[发明专利]一种双游程数据编码方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种微电子领域里的双游程数据编码方法。

背景技术：

当前的IP厂商在提供IP核的同时，就会提供相应的测试向量，这些测试向量不仅在工作站上进行设计仿真的时候使用，还要用到晶圆硅片测试上去。对于一个复杂的系统芯片来说，其测试向量是很庞大的。比如以集成ARM7TDMI的系统芯片来说，ARM提供的测试向量就有近110万个周期的测试向量，即使改用并行测试，但也只能减少一定的测试周期数，也有15万个时钟周期，但与此同时，却需要更多的测试通道。对于一个晶圆硅片测试流程来说，其成本和所需要的测试时间以及测试通道数成正比。解决测试设备昂贵的问题，最好的方法是采用内建自测试。但是，并非所有的模块可以采用内建自测试的方法。在这种情况下，唯有在所需要的测试设备、测试时间和测试通道之间寻求平衡。除此之外，可以通过对测试向量进行压缩，可以极大减少测试数据量，其具体过程是：首先将测试向量按照一定的压缩方法进行压缩，然后测试设备将压缩后的测试向量送给系统芯片相应的解码电路。经过解码电路的解码，还原出原始的测试向量，施加到系统芯片中相应的IP进行测试。同时，还可以将系统芯片的响应进行压缩后，再通过测试设备进行结果判断。对于系统芯片来说，整个晶圆硅片测试添加了压缩电路，它包括了特定的访问机制和测试激励/响应压缩电路；对于压缩的方法来说，主要包括基于压缩算法的研究和基于测试结构和状态机等硬件结构的压缩算法。目前常见的数据压缩算法有基于统计的霍夫曼数据编码方法，以及游程数据编码方法，还有Golomb数据编码方法等。

霍夫曼数据编码方法是一种基于统计的编码方式。它采用的是对原始数据进行定长分组，所得到的压缩数据也是定长的。也就是说，它是一种定长到定长的编码方式。其基本的原理是，将原始的数据按照一定的长度划分成若干组，然后按照每组码字出现频率的高低分配码字。对于出现频率大的代码进行较可能短的编码，而对于出现频率较低的代码则可以用稍长一点的编码。具体的实现可以通过构造霍夫曼树来实现。由于它编码后的代码的不重复性，因而在解码时便可以用有限状态机来实现。用该方法可以取得很好的压缩率，但是它是一种动态编码，即每组测试向量编码后的结果是不相同的。这也带来了编码电路的复杂性，而且这种霍夫曼数据编码方法的压缩率对测试数据中序列重复性要求很高，如果测试向量中重复的序列不是很多，那么其压缩率是很低的，而且有可能出现负压缩的现象，因此霍夫曼数据编码方法的缺点和局限性是仍然要求数据中具有较高的码字重复率。

游程数据编码方法(Run-length)是一种变长到定长的编码方式。对于数据中连续出现多个0或多个1的数据来说，采用这种方法是一种较好的编码方式。游程数据编码就是根据连续的0或1的个数来进行编码。具体的编码方式是首先确定编码的位参数b，然后根据其确定分组的大小m＝2^b-1，然后根据0或1出现的情况进行编码，例如，根据0的情况进行编码，选择位数为3的话，则原始数据中连续0的个数在0到6之间的分成一个组，7到13之间的分成另外一个组。然后进行码字分配。由此可以看出000对应1，001对应01，010对应001，011对应0001，100对应00001，101对应000001，110对应0000001。而对于连续7个0以上，编码后的长度为6位，即前面加上111。由此可以看出，在数据中出现多个0或1的情况编码效率较高；游程数据编码方法对于解码电路的设计，也比较简单，还以3位游程编码为例，每三位数据对应相应个数的0和一位1，因此，其解码设计需要使用一个余3的计数器，当计数器到3以后就复位为0，重新开始余3计位即可完成编码。由上所述，游程数据编码方法的缺点和局限性是适合于连续0或1的数量较多的情况，但是编码后的码字的长度是随着连续0或1的位数的长度增加而增加的。