數(shù)字集成電路測(cè)試壓縮與時(shí)延測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、集成電路(integratedcircuit,IC)測(cè)試是保證數(shù)字IC產(chǎn)品安全可靠工作的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。隨著電路規(guī)模的不斷增大，大規(guī)模集成電路測(cè)試所需的測(cè)試數(shù)據(jù)量也隨之增加，使得IC測(cè)試面臨著測(cè)試應(yīng)用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、存儲(chǔ)開銷過(guò)大等諸多問(wèn)題。同時(shí)，隨著IC系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率的提高，以確保IC時(shí)序特征的正確性為目標(biāo)的時(shí)延測(cè)試也成為了測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本文著眼于單固定型和時(shí)延故障兩種故障模型。針對(duì)單固定型故障，研究新的低費(fèi)用的測(cè)

2、試壓縮方法，進(jìn)一步減少測(cè)試數(shù)據(jù)量、測(cè)試硬件開銷和測(cè)試應(yīng)用時(shí)間。針對(duì)跳變時(shí)延故障，研究一種新的時(shí)延測(cè)試產(chǎn)生方法，提高時(shí)延故障覆蓋率。針對(duì)小時(shí)延故障，開發(fā)出一個(gè)時(shí)間效率高、內(nèi)存資源消耗低、故障覆蓋率準(zhǔn)確度高的小時(shí)延故障模擬器。本文創(chuàng)新性的主要工作有:
　　(1)合理利用被測(cè)電路自身的資源，提出了一種結(jié)合LFSR(linearfeedbackshiftregister)重播種和自反饋測(cè)試(testvectorsappliedbycirc

3、uit-under-test，TVAC)的內(nèi)建自測(cè)試(built-inself-test，BIST)方法。提出的LFSR重播種方法提高了LFSR種子求解的概率，并降低了LFSR種子的長(zhǎng)度，減少了TVAC需要反饋的節(jié)點(diǎn)數(shù)和搜索空間。提出的改進(jìn)的信息矩陣快速判斷方法減少了TVAC方法中回溯的代價(jià)以及路徑搜索所需的時(shí)間開銷和空間開銷。在保證完全故障覆蓋率的前提下有效地減少了測(cè)試應(yīng)用時(shí)間和測(cè)試硬件開銷。
　　(2)充分利用測(cè)試中的數(shù)據(jù)位流

4、，提出了一種基于受控移位的test-per-clock確定型測(cè)試方法。充分利用輸入位流來(lái)構(gòu)建測(cè)試向量，提出了一種基于受控移位的測(cè)試向量生成方法，通過(guò)控制線性移位的首位生成測(cè)試序列，將測(cè)試集以較小的代價(jià)嵌入到輸入位流中，從而達(dá)到壓縮測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試應(yīng)用時(shí)間的目的。為了進(jìn)一步提高測(cè)試效率，掃描樹廣播技術(shù)被采用。提出了一種迭代的掃描樹構(gòu)建方法，實(shí)現(xiàn)了最小高度掃描樹的構(gòu)建。與單掃描鏈模式相比，進(jìn)一步減少了測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量、測(cè)試應(yīng)用時(shí)間以及測(cè)試生成時(shí)

5、間。
　　(3)從繼續(xù)優(yōu)化測(cè)試數(shù)據(jù)流出發(fā)，提出了一種基于串行移位的遞進(jìn)式反復(fù)測(cè)試生成方法——在每次測(cè)試生成中，通過(guò)利用輸入位流控制移位寄存器的移位來(lái)動(dòng)態(tài)匹配測(cè)試向量，直到所有故障都被檢測(cè)。當(dāng)輸入位流被確定后，逆向模擬測(cè)試集，并不斷更換起始向量，反復(fù)測(cè)試生成，進(jìn)一步精簡(jiǎn)輸入位流。
　　(4)將受控移位測(cè)試生成方法應(yīng)用到了N-Detect。提出了一種將N-Detect測(cè)試集有效嵌入到受控位流中的方法，解決傳統(tǒng)N-Detect測(cè)試

6、向量存儲(chǔ)過(guò)大、測(cè)試應(yīng)用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。與傳統(tǒng)N-Detect測(cè)試生成最大的不同是，本方法對(duì)每個(gè)故障都產(chǎn)生N個(gè)傳播路徑不同的測(cè)試向量，保證了為每個(gè)故障提供N種不同的電路檢測(cè)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本方法具有更高的檢測(cè)非模型化故障的能力，且大大降低了傳統(tǒng)N-Detect測(cè)試方法所需要的存儲(chǔ)開銷和測(cè)試應(yīng)用時(shí)間。
　　(5)針對(duì)傳統(tǒng)歪斜負(fù)載時(shí)延測(cè)試(Iatch-on-shift，LOS)和寬邊時(shí)延測(cè)試(latch-on-capture，LOC

7、)中由于向量對(duì)之間的相關(guān)性使得故障覆蓋率不高等問(wèn)題，首次提出了一種專門針對(duì)“冒險(xiǎn)”(hazard)可測(cè)條件進(jìn)行時(shí)延測(cè)試生成的方法。在分析了“冒險(xiǎn)”脈沖檢測(cè)時(shí)延故障的可行性和必要性后，利用改進(jìn)的傳統(tǒng)固定型故障的測(cè)試生成工具實(shí)現(xiàn)了對(duì)基于“冒險(xiǎn)”可測(cè)的跳變時(shí)延故障的高效測(cè)試生成，相對(duì)于傳統(tǒng)LOS和LOC測(cè)試生成，有效地提高了跳變故障覆蓋率。
　　(6)為了降低小時(shí)延故障的模擬成本、有效輔助測(cè)試生成，提出了一種高效的小時(shí)延故障模擬器。該方