GJB 中华人民共和国国家军用标准 FL 6130 GJB 7704-2012 军用CPU测试方法 Test method for military CPU 2012-11-26发布 2013-01-01实施 中国人民解放军总装备部批准 GJB 7704-2012 目 次 前言 范围· 1 2引用文件 3术语和定义· 一般要求 4 5 测试方法分类与编码· 方法1001 功能测试· 方法1002 电特性测试· 方法2001 字长测试 方法2002 频率测试： 方法2003 功耗测试·· 方法2004 同构多核CPU核的数量测试· 方法2005 整数运算峰值测试… 方法2006 浮点运算峰值测试 方法3001 CPU综合运算性能测试· 方法3002 CPU系统级综合性能测试· 10 方法3003 缓存性能测试· 方法3004 访存性能测试· 方法3005 多核协同性能测试· 方法3006 嵌入式CPU核性能测试· 13 方法3007 嵌入式CPU应用性能测试 ·13 方法4001 接口测试· ·14 附录 A (资料性附录) 兼容性评价 GJB 7704-2012 前言 本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国人民解放军总装备部电子信息基础部提出。 本标准起草单位：工业和信息化部电子第四研究院、中国人民解放军总参谋部第五十六研究所、国 防科学技术大学、中国科学院计算技术研究所、中航工业六三一研究所、深圳国微电子股份公司、航天 科技集团772所等。 本标准主要起草人：钟伟军、朱英、张承义、章立生、邓豹、吴志远、李伟立、陈大为、 钟明琛、孔宪伟、张炜、林桦、胡海涛。 II GJB 7704-2012 车用CPU测试方法 1范围 本标准规定了CPU功能和电特性参数测试、性能参数验证、综合性能测试和接口测试方法。 本标准适用于CPU测试。 2引用文件 下列文件中的有关条款通过引用而成为本标准的条款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修 改单（不包含勘误的内容）或修订版本都不适用于本标准，但提倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本 的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T17574-1998半导体器件集成电路第2部分：数字集成电路 GJB548B-2005微电子器件试验方法和程序 3术语和定义 3.1 被测器件(DUT) DeviceUnderTest 测试过程中的被测对象。 3.2自动测试系统（ATE）AutomaticTestEquipment 集成化的集成电路测试专用系统。自动测试系统配有多路电源、数字通道和模拟通道及专门的测试 软件开发环境。自动测试系统通过内部时钟同步单元在对DUT提供激励的同时对DUT输出进行同步 采样比较。 3.3CPU工程测试板 FvaluationBoad 用于CPU性能验证的系统板。工程测试板支持CPU基本功能和扩展功能，配备输入输出端口。 3.4测试适配板LoadBoad 测试适配板用于被测器件与ATE设备的连接的板卡。测试适配板配有放置被测器件的测试夹具。 4一般要求 一般要求如下： a）一般要求参照GJB548B-2005； b）方法1001～1002推荐在ATE上进行，其他方法推荐在工程测试板上进行； c）兼容性测试评价参照附录A。 5 测试方法分类与编码 CPU测试方法分类编码如下： a）1000类：功能与电特性测试方法； b)2 2000类：性能参数验证方法； c) 3000类：综合性能测试方法； 4000类：接口测试方法。 1 GJB 7704-2012 方法1001功能测试 1目的 测试CPU指令集以及内部控制部件、运算部件、寄存器文件、外设模块和存储器等功能模块。 2 测试原理 CPU功能测试原理如图1001-1。 输出 DUT 电源 数字信号发生单元 数字信号采集 电源单元 数 数字 序 数 字 据 通 采 道 集 通 理 驱 器 动 道 器 时钟同步 单元 图1001-1 CPU功能测试原理图 3测试要求 3.1功能覆盖 CPU功能测试应覆盖： a）指令集遍历； 内部功能单元的功能验证； 中断功能验证； (P 复位功能验证； e) 存储器接口功能验证； f) 外部接口的功能验证。 