一种微控制器SOC内建IO映射测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种主机系统，具体是一种微控制器SOC内建IO映射测试装置。

背景技术：

在微控制器SOC中，往往除了微控制器内核（mcu core）之外，还包括一些IP核。IP核是指由某一方提供的芯片设计的知识产权模块(intellectual property core，简称为IP)。在微控制器SOC内部，微控制器内核（mcu core）与一些功能IP核通过金属线相连接。在集成电路（Integrated Circuit,简称IC）产业中，IC测试成本占IC生产总成本的相当重要的一部分，测试费用在电路和系统总费用中所占的比例不断上升。在IC生产设计中，如何降低IC的测试成本成为现今的一个重要课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种微控制器SOC内建IO映射测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微控制器SOC内建IO映射测试装置，包括外部测试逻辑模块、微控制器内核、知识产权模块IP1、知识产权模块IP2、内部测试控制模块和IO控制模块，所述外部测试逻辑模块包括串行通信接口和外部测试控制模块，IO控制模块分别连接外部测试控制模块、知识产权模块IP1、知识产权模块IP2、微控制器内核和内部测试控制模块，所述内部测试控制模块还连接串行通信接口。

作为本实用新型的优选方案：所述内部测试控制模块包括测试向量序号寄存器和内部测试控制模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本方案可以高效地对微控制器SOC内部的集成IP进行测试。在微控制器SOC出现失效的时候，也可以在测试模式下对内部集成的IP进行失效分析。2、本方案能够改善微控制器SOC的测试效率，只需要增加极少的资源来实现内建IO映射测试逻辑，几乎不需要增加微控制器SOC的制造成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构框图；

图2为IO控制模块的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种微控制器SOC内建IO映射测试装置，包括外部测试逻辑模块、微控制器内核、知识产权模块IP1、知识产权模块IP2、内部测试控制模块和IO控制模块，所述外部测试逻辑模块包括串行通信接口和外部测试控制模块，IO控制模块分别连接外部测试控制模块、知识产权模块IP1、知识产权模块IP2、微控制器内核和内部测试控制模块，所述内部测试控制模块还连接串行通信接口。

内部测试控制模块包括测试向量序号寄存器和内部测试控制模块。

本实用新型的工作原理是：本文提供一种用于微控制器SOC的IO映射测试方案与装置。此方案用于微控制器SOC的测试。在测试微控制器SOC时，微控制器SOC外部的测试逻辑通过串行通信接口与芯片内部测试控制模块进行通过，请求芯片进入测试模式。微控制器SOC进入测试模式后，在微控制器SOC内部的IO映射测试逻辑的作用下，将待测试的IP引脚映射至微控制器SOC的外部引脚。微控制器SOC外部的测试逻辑将测试激励由微控制器SOC的外部引脚输入，就可以在测试模式下驱动微控制器SOC内部的集成IP。同时，微控制器SOC内部的集成IP在测试激励下的响应也可以通过微控制器SOC外部引脚来监测。本方案可以高效地对微控制器SOC内部的集成IP进行测试。在微控制器SOC出现失效的时候，也可以在测试模式下对内部集成的IP进行失效分析。本方案能够改善微控制器SOC的测试效率，只需要增加极少的资源来实现内建IO映射测试逻辑，几乎不需要增加微控制器SOC的制造成本。

本实用新型提出一种面向键控类应用的MCU芯片中低功耗管理方案，当MCU芯片处于休眠状态，被工作于低频的按键扫描逻辑唤醒之后，能够立刻响应接下来的休眠请求，而不是需要等等至少2个低频的按键扫描时钟周期。藉此使得MCU内核才能够及时重新进入休眠状态，从而使芯片能够适合对功耗要求更加严格的应用场合。

外部测试逻辑：

外部测试逻辑可以通过内部的串行通信接口与微控制器内核中的内部测试控制模块进行通信。可以将一些测试指令通过串行通信接口传输至微控制器SOC内部。外部测试逻辑还负责产生用于驱动微控制器SOC内部的IP的对应的一些测试激励，并且对IP的在测试激励作用下的响应进行监测，以判断微控制器SOC是否存在失效。

微控制器内核（mcu_core）：

微控制器内核是整个微控制器SOC的核心单元。

IP1/IP2

由某一方提供的芯片设计的知识产权模块（IP核）。一般是微控制器内核（mcu_core）的功能外设单元。

内部测试控制模块（test_ctrl）:

