一种基于启发式搜索的边界扫描测试矩阵生成方法

技术特征：
1.一种基于启发式搜索的边界扫描测试矩阵生成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、统计被测电路板中的网络数量；通过被测电路板的网表文件建立其拓扑模型，再将拓扑模型中每两两相连的芯片引脚作为一组网络，然后统计网络数量，并记第i组两两相连的芯片引脚构成的网络为n
i
；(2)、计算任意两网络间的归一化距离l
ij
；利用印制电路板绘制软件导出被测电路板中各个器件的中心位置在电路板上的坐标，再结合芯片手册上给出的引脚间距离，然后确定每两组网络n
i
与n
j
间的物理距离lc
ij
；在所有网络间的物理距离中，找物理距离最大值，记为lc
max
，然后利用如下公式将任意两网络间的物理距离lc
ij
转换为归一化距离l
ij
；(3)、构造网络之间的短路概率矩阵p；设步骤(1)中统计的网络数量为m，则短路概率矩阵p是一个m
×
m的对称矩阵，矩阵p中的元素p
ij
表示网络n
i
与n
j
之间发生短路的概率；(4)、构造测试矩阵m；其中，a
ij
的取值为0或1，但必须满足每一行中的元素不能全为0或1，且行与行之间的元素不能完全相同；i＝1,2,
…
,m；j＝1,2,
…
,n，n表示整个边界扫描测试过程中向网络注入向量的次数；(5)、根据测试矩阵m生成多个行测试矩阵m
i
；将测试矩阵m的第一行作为第一个行测试矩阵m1，将测试矩阵m的第一行和第二行作为第二个行测试矩阵m2，然后以此类推，将测试矩阵m的第一行至第i行生成第i个行测试矩阵m
i
，最终共计生成m个行测试矩阵；(6)、确定测试矩阵m并计算测试代价；(6.1)、设置行测试代价函数f(m
i
)；f(m
i
)＝1-f1·
f2·
f
33
其中，f1表示行测试矩阵m
i
不发生一阶误判的概率，f2表示行测试矩阵m
i
不发生二阶误
判的概率，f3表示行测试矩阵m
i
不发生混淆的概率；k
ij
表示网络n
i
和网络n
j
发生短路故障是否会造成误判的取值，如果会造成误判，则k
ij
为1，否则为0；k
ijt
表示网络n
i
、n
j
、n
t
发生短路是否会造成二阶误判的取值，如果会造成误判，则k
ijt
为1，否则为0；表示网络与n
j1
之间短路且网络与之间短路时是否会造成混淆的取值，如果会，则为1，否则为0；(6.2)、对测试矩阵m中各元素取值；以min[f(m1)]为目标，对第一个行测试矩阵m1中元素随机取值，从而确定出测试矩阵m中第一行各元素；以min[f(m2)]为目标，保持第二个行测试矩阵m2中第一行元素不变，对第二行元素随机取值，从而确定出测试矩阵m中第二行各元素；然后以此类推，以min[f(m
i
)]为目标，保持第i个行测试矩阵m
i
中前i-1行元素不变，对第i行元素随机取值，从而确定出测试矩阵m中第i行各元素；最终完成测试矩阵m中第m行元素取值；(6.3)、计算测试矩阵m的测试代价；将步骤(6.2)获取的测试矩阵m代入至步骤(6.1)中测试代价函数，得到测试矩阵m的测试代价，记为d；(7)、对每一个行测试矩阵构造启发函数；其中，η表示故障种类，c
j
表示m
i
中第j行元素中1的个数与0的个数的比值，r
τ
表示第τ种故障发生时影响度，n
j
表示m
i
中第j行元素中1的个数；(8)、建立搜索树，搜索具有最小代价的测试矩阵；(8.1)、建立根节点；随机初始化一根节点，记为p0；设置根节点p0的编号为1，设置根节点p0的父亲节点编号为0，设置根节点p0的子节点编号为空，设置根节点p0对应的测试矩阵层数为1；(8.2)、填充根节点内容；(8.2.1)、将整数1到整数2
