Sviluppo e valutazione di tecniche per l'affidabilità basate su esecuzione di Logic e Memory BIST sotto il controllo del firmware = Development and evaluation of techniques for functional safety by executing Logic and Memory BIST under the control of firmware

Nell'ultimo decennio, la quantità di contenuti elettronici nei circuiti integrati automobilistici è aumentata rapidamente. Uno dei punti chiave di tale crescita è l'eccezionale complessità dei requisiti di sicurezza che i produttori sono richiesti ad aggiungere per essere conformi allo standard ISO 26262. Tale infatti richiede ai progettisti di circuiti integrati di aggiungere circuiti dedicati per rilevare guasti statici e transitori durante il funzionamento del veicolo. I requisiti di sicurezza funzionale per la sicurezza delle applicazioni critiche sono affrontati con l'inserimento di meccanismi di sicurezza per rilevare e/o correggere potenziali guasti. I Built-In-Self-Test, o BIST, sono dispositivi, inseriti nel circuito da testare, che possono essere utilizzati come meccanismo di rilevamento per la sicurezza funzionale. In particolare i Logic BIST, o LBIST, permettono di testare la logica digitale del circuito, mentre i Memory BIST, o MBIST, permettono di rilevare guasti nelle memorie. Tuttavia presentano delle limitazioni in quanto richiedono valori originali, sono distruttivi, quindi un ripristino dello stato è necessario, e il loro tempo di esecuzione non è propriamente trascurabile. Il BURN-IN è una tecnica per rilevare e rimuovere la mortalità infantile dei dispositivi elettronici e quindi critica per il testing e la sicurezza. La toggle coverage è una metrica, usata nel BURN-IN, che descrive il numero di nodi, che a seguito di attività, hanno effettuato una transizione di stato, quindi raggiungibili e controllabili. Il funzionamento dei BIST aumentano la toggle coverage. Questo lavoro di tesi propone la valutazione di tecniche per la sicurezza funzionale basate su esecuzione online di MBIST e LBIST, attivati e controllati da firmware RTOS Micrium-C OS III installato su un processore dual-issue STMicroelectronics SPC58 Bernina. In tal senso l'approccio proposto prevede l'implementazione di una libreria per l'attivazione della Self-Test-Control-Unit, o STCU componente che gestisce il Self Test tramite configurazione di registri, presente nell'architettura del processore preso come caso di studio, e di un task, che ricevendo comandi da una shell, tramite comunicazione seriale, abbia il compito di schedulare i BIST. Le motivazioni sono in primo luogo la valutazione della toggle coverage sia per i MBIST che LBIST attivati funzionalmente dal Sistema Operativo. In secondo luogo l'implementazione di un sistema per attivare i BIST in maniera trasparente rispetto all'esecuzione del Sistema Operativo. Inoltre, al fine di diagnosi e raccogliere i risultati dei BIST al variare dei parametri di inizializzazione della STCU e frequenza di funzionamento, sia per processori dichiarati "failed" dalla casa madre durante il processo produttivo che funzionanti, è stato sviluppato un Tester automatico. Una combinazione di una comunicazione seriale e tecniche sopra esposte, insieme ad un PCB per lo spegnimento del processore in caso di errori costituiscono il principio funzionante del Tester.