内部测试控制模块在是微控制器soc内部对整个测试逻辑进行控制的单元。内部测试控制模块负责与外部测试控制逻辑进行通信。内部测试控制接收到外部测试指令后进入测试模式，并且接收外部发送的测试量序号传送至内部测试控制模块（test_ctrl），保存于内部的测试控制模块（test_ctrl）的测试向量序号寄存器中。内部测试控制模块对测试向量序号进行译码，得到各IO映射方向控制信号(dir_p1，dir_p2，dir_p3 ......)，并将这些IO映射方向控制信号输入于IO控制模块（gpio_ctrl）。

IO控制模块（gpio_ctrl）：

gpio_ctrl模块负责管理微控制器SOC的gpio功能以及微控制器SOC外设的输入输出在芯片引脚上的复用。在测试模式时，gpio_ctrl模块内部的测试IO映射逻辑工作，负责将IP1与IP2的待测试引脚（P1`，P2`，P3` ......）对应地映射至微控制器SOC的芯片引脚（P1，P2，P3 ......）上面。

本方案的原理如图 1所示。微控制器SOC内部包括有微控制器内核、IP1和IP2两个功能IP（本方案一样能够适用于微控制器SOC内部包含更多IP的情况）。外部测试逻辑通过串行通信接口与微控制器SOC内部的测试控制模块（test_ctrl）进行通信。请求微控器SOC进入测试模式。当微控制器SOC内部进入测试模式后，内部测试控制模块输出控制信号test_mode的状态为高有效。微控制器SOC内部进入测试模式后，外部测试控制逻辑继续通过串行通信接口将测试向量序号传送至内部测试控制模块（test_ctrl），保存于内部的测试控制模块（test_ctrl）的测试向量序号寄存器中。在test_ctrl根据测试向量序号进行译码，得到各IO映射方向控制信号(dir_p1，dir_p2，dir_p3 ......)，并将这些IO映射方向控制信号输入于IO控制模块（gpio_ctrl）。在微控制器SOC正常工作模式时，gpio_ctrl模块负责管理微控制器SOC的gpio功能以及微控制器SOC外设的输入输出在芯片引脚上的复用。在本方案中，gpio_ctrl模块除了上述功能之外，还附加了测试IO映射逻辑。测试IO映射逻辑的开启和关闭由测试模式控制信号（test_mode）来控制。通过测试IO映射逻辑将IP1与IP2的待测试引脚（P1`，P2`，P3` ......）对应地映射至微控制器SOC的芯片引脚（P1，P2，P3 ......）上面。映射关系受IO映射方向控制信号的控制。

IO控制模块（gpio_ctrl）的设计原理如图 2所示。当内部测试控制模块（test_ctrl）输入至IO控制模块（gpio_ctrl）的控制信号test_mode为高有效状态时，微控制器SOC处于正常工作模式，mux1选择器选择p1_oen作为输出缓冲buf1的控制信号，mux2选择器选择p1_o作为输出缓冲器buf1的输入信号，门控开关g1断开。此时，引脚P1作为通用输入输出（gpio）功能来使用。当内部测试控制模块（test_ctrl）输入至IO控制模块（gpio_ctrl）的控制信号test_mode为低电平状态时，mux1选择器选择IO映射方向控制信号(dir_p1）作为输出缓冲器buf1的控制信号。对应的IO映射的方向受IO映射方向控制信号的控制。如IO映射方向控制信号(dir_p1）为低电平时，门控开关g1导通，门控开关g2关闭，P1作为输入口，P1`作为输出口，外部测试激励可以由P1口输入，通过P1`直接驱动IP。如IO映射方向控制信号(dir_p1）为高电平时，门控开关g2导通，门控开关g1关闭，P1作为输出口，P1`作为输入口，外部测试逻辑可以通过P1口来监测内部IP的响应。其它对应IO映射控制关系，如上述相同。通过此控制机制，微控制器SOC外部的测试逻辑将测试激励由微控制器SOC的外部引脚输入，就可以在测试模式下驱动微控制器SOC内部的集成IP。同时，微控制器SOC内部的集成IP在测试激励下的响应也可以通过微控制器SOC外部引脚来监测，外部测试逻辑通过差别响应的正确与否就能够判断微控制器SOC外部及其内部的IP是否失效。