Built-in self-test
Typ eines elektronischen Bausteins
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Built-in self-test (BIST), weniger häufig Built-in test (BIT), bedeutet ein Konzept, dass ein elektronischer Baustein eine spezielle integrierte Testschaltung (IC) besitzt, welche Testsignale erzeugt und meist auch mit vorgegebenen richtigen (logisch wahren) Antwort-Signalen vergleicht, so dass das Testresultat z. B. an ein ATE (Automatic Test Equipment) ausgegeben werden kann.[1][2][3][4] Diese Bausteine oder Test-Schaltungen sind meistens Halbleiterspeicher[5] wie SRAM[6] oder DRAM[7] in Mikrocontrollern oder andere Geräte und werden mittels Elektronik oder Software angesprochen.

BIST ist ein Fachthema des Chipdesigns (Mikroelektronik), der Eingebetteten Systeme und der Funktionalen Sicherheit. Es steht im Zusammenhang mit der ISO 13849 oder verwandten Normen, wie der ISO 26262-11: Guidelines on application of ISO 26262 to semiconductors.[8] Es findet daher je nach Anforderung Anwendung in regulierten Industrien, welche Halbleiterprodukte einsetzen, wie dem Automobilbau, der Luft- und Raumfahrt, Rüstung bzw. Wehrtechnik, sowie dem Anlagenbau (Automatisierungstechnik, Leittechnik u. a.). In der Regel werden jedoch verschiedene Tests als Teil der IEC 61508 durchgeführt. BIST können Teil einer Testkampagne sein, müssen es aber nicht.
BIST kann durch geeignete Entwicklungsprozesse für Halbleiterbausteine (spezielle die Halbleiterspeicher) implementiert werden. Diese „On-Chip“-Testfähigkeit, also ein Gerät mit BIST-Funktionalität, benötigt bei den seit den 2010er Jahren verfügbaren Halbleiterbausteinen nur relativ wenig Platz auf dem Die. BIST ist jedoch nicht für jedes Gerät verfügbar und erfordert eine herstellerseitige Unterstützung, da alle Tests hardwarenah stattfinden.
Das Konzept ermöglicht es, ein System im Sinne der Verifikation & Validation (V&V) zu testen. Hierzu ist umfassendes Fachwissen, auch aus dem Bereich der Elektronik, notwendig. Die Tests sind häufig unterschiedlich oder systemspezifisch und benötigen Zeit für ihre Ausführung.
BIST-Tests
BIST ist nicht in allen Bausteinen gleich stark ausgeprägt. Es existieren verschiedene Konzepte.
- Analog- und Mixed-Signal-BIST
- Boundary Scan Test
- Logik-BIST
- Prozessor-BIST, z. B. für die CPU eines Mikrocontroller
- Signaturanalyse
- Speicher-BIST – z. B. mit dem Marinescu-[9] oder March-Algorithmus[10][11] u. a. Techniken
Es können beispielsweise Logik- und Speicher-Selbsttests (als Teil von BIST) zusammen mit Power-on self-tests (POST) von Prozessoren eingesetzt werden, um Fehlfunktionen rechtzeitig zu erkennen und Folgeschäden zu vermeiden.
Siehe auch
- MemTest64 und Memtest86+, zwei Werkzeuge für PC-Benutzer zum Speichertesten.
- Soft Error
- Das Konzept gilt ebenfalls auf Systemebene, wenn die Systemelemente geprüft werden sollen. In diesem Punkt gibt es Ähnlichkeiten mit HIL und SIL.
- Zuverlässigkeit
Literatur
- Miron Abramovici, Melvin A. Breuer, Arthur D. Friedman: Digital Systems Testing and Testable Design (= Electrical Engineering, Communications, and Signal Processing). Computer Science Press, New York, NY 1990, ISBN 978-0-7167-8179-0 (englisch, archive.org).
- Ireneusz Mrozek: Multi-run Memory Tests for Pattern Sensitive Faults. Springer International Publishing, Cham 2019, ISBN 978-3-319-91203-5, doi:10.1007/978-3-319-91204-2 (englisch).