n-2对应的二进制编码分别转化为1
×
n的矩阵，其中，第l个矩阵记为f
l
，l＝1,2,
…
,2
n-2；(8.2.2)、遍历矩阵f
l
，将矩阵f
l
代入至测试代价函数和启发函数，得到测试代价f(f
l
)和启发函数值h(f
l
)，然后计算矩阵f
l
对应的总代价；(8.2.3)、比较总代价g(f
l
)与测试代价d大小，将大于d的g(f
l
)舍去，将剩下的g(f
l
)及对应的f
l
保存在根节点p0中；(8.2.4)、选出g(f
l
)最小对应的f
l
，用f
l
替换行测试矩阵m1，并作为根节点p0的测试矩阵；(8.3)、根节点扩展；为根节点p0建立一个子节点，记为p1；子节点p1编号为当前节点总数加1，设置子节点p1对应的测试矩阵层数为其父亲节点对应的测试矩阵层数加1，完成根节点p0扩展；(8.4)、填充子节点内容；
(8.4.1)、建立2
n-2个2
×
n的矩阵f
l
，其第一行为其父亲节点的测试矩阵mf1，第二行分别为整数1到整数2
n-2对应的二进制编码；(8.4.2)、按照步骤(8.2.2)所述方法计算每个矩阵的总代价g(f
l
)，再将大于d的g(f
l
)舍去，将大于d的g(f
l
)舍去，将剩下的g(f
l
)及对应的f
l
保存在子节点p1中；(8.4.3)、选出g(f
l
)最小对应的f
l
，再用f
l
替换行测试矩阵m2，并作为子节点p1的测试矩阵；(8.5)、对根节点进行回溯矫正；(8.5.1)、将行测试矩阵m2对应的总代价g(m2)替换行测试矩阵m1对应的总代价g(m1)，即利用子节点p1中的ming(f
l
)替换根节点p0中的ming(f
l
)；(8.5.2)、比较根节点p0下保存的所有g(f
l
)，如果替换后的g(m2)任然是最小值，则进入步骤(8.6)；否则，为根节点p0再建立一个子节点，记为p2，然后返回步骤(8.3)，并按照步骤(8.3)-(8.5)所述方法继续拓展根节点p0；(8.6)、以子节点p1为根节点，按照步骤(8.3)-(8.4)所述方法扩展子节点p1并填充内容然后按照步骤(8.5)所述方法进行回溯矫正，但保证每一轮回溯至根节点p0；(8.7)、以此类推，当某一个子节点对应的测试矩阵层数为m时，停止搜索树的拓展，并在填充该子节点内容的过程中，记录下总代价最小对应的矩阵，记为行测试矩阵m
m
，对应的总代价记为g(m
m
)；(8.8)、比较总代价g(m
m
)与测试代价d的大小，如果d＞g(m
m
)，则将测试代价d的更改为g(m
m
)；否则保持测试代价d不变；(8.9)、以测试矩阵层数为m的子节点为起点，按照步骤(8.5)所述进行回溯矫正，在回溯到根节点p0的过程中各个父亲节点的行测试矩阵都没有发生改变，则此时搜索结束，从而输出最终的测试矩阵m。2.根据权利要求1所述的基于启发式搜索的边界扫描测试矩阵生成方法，其特征在于，所述短路概率p
ij
的计算公式为：其中，a0为最邻近两个网络之间的短路概率，a为衰减函数。

技术总结
本发明公开了一种基于启发式搜索的边界扫描测试矩阵生成方法，先统计被测电路板中的网络数量并计算计算任意两网络间的归一化距离，然后通过任意两网络间的归一化距离计算网络间发生短路的概率，从而构造网络之间的短路概率矩阵；接着设置测试矩阵，并根据测试矩阵生成多个行测试矩阵，最后基于测试代价和启发函数值，通过建立搜索树的方式，搜索具有最小代价的测试矩阵。代价的测试矩阵。代价的测试矩阵。


技术研发人员：刘震 郭欣峰 汪静元 龙兵 周秀云
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2022.10.21
技术公布日：2023/1/31