3.2测试向量 功能测试时应编制测试向量，使CPU处于所需的工作状态，测试向量应满足以下要求： a) 测试向量应覆盖CPU所有功能单元； b) 测试向量应遍历CPU编程手册中的所有指令； 对具有可测性设计的CPU进行功能测试时，测试向量应满足规定的测试覆盖要求； d) 应在CPU标称的频率下运行测试向量。 3.3电源电压 功能测试时CPU施加额定的电源电压。 4测试程序 CPU功能测试程序如下： a) 将被测CPU通过测试适配板接到自动测试系统中，电源电压、输入电压调整到规定值； b) 施加功能测试向量，使电路处于相应的功能状态，采集输出数据与逻辑期望输出进行比较； 若期望数据和输出数据一致，则功能正确，否则错误。 2 GJB 7704-2012 方法1002 电特性测试 测试CPU的静态与动态特性参数。 测试原理 2 按方法1001第2章。 测试要求 35 3.1测试向量 电特性测试时应配合相应的向量使CPU处于所需的工作状态。向量需要符合以下要求 a）在参数测试时，要求CPU处于某种指定状态或者应用状态； b）在测试过程中，应保证CPU不会从指定状态或者应用状态变为其他状态。 3. 2 静态特性参数 CPU静态特性参数至少包括，但不限于： 输出高电平电压(VoH)； a) b) 输出低电平电压（VoL)； c) 输入高电平电压(Vm)； 输入低电平电压(VrL)； (P e) 输入高电平电流(Im)； 输入低电平电流(In)； 输出高电平电流(IoH)； g) h) 输出低电平电流（VoL)； i) 输出高电阻状态电流（loz）。 以上参数测试原理按GB/T17574-1998第IV篇第2节规定。 3.3 动态特性参数 CPU动态特性参数至少包括，但不限于： 保持时间（tHOLD)； a) 建立时间(tsu)； 输出延迟时间（tp）。 以上参数测试原理按GB/T17574-1998第IV篇第3节规定。 测试程序 4 按GB/T17574-1998第IV篇第2节和第3节规定。 方法2001 字长测试 1目的 通过测试通用寄存器和整数运算部件的位宽确定CPU支持的字长。 测试原理 2 2. 1j 通用寄存器位宽测试 采用寄存器移位操作测试通用寄存器位宽。 2.2整数运算部件位宽测试 通过整数乘法和加法运算结果的溢出情况测试定点运算部件位宽。 3测试要求 3 GJB 7704-2012 应使用汇编语言或C语言编写字长测试代码。 4测试程序 4.1测试通用寄存器位宽 按照以下程序进行测试： 选定用于测试的通用寄存器并将其值设置为0x01； a) b）对该寄存器进行向左移位操作，每次移一位，直至寄存器的值变为0x0； c) 记录移位操作的次数，移位操作的次数即为对应通用寄存器的位宽 4.2测试定点运算部件位宽 按照以下程序进行测试： 若被测CPU标称字长为N，给定两个N/2位的整数变量（=22 +...+2+1); +2 2 b) 对以上两个整数变量分别进行加法和乘法运算，记录运算结果并判断结果是否符合预期值； c) 如果运算结果与预期值一致，则CPU定点运算部件支持的数据位宽为N，否则不支持； 运算结果为预期值时记录定点运算部件位宽N。 当通用寄存器位宽测试结果和定点运算部件位宽测试结果都为N时，确认被测CPU的字长为N。 e) 方法2002频率测试 1目的 通过周期法测试CPU核的频率。 测试原理 2 采用周期法测算CPU核的频率。 3测试要求 测试要求如下： a）测试程序中用于测试的指令应是单周期指令，并且各条指令之间应是数据相关的。 b）频率测试代码可以使用汇编语言编写。测试前，应对频率测试代码功能正确性进行确认。 c）工程测试板应提供一个用于输出测试脉冲的测试端口。 4测试程序 测试程序如下： a）确定测试端口； 执行测试代码，运行时间至少在1s以上，用示波器测量输出脉冲持续时间t，同时记录保持该 持续时间内的指令数N； c) 按公式(2002-1)计算出CPU核的频率。 N ·(2002-1) 式中： CPU核的频率； -程序执行时间，S； t N一程序执行的单周期指令数。 方法2003 功耗测试 1目的 测试CPU在典型工作状态下功耗平均值和功耗管理模式下的功耗平均值。 4