电路故障诊断可测性设计及低功耗测试研究

论文摘要

过去几十年集成电路一直按照摩尔定律发展,其每个晶体管的制造成本呈现持续下降趋势,但每个晶体管的测试成本却基本保持不变,因此随着集成度的不断提高集成电路的总测试成本始终呈上升趋势。为了降低测试成本,改变测试成本上升趋势,必须研究新的测试原理和方法,可测试性设计就显得更加重要。本论文首先根据稳态电流的原理,提出了集成电路的故障点确定算法,结合电路的拓扑结构和静态电流信息实现定位,避免了使用故障字典,并且通过仿真结果说明该算法能对多故障电路实现故障诊断。该算法优点在于可以快速、准确地确定故障点,为系统维修争取时间。第二部分首先对最常用的内建自测试（BIST,Built-In Self Test）进行了设计和实现,随后重点研究了近年来的热点问题低功耗测试,低功耗内建自测试是低功耗测试领域较热门的研究方向。本文就当前研究现状对其进行了深入分析和详细分类,并就各种情况下的应用提供了解决方案。各种方案的面积开销、测试效率和功耗都不同,最后以此为基础提出了一种新的低功耗BIST测试向量生成器,该结构通过添加一个线形反馈移位寄存器（LFSR,Linear Feedback Shift Register）的输入端,由选择器对LFSR中测试矢量的生成进行选择,从而跳过对故障覆盖率没有贡献的测试矢量,大大减少了测试矢量长度和测试时间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及研究目的和意义
• 1.2 目前国内外的研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 VLSI 电路测试的相关理论
• 2.1 电路测试的相关概念
• 2.1.1 测试
• 2.1.2 故障
• 2.1.3 测试生成
• 2.1.4 测试效率
• 2.2 可测性设计
• 2.2.1 可测性的含义
• 2.2.2 可测性的方法
• 2.2.3 可测性分析
• 2.2.4 常用的提高逻辑系统的可测性的方法
• 2.3 低功耗技术研究的意义
• 2.3.1 为什么需要低功耗设计
• 2.3.2 测试期间高功耗的来源
• 2.4 本章小结
• 第三章 电路故障诊断的可测性设计
• 3.1 电流测试的基本概念
• 3.2 故障诊断
• 3.2.1 故障检测和故障定位
• 3.2.2 故障仿真
• DDQ 的电路故障诊断的可测性设计'>3.3 基于I_DDQ的电路故障诊断的可测性设计
• 3.3.1 电路故障诊断算法
• 3.3.2 线性反馈移位寄存器
• 3.3.3 仿真结果
• 3.3.4 总结
• 3.4 本章小结
• 第四章 BIST 的原理和实现
• 4.1 BIST 的测试原理
• 4.2 BIST 实现的软硬件设计
• 4.3 本章小节
• 第五章 低功耗的BIST 的概述和设计
• 5.1 低功耗BIST 概述
• 5.1.1 基本概念及功耗建模方法
• 5.1.2 可测试性设计中功耗优化技术
• 5.1.3 低功耗测试技术的发展趋势及需要注意的问题
• 5.1.4 低功耗BIST 测试方案选择
• 5.2 一种新的基于BIST 的低功耗产生器
• 5.2.1 低功耗BIST 测试生成器
• 5.2.2 采取模拟退火算法进行分组
• 5.2.3 测试矢量的生成
• 5.2.4 实验结果、讨论与结论
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 主要工作
• 6.2 对今后工作的打算
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文