数字电路的多种子内建自测试及测试复用研究

论文摘要

随着集成电路技术的迅速发展,芯片的集成度越来越高,怎样对电路进行有效测试就显得越来越重要。本文首先介绍了数字电路测试的相关知识和可测性设计中的内建自测试的原理,用C语言编程实现了对数字电路进行模拟的并行故障模拟方法。在电路测试时利用这个程序来计算故障覆盖率。其次,研究了目前应用最为广泛的基于扫描的多种子内建自测试技术。其中使用很少种子的重新播种内建自测试方法使一个种子对应多个确定性测试矢量,减少了所需存储的种子的数目,进而降低了测试的硬件开销;探索了选择多个单元的重新播种测试方法,它主要是针对使用很少种子的重新播种内建自测试方法中只是利用了线性反馈移位寄存器(LFSR)的一个单元作为输出向扫描链移入测试矢量,但没有充分利用到LFSR其他单元编码种子的能力这一不足,而进行的,文中详细介绍了线性反馈移位寄存器长度、连接多项式及相应的单元的选择方法。上述两种方法均用C语言程序实现,并对五个具体电路进行了模拟测试。对得到的测试结果进行比较,可以看出选择多个单元的重新播种测试方法在测试的硬件开销方面及测试序列的长度方面有一定的优越性。最后,研究了测试生成器的复用问题。为了在系统芯片(SOC)中使用唯一的一个ROM来存储测试用的种子,使用唯一的一个线性反馈移位寄存器来生成测试矢量,一种方法是采用一个LFSR来产生随机测试矢量和编码所有的确定测试矢量,这样做的优点是多个电路模块之间复用测试逻辑从而进一步降低了测试的硬件开销。文中把所研究的使用很少种子的重新播种测试方法和选择多个单元的重新播种测试方法用于测试生成器的复用中,并对五个电路模块构成的系统进行测试,得到了测试结果。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 电路测试的研究目的与意义
• 1.2 内建自测试的研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 数字电路测试的原理
• 2.1 数字电路测试的相关概念
• 2.1.1 电路测试的重要性
• 2.1.2 故障与故障模型
• 2.1.3 电路测试的一般模型
• 2.1.4 电路测试方法的分类
• 2.2 可测性设计
• 2.2.1 可测性设计的必要性
• 2.2.2 可测性的度量
• 2.2.3 内建自测试的原理
• 第三章 线性反馈移位寄存器和故障模拟
• 3.1 线性反馈移位寄存器
• 3.2 伪随机发生器
• 3.3 故障模拟
• 3.3.1 故障模拟的原理
• 3.3.2 本文采用的故障模拟方法——并行故障模拟
• 第四章 基于扫描的重新播种内建自测试
• 4.1 基于扫描的重新播种内建自测试
• 4.1.1 基于扫描的可测性设计
• 4.1.2 重新播种
• 4.1.3 基于扫描的重新播种内建自测试模型
• 4.2 使用很少种子的重新播种内建自测试
• 4.2.1 使用很少种子的重新播种 BIST方法的实现步骤
• 4.2.2 使用很少种子的重新播种BIST方法的实验结果
• 4.2.3 使用很少种子的重新播种 BIST方法的优缺点
• 4.3 选择多个单元的重新播种测试方法
• 4.4 两种测试方法的比较
• 第五章 测试复用研究
• 5.1 测试复用
• 5.2 测试生成器的复用
• 5.3 测试生成器复用方法的实验结果
• ◆ 测试复用的实验结果（I）
• ◆ 测试复用的实验结果（II）
• ◆ 测试复用的实验结果的比较
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A:攻读硕士学位时发表的文章
• 附录B:故障覆盖率程序