一种网络处理芯片合封检测装置及方法与流程

1.本发明涉及集成电路测试技术领域，具体为一种网络处理芯片合封检测装置及方法。


背景技术：

2.随着深亚微米工艺的迅速发展，网络处理器已从面向中低端交换路由的第一代，采用统一外部接口标准的第二代，向采用片上多核/众核、高速存储集成的第三代网络处理器演进，目前的网络处理器内部结构均广泛采用通用多核处理模块、可配置接口、硬件加速器引擎三大部分，通过内部系统高性能总线互联，单片集成方式构建，基于先进的系统架构和加速引擎设计两个层面保障性能和功能，但这种方式内部构建复杂，迭代周期时间长。
3.随着高速业务类型不断增多、业务流量激增、多业务融合都迫使网络处理芯片需要不断迭代满足应用网络，目前单片网络处理器(包括交换芯片替代)难以在高性能、确定性、灵活性以及研制周期方面取得良好折衷。
4.早期受制于技术的限制，成品芯片通常是由一个芯片封装而成的，而现在出现了可将多个芯片封装在一起的多芯片合封技术，由于多芯片合封技术具有制造成本低，设计和制造工艺灵活性高，且容易实现等优点而得到了广泛的应用，基于多芯片合封技术，将网络处理器组成分解为功能较为独立、成熟的芯粒裸片，将成熟的通用多核处理器芯片、可重构硬件加速芯片、可配置交换芯片集成在起来，有效降低网络处理器芯片的研制风险、成本、研发壁垒，通过多个芯片的灵活重组，提供性能、功能的优化布局选择，从而支持更快的迭代周期和随需而变的业务部署能力。
5.与单芯片集成相比，网络处理器芯片将多个芯粒裸片进行封装到一起，受限于管脚有限，仅有部分芯粒裸片管脚可以引到封装外部可以方便测试，而内部的芯粒裸片之间的互联导线则较难测试，尤其是芯片合封以后，传统方式用x光检测的方式检查芯粒裸片之间的互联导线，在合封芯片数量较大的时候，这种检测方式浪费大量时间和测试成本。
6.目前，芯片常用的ate(automatic test equipment，自动测试设备)来检查芯片内集成电路功能的完整性，确保芯片的生产制造品质，网络处理器芯片往往封装了四或五个芯粒裸片，这导致采用ate测试复杂不断增加，测试时间也不断增长，从而测试成本也不断上升，ate测试面对芯粒裸片之间的通信链路的测试也比较无力，而且芯片不同芯粒裸片之间对测试信号可能还有交互，导致测试复杂且时间很长。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种网络处理芯片合封检测装置及方法，具备，能够对芯粒裸片的运行状态、物理链路连通性、信号完整性、故障定位、实时监测等检测的优点，解决了不同芯粒裸片之间对测试信号可能还有交互，导致测试复杂且时间很长且测试成本很高的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种网络处理芯片合封检测装置，包
括网络处理器合封芯片、合封管脚和jtag管脚，所述网络处理器合封芯片包括通用多核处理器芯粒、可重构硬件加速芯粒、可配置交换芯粒和网络接口芯粒。
9.优选的，所述通用多核处理器芯粒、可配置交换芯粒和网络接口芯粒均与可重构硬件加速芯粒连接，所述网络处理器合封芯片通过连接线与合封管脚连接，所述jtag管脚通过连接线与可重构硬件加速芯粒连接。
10.优选的，所述的通用多核处理器芯粒主要为多核cpu，用于网络处理中用户控制、网络数据处理、路由管理以及其他芯粒的管理控制等功能。
11.优选的，所述可重构硬件加速芯粒用于连接通用通用多核处理器芯粒、可配置交换芯粒、网络接口芯粒等其他芯粒，所有数据都需要经过可重构硬件加速芯粒进行转发，既可以满足随需而变的业务需求，又可以用于其他芯粒的运行状态、物理链路连通性、信号完整性、故障定位、实时监测等检测。
12.优选的，所述网路接口芯粒主要为网络处理器提供各种类型的网络接口，例如：千兆以太网、万兆以太网、iic、spi等接口但且不限于这些接口，将网络接口的数据转换为芯片内部传输数据格式，用于其他芯粒之间的数据处理和交换。
13.优选的，所述可配置交换芯粒主要用于网络交换查表使用，支持通用多核处理器芯粒下发的以太网二层至七层的用户自定义掩码匹配查表。
14.优选的，其检测方法包括以下步骤：
15.步骤s1：通过jtag管脚给可重构硬件加速芯粒加载自动检测逻辑，检查可重构硬件加速芯粒是否能够加载成功，若失败，则检测失败，可以定位可重构硬件加速芯粒存在故障，若成功，则进入步骤s2；
