Validation de la méthodologie 127 9.1 Protoole devalidation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
9.2 Miseen oeuvre du protoole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
9.2.1 Dénitiond'un ensemble représentatif de artes . . . . . . . . . . 128
9.2.2 Choixde l'outil de simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
9.2.3 Itération du protoole de validation sur l'ensemble représentatif deartes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.2.3.1 La arte TCB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
9.2.3.2 La arte TCBE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
9.2.3.3 La arte CS1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
9.3 Bilandela validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Annexes 165
A Grammaire des transitions (syntaxe) 165
B Modélisation de la arte TCB en ECL i
PS e
(modèles fontionnels) 167
C Extrait desalgorithmesdegénérationdes donnéesdetest :algorithme
de test d'une transition 177
D Rapport de test 185
E Jeu de données de test de la arte TCBE 193
Bibliographie 199
3.1 Filtre RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2 Sensibilisationdes hemins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3 Représentation d'un iruitséquentiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.4 Représentation entranhesde temps d'un iruitséquentiel . . . . . . . 28
3.5 Arhiteture delatehnique sanpath . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.6 Struturegénéralede l'auto-test intégré auniveau omposant . . . . . . 30
3.7 Bande testanalogique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.8 Bande testbasé surunDSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.1 Prinipedu test in situ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.2 Arhiteture généraled'un omposantrespetant lanorme IEEE1149.1 41 4.3 Mode Extest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.4 Norme IEEE1149.1 auniveau arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.5 Testd'une interonnexionDC ave l'instrution Extest . . . . . . . . . . 45
4.6 Testd'une interonnexionACave l'instrutionExtest . . . . . . . . . . 45
4.7 Testd'une interonnexiondiérentielle AC. . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.8 Arhiteture généraled'un omposantrespetant lanorme IEEE1149.4 47 4.9 Busde testanalogique assoiéà lanorme IEEE1149.4 . . . . . . . . . . 48
4.10 Ciruiteriede test del'instrution INTEST . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7.1 Méthodologie : lesidées prinipales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.2 Proessusdegénération desdonnées detest . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.3 Signalanalogique sinusoïdal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.4 Signalanalogique retangulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.5 Signaldisret sinusoïdal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
7.6 Modélisationau niveauarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
7.7 Exemplesimple d'automatesà états nisommuniants. . . . . . . . . . 66
7.8 Exemple simple d'automatesà états nis ommuniants ave desréep- tionsgardées. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.9 Exemple simple d'automatesà états nis ommuniants ave desréep- tionset émissions gardées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7.10 Exemple simple d'automates à états nis ommuniants utilisant la ré- eption bloquante de plusieurs messages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
