内蔵セルフテスト

組み込み自己テスト( BIST ) または組み込みテスト( BIT ) は、マシンが自分自身をテストできるようにするメカニズムです。エンジニアは次のような要件を満たすように BIST を設計します。

• 高い信頼性
• 修理サイクルタイムの短縮

または次のような制約:

• 技術者のアクセスが制限される
• 製造中のテストコスト

BISTの主な目的^[1]は、複雑さを軽減し、それによってコストを削減し、外部（パターンプログラム）テスト機器への依存を減らすことです。BISTは次の2つの方法でコストを削減します。

1. テストサイクル期間を短縮
2. テスター制御下で駆動/検査する必要がある I/O 信号の数を減らすことで、テスト/プローブ セットアップの複雑さを軽減します。

どちらも、自動テスト装置 (ATE) サービスの時間単位の料金の削減につながります。

BIST は、武器、航空電子工学、医療機器、自動車用電子機器、あらゆる種類の複雑な機械、あらゆる種類の無人機械、および集積回路によく使用されます。

自動車は安全性と信頼性を高めるために自己テストを行います。たとえば、アンチロック ブレーキを備えたほとんどの車両は、安全間隔ごとに 1 回テストを行います。アンチロック ブレーキ システムの配線が切れたり、その他の障害が発生した場合、ブレーキ システムは通常のブレーキ システムとして動作します。ほとんどの自動車エンジン コントローラには、各センサーに「リンプ モード」が組み込まれているため、センサーまたはその配線が故障してもエンジンは動作し続けます。リンプ モードのもう 1 つのより些細な例としては、一部の車がドア スイッチをテストし、ドア スイッチが故障するとシートベルト占有センサーを使用して自動的にライトをオンにするということが挙げられます。

現在、ほぼすべての航空電子機器に BIST が組み込まれています。航空電子機器では、故障したライン交換可能ユニットを隔離することが目的です。その後、これらのユニットは取り外して、通常は修理所または製造元で修理されます。民間航空機は飛行しているときのみ収益を上げるため、BIST を使用して地上での修理時間を最小限に抑え、BIST を含むシステムの安全性を高めます。同様の議論は軍用機にも当てはまります。飛行中に BIST を使用すると、障害が発生すると、システムは別のモードまたはまだ動作する機器に切り替わります。重要な飛行機器は通常、重複または冗長化されています。エンターテイメント システムなどのそれほど重要でない飛行機器には、一部の機能を提供する「リンプ モード」がある場合があります。

ビルトインセルフテストは、集積回路の製造テストをより高速かつ低コストで実行するために使用されます。IC には、IC の内部機能のすべてまたは一部を検証する機能があります。場合によっては、これは顧客にとっても価値があります。たとえば、高度なフィールドバスシステムでは、機能を検証するために BIST メカニズムが提供されています。これは、高レベルでは、電源投入時に RAMとバスのセルフテストを実行するPC BIOSのパワーオンセルフテスト(POST)に似ています。

一般的なパソコンは、非常に複雑な機械であるため、起動時に自己テストを行います。パソコンが内蔵されているため、コンピューターによる自己テストは当然のことながら、低コストの機能です。組み込みシステムを含む最近のほとんどのパソコンには、コンピューター、メモリ、ソフトウェアの自己テスト機能が備わっています。

無人機械は、メンテナンスや修理が必要かどうかを判定するためにセルフテストを実行します。典型的なテストは、温度、湿度、通信不良、盗難、または電源不良などです。たとえば、電源システムやバッテリーはストレスがかかっていることが多く、簡単に過熱したり故障したりする可能性があります。そのため、頻繁にテストされます。

多くの場合、通信テストはリモート システムで重要な項目です。最も一般的な無人システムの 1 つは、電話コンセントレータ ボックスです。これには、電話回線またはデータを蓄積して中央スイッチにルーティングする複雑な電子機器が含まれています。電話コンセントレータは、フレームと呼ばれる周期的なデータ パターンの存在を確認することにより、通信を継続的にテストします ( SONETを参照)。フレームは 1 秒間に約 8,000 回繰り返されます。

リモート システムには、ローカルで通信をループバックして送信機と受信機をテストしたり、リモートでリモート ユニットのコンピュータやソフトウェアを使用せずに通信リンクをテストしたりするテストが頻繁にあります。電子ループバックがない場合は、通常、ソフトウェアがその機能を提供します。たとえば、 IP はソフトウェア ループバックであるローカル アドレスを定義します (IP アドレス 127.0.0.1、通常はローカルで名前 "localhost" にマップされます)。

多くのリモート システムには、リモート コンピュータを再起動する自動リセット機能があります。これらの機能は、通信の不足、不適切なソフトウェア操作、その他の重大なイベントによって起動される可能性があります。衛星には自動リセット機能があり、電源と姿勢制御用の自動再起動システムも追加されています。

医療機器は、継続的な安全性を確保するために自己テストを行います。通常、テストは 2 つあります。POST では包括的なテストを実行します。次に、定期テストで、POST 以降に機器が安全でない状態に陥っていないことを確認します。安全性が重要な機器では通常、「安全間隔」、つまり傷害が発生するには短すぎる期間を定義します。最も重要な機能の自己テストは、通常、安全間隔ごとに少なくとも 1 回実行されます。定期テストは通常​​、POST のサブセットです。

最初のコンピュータ制御 BIST システムのひとつは、米国のミニットマン ミサイルに搭載されたものです。^[要出典]内部コンピュータを使用してテストを制御することで、テスト用のケーブルとコネクタの重量が軽減されました。ミニットマンは、恒久的にコンピュータ制御の自己テストを導入した最初の主要兵器システムの 1 つでした。

BIST には、機能や実装方法に応じて区別されるいくつかの特殊なバージョンがあります。

• プログラム可能な組み込みセルフテスト(pBIST)
• メモリ組み込み自己テスト（mBIST） - 例えばMarinescuアルゴリズム^[2]
• ロジック内蔵セルフテスト（LBIST）
• アナログおよびミックスドシグナル内蔵セルフテスト (AMBIST)
• 継続的な組み込みセルフテスト（CBIST、C-BIT）
• 航空機の着陸後に航空機のシステムに対して実行される BIST などのイベント駆動型の組み込みセルフテスト。
• 定期的な組み込みセルフテスト（C-BIT/P-BIT）
• 割り込み駆動型組み込み自己テスト (IBIST) またはユーザー/オペレータ起動型組み込み自己テスト (I-BIT、または O-BIT)
• 電源投入時の組み込みセルフテスト (PupBIST、P-BIT)
• 自動組み込みセルフテスト (ABIST)

• 内蔵テスト機器
• ロジック内蔵セルフテスト
• 組み込みシステム
• システムエンジニアリング
• 安全工学
• ウォッチドッグタイマー

• ハードウェア診断セルフテスト
• アナログ技術者のための BIST - Analog Devices による BIST の機能と利点の簡単な概要。