數(shù)字電路測試激勵壓縮研究.pdf

1、當(dāng)前復(fù)雜集成電路的測試集規(guī)模不斷增大，過大的測試集規(guī)模不僅增加了對自動測試儀(Automatic Test Equipment，ATE)帶寬和容量的要求，而且會導(dǎo)致測試應(yīng)用時間過長和測試功耗過大，如何減少測試集規(guī)模是集成電路測試的挑戰(zhàn)之一，所以在不影響測試質(zhì)量的前提下，對測試集的壓縮進行研究意義十分重大。本文針對數(shù)字集成電路的測試集數(shù)據(jù)量過大、測試成本過高問題，對測試激勵壓縮問題展開深入的研究，目標(biāo)是在不影響測試質(zhì)量、且硬件代價較小的情

2、況下，減少測試集的規(guī)模，從而減少測試應(yīng)用時間，降低測試成本。主要工作包括以下幾個方面:
　　 (1)提出雙前綴編碼壓縮技術(shù)。傳統(tǒng)的基于游程的編碼壓縮方法僅用一種前綴方式對測試集進行編碼，而對于當(dāng)今大電路來說，其測試集具有較多的長游程，雙前綴編碼壓縮方法采用兩種前綴方式作為碼字的識別符號，減少了長游程編碼的碼字長度，從而提高了大電路測試集的測試壓縮率。為了驗證雙前綴編碼壓縮方法的有效性，對兩類測試集進行了實驗，第一類是測試集重產(chǎn)生

3、算法產(chǎn)生的較規(guī)整的測試集，第二類為在布局布線限制下對掃描單元進行重排獲得的具有較多長游程的規(guī)整測試集。實驗和理論結(jié)果均表明該方法可以在無故障覆蓋率損失的前提下，有效地提高測試激勵壓縮率，且硬件代價較小。
　　 (2)提出選擇性稀疏存儲測試激勵壓縮方法。針對具有很少確定位的測試集，提出利用稀疏存儲對其進行壓縮的方法，首先將測試集分成等長（或變長）的數(shù)據(jù)塊，再將這些數(shù)據(jù)塊分為四類:全0塊、全1塊、稀疏塊和平凡塊，根據(jù)四種類型的數(shù)據(jù)塊

4、在測試集中出現(xiàn)的頻率來分配它們的編碼類型標(biāo)識，對標(biāo)識為稀疏塊的數(shù)據(jù)塊用稀疏存儲技術(shù)進行編碼，從而減少了測試集的規(guī)模。為了從數(shù)據(jù)塊中選擇出稀疏塊，給出了稀疏塊選擇算法。實驗和理論均表明本方法可以有效地減少測試激勵的規(guī)模，且硬件代價較小。
　　 (3)提出間隔廣播掃描的測試激勵壓縮方法。基于編碼的壓縮技術(shù)適合對具有單掃描鏈的電路測試集進行壓縮，應(yīng)用到多掃描鏈時需要進行串并數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，增加了硬件代價。本工作針對具有多掃描鏈的IP核的測

5、試集提出間隔廣播掃描壓縮技術(shù)，它對具有多掃描鏈的給定測試集進行分析，充分利用掃描鏈本身潛在的相容性，測試時允許對同等深度具有相容邏輯值的掃描單元進行廣播，減少了測試激勵的規(guī)模。該方法不需要復(fù)雜的測試產(chǎn)生算法，不需編碼器和解碼器，也不需IP核的內(nèi)部信息，非常適合具有多掃描鏈的IP核的測試激勵的壓縮。其硬件結(jié)構(gòu)僅需要在IP核的外部的多掃描鏈接口處設(shè)置一個移位寄存器，代價較小。該方法對于所有benchmark基準(zhǔn)電路都達到較好的壓縮效率。

6、r>　　 (4)從可測試性設(shè)計角度提出基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的測試激勵壓縮方法。在設(shè)計階段，將掃描鏈分成等長的掃描鏈段，對此多鏈結(jié)構(gòu)，進行兩階段的測試產(chǎn)生;第一階段進行廣播掃描測試向量的產(chǎn)生，給測試產(chǎn)生程序增加相應(yīng)的限制，使得此階段產(chǎn)生的測試激勵可以對所有掃描鏈進行廣播，第二階段對所有未被檢測的故障進行測試產(chǎn)生，此階段產(chǎn)生的測試向量不增加任何限制，對第二階段產(chǎn)生的測試向量進行分組，一部分運行在順序掃描模式，一部分運行在間隔廣播掃描模式。相對于著

7、名的ILS結(jié)構(gòu)，在硬件代價完全相同的情況下，本方法的壓縮率在最壞情況下與ILS相同。
　　 (5)提出掃描鏈虛擬排序技術(shù)，并利用它進行測試激勵壓縮的方法。測試激勵的混亂程序?qū)y試集的壓縮率有著直接的影響，傳統(tǒng)的利用物理掃描鏈排序的方法增加了布線的長度，增加了時延，且不適合對知識產(chǎn)權(quán)核進行壓縮。為了獲得較高的壓縮率，提出掃描鏈的虛擬排序，它在掃描鏈的掃描單元與片上系統(tǒng)的RAM模塊之間建立映射，從而實現(xiàn)了以測試壓縮為目的的掃描單元的