16.jtag管脚是可重构硬件加速芯粒引出的网络处理芯片合封外的管脚，是可重构硬件加速芯粒芯例自身的调试引脚，使用jtag管脚可以很直接的检测可重构硬件加速芯粒的工作状态，是否能作为检测模块对合封芯片内部的连线和其他芯粒的状态进行检测；
17.步骤s2：可重构硬件加速芯粒通过内部连线，收集通用多核处理芯粒核、网络接口芯粒、可配置交换芯粒的时钟和复位情况，若失败，则检测失败，可以定位存在时钟复位故障的芯粒，若成功，则进入步骤s3；
18.可重构硬件加速芯粒通过内部连线与通用多核处理芯粒核、网络接口芯粒、可配置交换芯粒连接，这些连线包括了时钟复位的检测管脚，时钟复位的检测管脚不在引出到合封管脚上，即减少了外部合封管脚数量，也方便后期测试；
19.步骤s3：可重构硬件加速芯粒通过内部连线，检测与其他芯粒之间的物理通信链路检测，若失败，则检测失败，可以定位存无法检测成功的物理链路，若成功，则进入步骤s4；
20.网络处理器合封芯片内部芯粒之间的数据通信主要基于内部的物理通信链路，例如：高速并行总线、千兆以太网、万兆以太网、pcie接口等，可重构硬件加速芯粒与其他芯粒之间的物理通信链路可以进行链路检测，确认两端是否已经准备完毕，可以进行数据通信；
21.步骤s4：可重构硬件加速芯粒通过内部连线，检测与其他芯粒之间的信号完整性检测，通过对比发送数据和接受数据的值，确认检测结果，若失败，则检测失败，可以定位存存在信号完整性故障的芯粒，若成功，则进入下一步检测；
22.可重构硬件加速芯粒与其他芯粒之间的物理通信链路完成链路检测后，可以通过
可重构硬件加速芯粒向其他芯粒发送数据，其他芯粒在接口设置为内部回环模式，将发送数据通过接口返回给可重构硬件加速芯粒，从而实现对物理通信链路的信号完整性检测；
23.步骤s5：可重构硬件加速芯粒通过内部连线，检测与其他芯粒之间的功能性检测，发送功能数据，响应数据与预制数据对比，确认检测结果，若失败，则检测失败，可以定位存在功能性故障的芯粒，若成功，则自动检测完成；
24.可重构硬件加速芯粒与其他芯粒之间的物理通信链路完成信号完整性检测后，其他芯粒在接口设置为正常模式，由可重构硬件加速芯粒发送特定的功能数据例如：配置报文，其他芯粒接受到特定的功能数据后产生对应的响应报文例如配置响应报文，根据可重构硬件加速芯粒中预制响应报文进行对比，可以判定响应是否正确，是否符合功能性检测需要。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
26.本发明通过网络处理器合封芯片内部的可重构硬件加速芯粒对网络处理器合封芯片内部的通用多核处理器芯粒、可配置交换芯粒和网络接口芯粒进行连线、进而可对通用多核处理器芯粒、可重构硬件加速芯粒、可配置交换芯粒和网络接口芯粒的运行状态、物理链路连通性、信号完整性、故障定位进行实时监测，从而有效的降低了网络处理芯片的检测时间和测试成本，解决了不同芯粒裸片之间对测试信号可能还有交互，导致测试复杂，并测试时间很长且测试成本很高的问题。
附图说明
27.图1为本发明一种网络处理芯片合封检测装置示意图；
28.图2为本发明一种网络处理芯片合封检测方法示意图。
29.图中：1、网络处理器合封芯片；101、通用多核处理器芯粒；102、可重构硬件加速芯粒；103、可配置交换芯粒；104、网络接口芯粒；2、合封管脚；3、jtag管脚。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的网络处理器合封芯片1、通用多核处理器芯粒101、可重构硬件加速芯粒102、可配置交换芯粒103、网络接口芯粒104、合封管脚2和jtag管脚3部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
32.请参阅图1-2，一种网络处理芯片合封检测装置，包括网络处理器合封芯片1、合封管脚2和jtag管脚3，网络处理器合封芯片1包括通用多核处理器芯粒101、可重构硬件加速芯粒102、可配置交换芯粒103和网络接口芯粒104，通过网络处理器合封芯片1内部的可重构硬件加速芯粒102对网络处理器合封芯片1内部的通用多核处理器芯粒101、可配置交换芯粒103和网络接口芯粒104进行连线、进而可对通用多核处理器芯粒101、可重构硬件加速芯粒102、可配置交换芯粒103和网络接口芯粒104的运行状态、物理链路连通性、信号完整
性、故障定位进行实时监测，从而有效的降低了网络处理芯片的检测时间和测试成本，解决了不同芯粒裸片之间对测试信号可能还有交互，导致测试复杂，并测试时间很长且测试成本很高的问题。
