大规模集成电路可测性设计及其应用策略

大规模集成电路不但构造精细、集成度高,而且经过许多道工序流程制作而成,难免存在着缺陷导致其不能正常工作,因此集成电路的测试对生产厂商和用户都具有重要意义。将被测电路放在测试仪器上,测试设备根据需要产生一系列测试矢量信号,加到输入端,将得到的测试输出与预期输出比较,如果两者相等,表明测试通过。测试结果的可靠性取决于测试信号的正确性和完整性。对于一个具有n个输入并且在电路内具有m个寄存器的电路,最多有2n+m个测试矢量。

很明显,当电路规模很大时,测试码的数目将过于庞大,使得测试变得不可能进行。在测试一个复杂系统时,需要考虑下面3个问题:(1)测试能否确保检测所有的故障;(2)测试的产生时间是否在整个集成电路的开发过程中是经济的;(3)测试的执行时间是否在整个集成电路的开发过程中是经济的。

解决上述问题的积极办法是可测试性设计(designfortestability,简称dft),指在集成电路的设计阶段就考虑以后测试的需要,将可测试设计作为逻辑设计的一部分加以设计和优化,为今后能够高效率地测试提供方便。

dft主要技术和方法是:转变测试思想,将输入信号的枚举与排列的测试方法,转变为对电路内各个节点的测试,即直接对电路硬件组成单元进行测试;降低测试的复杂性,即将复杂的逻辑分块,使模块易于测试;断开长的逻辑链,采用附加逻辑和电路使测试生成容易,改进其可控制性和可观察性,覆盖全部硬件节点;添加自检测模块,使测试具有智能化和自动化。

1.1集成电路的可测试质量评价

能检测集成电路中某个故障的输入激励,称为该故障的测试图形。假设有某一个测试集合,它能检测某电路故障的故障覆盖率f定义为:

f=已测故障数/(故障总数-不可测故障数)×100%

f是随不同的假定故障而变化的。因此,即便对传统的固定故障具有100%的故障覆盖率,也未必充分。因为其它类型的故障,如开路故障和时序故障等并没有全

部覆盖。

表征电路可测性的关键是电路内节点的可控制性和可观察性。可控制性就是对电路内部每个节点的置0与置1能力,可观察性是能否直接或间接地观察电路内部任何节点状态的能力。对于靠近电路输入端的内部节点,其可控制性较好,可观察性较差;对于靠近原始输出端的内部节点,可观察性较好,但可控制性较差。在电路内部的节点并不是全部可测,这就要求测试技术人员采用新的技术和算法生成测试,采用具有可测试性的电路结构及辅助结构,提高测试的覆盖率和测试效

率。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计