由被測(cè)電路自己產(chǎn)生測(cè)試向量的自動(dòng)測(cè)試生成方法研究.pdf

1、近年來(lái)，集成電路芯片向著深亞微米、納米方向發(fā)展，其功能日益復(fù)雜，集成密度成倍增加。這樣的發(fā)展趨勢(shì)一方面使得集成電路越來(lái)越精密，功能日漸強(qiáng)大，方便人們的生產(chǎn)生活；另一方面，復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，高速的系統(tǒng)時(shí)鐘也給電路的測(cè)試帶來(lái)了巨大的困難。 隨著傳統(tǒng)的測(cè)試方法越來(lái)越無(wú)法跟上集成電路發(fā)展的腳步，人們提出了可測(cè)試性設(shè)計(jì)：即在電路設(shè)計(jì)時(shí)，就充分考慮電路如何測(cè)試的問(wèn)題，使得電路在生產(chǎn)出來(lái)以后能比較容易地被測(cè)試。掃描路徑測(cè)試(Scan Path

2、Test，SPT)、邊界掃描測(cè)試(Boundary Scan Test，BST)、內(nèi)建自測(cè)試(Build In SelfTest，BIST)是常用的幾種可測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)。另一方面，隨著集成電路測(cè)試問(wèn)題的復(fù)雜化，遺傳算法作為一種成熟的優(yōu)化算法，近年來(lái)也被廣泛應(yīng)用于集成電路測(cè)試領(lǐng)域，解決了許多實(shí)際問(wèn)題。 本文在闡述數(shù)字電路測(cè)試和遺傳算法的基本理論的基礎(chǔ)上，分析了BIST技術(shù)尤其是LFSR(Linear Feedback Shift

3、Register)和存儲(chǔ)式TPG(Test Pattern Generator)相結(jié)合的混合BIST技術(shù)的基本原理。針對(duì)這些測(cè)試技術(shù)中存在的一些問(wèn)題，提出了一種由被測(cè)電路(Circuit Under Test,CUT)自己產(chǎn)生測(cè)試向量的自動(dòng)測(cè)試生成方法。該方法將被測(cè)電路不僅僅看作是被測(cè)的對(duì)象，而且將其當(dāng)成是一種可利用的資源。該方法使用寄存器捕獲電路部分內(nèi)部節(jié)點(diǎn)對(duì)當(dāng)前測(cè)試向量的響應(yīng)，并反饋到原始輸入端作為下一個(gè)測(cè)試向量。通過(guò)這樣的一種“自

4、反饋”結(jié)構(gòu)，被測(cè)電路在施加了第一個(gè)測(cè)試向量后，后續(xù)的測(cè)試向量可以自動(dòng)生成，有效的避免了存儲(chǔ)所有的測(cè)試向量所帶來(lái)的巨大開(kāi)銷(xiāo)。 文章以C17電路為例，詳細(xì)介紹了該方法的基本思想及具體的實(shí)施過(guò)程。并結(jié)合測(cè)試集海明距離和電路節(jié)點(diǎn)偏移率，給出了一個(gè)可行的基于遺傳算法的測(cè)試向量生成算法。通過(guò)對(duì)benchmark 85基準(zhǔn)電路的實(shí)驗(yàn)，證明該算法能夠在較短時(shí)間內(nèi)尋找到一種近似最優(yōu)的反饋方式，該反饋方式所確定的測(cè)試集能在較短的向量長(zhǎng)度下達(dá)到較高的

5、故障覆蓋率。 文章中還提出了非分段重播種、分段重播種及重?fù)Q反饋組合等多種方法，對(duì)偽隨機(jī)向量故障覆蓋率不足的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。最后，本文參照LFSR和存儲(chǔ)式TPG相結(jié)合的混合BIST，提出使用精簡(jiǎn)后的MINTEST測(cè)試集作為對(duì)通過(guò)“自反饋”結(jié)構(gòu)生成的測(cè)試集的補(bǔ)充，來(lái)完成對(duì)電路剩余故障的測(cè)試。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該方法在不降低故障覆蓋率的情況下，測(cè)試向量總長(zhǎng)度和ROM大小相比較LFSR和存儲(chǔ)式TPG相結(jié)合的混合BIS