33.具体的，通用多核处理器芯粒101、可配置交换芯粒103和网络接口芯粒104均与可重构硬件加速芯粒102连接，网络处理器合封芯片1通过连接线与合封管脚2连接，jtag管脚3通过连接线与可重构硬件加速芯粒102连接。
34.具体的，的通用多核处理器芯粒101主要为多核cpu，用于网络处理中用户控制、网络数据处理、路由管理以及其他芯粒的管理控制等功能。
35.具体的，可重构硬件加速芯粒102用于连接通用通用多核处理器芯粒101、可配置交换芯粒103、网络接口芯粒104等其他芯粒，所有数据都需要经过可重构硬件加速芯粒102进行转发，既可以满足随需而变的业务需求，又可以用于其他芯粒的运行状态、物理链路连通性、信号完整性、故障定位、实时监测等检测。
36.具体的，网路接口芯粒主要为网络处理器提供各种类型的网络接口，例如：千兆以太网、万兆以太网、iic、spi等接口但且不限于这些接口，将网络接口的数据转换为芯片内部传输数据格式，用于其他芯粒之间的数据处理和交换。
37.具体的，可配置交换芯粒103主要用于网络交换查表使用，支持通用多核处理器芯粒101下发的以太网二层至七层的用户自定义掩码匹配查表。
38.具体的，其检测方法包括以下步骤：
39.步骤s1：通过jtag管脚3给可重构硬件加速芯粒102加载自动检测逻辑，检查可重构硬件加速芯粒102是否能够加载成功，若失败，则检测失败，可以定位可重构硬件加速芯粒102存在故障，若成功，则进入步骤s2；
40.jtag管脚3是可重构硬件加速芯粒102引出的网络处理芯片合封外的管脚，是可重构硬件加速芯粒102芯例自身的调试引脚，使用jtag管脚3可以很直接的检测可重构硬件加速芯粒102的工作状态，是否能作为检测模块对合封芯片内部的连线和其他芯粒的状态进行检测；
41.步骤s2：可重构硬件加速芯粒102通过内部连线，收集通用多核处理芯粒核、网络接口芯粒104、可配置交换芯粒103的时钟和复位情况，若失败，则检测失败，可以定位存在时钟复位故障的芯粒，若成功，则进入步骤s3；
42.可重构硬件加速芯粒102通过内部连线与通用多核处理芯粒核、网络接口芯粒104、可配置交换芯粒103连接，这些连线包括了时钟复位的检测管脚，时钟复位的检测管脚不在引出到合封管脚2上，即减少了外部合封管脚2数量，也方便后期测试；
43.步骤s3：可重构硬件加速芯粒102通过内部连线，检测与其他芯粒之间的物理通信链路检测，若失败，则检测失败，可以定位存无法检测成功的物理链路，若成功，则进入步骤s4；
44.网络处理器合封芯片1内部芯粒之间的数据通信主要基于内部的物理通信链路，例如：高速并行总线、千兆以太网、万兆以太网、pcie接口等，可重构硬件加速芯粒102与其他芯粒之间的物理通信链路可以进行链路检测，确认两端是否已经准备完毕，可以进行数据通信；
45.步骤s4：可重构硬件加速芯粒102通过内部连线，检测与其他芯粒之间的信号完整
性检测，通过对比发送数据和接受数据的值，确认检测结果，若失败，则检测失败，可以定位存存在信号完整性故障的芯粒，若成功，则进入下一步检测；
46.可重构硬件加速芯粒102与其他芯粒之间的物理通信链路完成链路检测后，可以通过可重构硬件加速芯粒102向其他芯粒发送数据，其他芯粒在接口设置为内部回环模式，将发送数据通过接口返回给可重构硬件加速芯粒102，从而实现对物理通信链路的信号完整性检测；
47.步骤s5：可重构硬件加速芯粒102通过内部连线，检测与其他芯粒之间的功能性检测，发送功能数据，响应数据与预制数据对比，确认检测结果，若失败，则检测失败，可以定位存在功能性故障的芯粒，若成功，则自动检测完成；
48.可重构硬件加速芯粒102与其他芯粒之间的物理通信链路完成信号完整性检测后，其他芯粒在接口设置为正常模式，由可重构硬件加速芯粒102发送特定的功能数据例如：配置报文，其他芯粒接受到特定的功能数据后产生对应的响应报文例如配置响应报文，根据可重构硬件加速芯粒102中预制响应报文进行对比，可以判定响应是否正确，是否符合功能性检测需要。
49.本技术文件中使用到的标准零件均可以从市场上购买，而且根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本技术文主要用来保护机械装置，所以本技术文不再详细解释控制方式和电路连接。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。