基于功能测试的数模混合BIST设计

论文摘要

随着微电子技术和集成电路的飞速发展,电路由单一的数字电路或模拟电路逐步向具有一定功能的数模混合电路系统方向发展,给集成电路的测试带来了巨大的挑战,一种可行的方法就是内建自测试（BIST）。数字BIST技术已比较成熟,而模拟或数模混合电路的测试较为复杂,研究相对较晚,还没有一种像数字电路那样通用的BIST结构理论。本文在深入研究数模混合电路测试基础上,设计了基于功能测试的BIST系统。利用过采样和Σ-△调制技术生成测试激励信号,在控制器的控制下,把测试激励信号加载到被测电路,采样输出波形,将采样值和期望值做对比,验证是否在允许的容差范围内。再求合成误差,进一步判断合成误差是否符合要求,从而检测出被测电路有无故障。在设计数据处理器的过程中,采用了改进的不恢复余数的开平方算法、加法器树乘法器和超前进位加法器技术,降低了硬件开销,加快了计算速度。最后对设计的BIST系统进行了仿真验证,结果表明,所设计的BIST系统是可行的,达到了研究的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 数模混合电路测试
• 2.1 数模混合电路测试任务
• 2.2 数模混合电路可测性设计方法
• 2.2.1 传统ATE测试方法
• 2.2.2 基于扫描设计
• 2.2.3 边界扫描
• 2.2.4 内建自测试
• 2.3 本章小结
• 第三章 BIST总体设计
• 3.1 BIST基本原理
• 3.2 BIST结构设计
• 3.3 BIST整体工作流程设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 BIST控制器设计
• 4.1 控制器结构设计
• 4.2 控制器状态机设计
• 4.3 控制模块设计
• 4.3.1 测试功能模块编解码设计
• 4.3.2 数据存储器读写操作控制设计
• 4.3.3 地址生成模块设计
• 4.3.4 采样控制模块设计
• 4.3.5 控制器工作流程设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 测试激励信号的生成
• 5.1 无失真离散积分振荡器原理及改进
• 5.1.1 传统的无失真离散积分振荡器
• 5.1.2 改进的无失真离散积分振荡器
• 5.2 过采样DAC 的原理及设计
• 5.2.1 Σ -Δ调制原理及设计
• 5.2.2 低通滤波器的设计
• 5.3 测试激励生成
• 5.4 本章小结
• 第六章 数据处理器设计
• 6.1 数据处理器结构设计
• 6.2 处理器模块设计
• 6.2.1 FIR滤波器设计
• 6.2.2 时序同步器设计
• 6.2.3 采样值寄存器的设计
• 6.2.4 标准值寄存器的设计与配置
• 6.2.5 容差计算器的设计
• 6.2.6 误差合成计算器设计
• 6.2.7 合成误差容差计算器设计
• 6.3 数据处理器顶层设计
• 6.4 本章小结
• 第七章 系统仿真验证
• 7.1 系统仿真
• 7.2 系统验证
• 7.2.1 被测电路的组成
• 7.2.2 测试插入点的选择
• 7.2.3 测试参数设置
• 7.2.4 测试步骤
• 7.2.5 测试结果与分析
• 7.3 本章小结
• 第八章 结论和展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士期间的主要研究成果
• 附录A:系统仿真程序
• 附录B:采样控制器程序
• 附录C:FIR滤波器程序代码
• 附录D:加法器树乘法器