论文摘要
随着集成电路设计技术及制造工艺的不断发展,集成电路已进入了系统芯片（SoC）时代。与此同时,IP（Intellectual Property,知识产权）核复用已经成为SoC的主要设计手段,它大大缩短了SoC的设计周期,但也为SoC测试带来了很多急需解决的问题:怎样对SoC内部IP核进行测试访问?怎样解决芯片的测试生成问题?如何缩短芯片的测试时间?如何降低芯片的测试成本?研究表明,对基于IP核测试复用的SoC测试结构的研究可以较有效地解决以上问题。本文主要从测试结构设计和测试结构优化两个方面,对SoC测试结构进行了深入研究,主要贡献与创新如下:1、提出了一种新的基于DBUS-TAM的SoC测试结构,重点研究了IP核测试壳、测试访问机制和测试控制机制的设计实现问题。首先,本文在IEEE P1500测试壳的基础上,针对具体实例进行了测试壳结构设计,编写了测试壳指令,并为测试壳设计了6种工作模式。其次,本文提出了一种基于DBUS总线的TAM结构,其具有结构简单、便于流水测试等特点。再次,本文针对所提出的基于DBUS总线的TAM结构,设计了测试控制机制,分为芯片级测试控制器、核级测试控制器及TCM信号发生器三个部分,使得芯片测试的片外控制简单有效。2、对SoC测试结构的优化问题进行了研究并得到了较好的优化效果。本文主要针对SoC测试时间问题,研究了IP核测试壳在TAM宽度一定时的优化和测试总线宽度固定时测试访问机制与测试壳的联合优化。在测试壳优化问题上提出了“补齐分配”算法,并通过建立数学模型进行求解,使得IP核的测试时间平均缩短37.06%;将TAM与测试壳的联合优化问题映射为PAW和PPAW两个组合优化问题,并运用遗传算法进行求解,划分两条子测试总线时PAW问题下的测试时间平均缩短34.22%,PPAW问题下的测试时间平均缩短36.99%,进一步划分测试总线时PPAW问题下的测试时间平均缩短45.11%。3、提出了一种基于门级网表的SoC测试结构的验证方法。此方法中,将ASIC设计流程中产生的基于SMIC 0.18μm-CMOS标准工艺库的网表映射为FPGA设计支持的网表结构,并适配到专门设计的SoC验证平台的FPGA芯片中,在ITS9000MX测试系统上进行了测试实验。此工程实验中的故障模拟、故障检测及故障定位,有效地验证了本文所设计的SoC测试结构的正确性。本文所设计的SoC测试结构在较大程度上解决了当前SoC测试所面临的困难,并且具有通用性强、管脚增加较少、面积开销较小等优点;此外,对测试访问机制与测试壳的联合优化,使得SoC的测试时间和面积均有不同程度的减小,有效地降低了芯片测试成本。
论文目录
摘要Abstract第一章 绪论1.1 论文的技术背景1.2 论文选题及研究意义1.3 本文内容及结构安排第二章 SoC测试理论及可测性设计方法2.1 芯片测试及其故障模型2.1.1 结构测试与功能测试2.1.2 缺陷、错误和故障2.1.3 故障模型的分类2.1.4 ATPG技术2.2 可测性设计方法2.2.1 内部扫描结构2.2.2 内建自测试2.2.3 边界扫描结构2.3 基于IP核复用的SoC测试2.3.1 SoC测试与传统的ASIC测试的不同之处2.3.2 基于IP核测试复用的SoC测试结构的通用架构2.3.3 SoC测试结构的优化2.4 本章小结第三章 SoC测试结构中关键技术研究及实现3.1 IP核测试壳的设计与实现3.1.1 IP核测试壳的基本结构3.1.2 测试壳边界单元工作原理3.1.3 测试壳指令3.1.4 测试壳实例设计3.2 测试访问机制的提出及设计3.2.1 常见的测试访问机制BUS总线的测试访问机制的提出'>3.2.2 一种新的基于DBUS总线的测试访问机制的提出3.3 SoC测试控制机制的结构设计与实现3.3.1 芯片级测试控制器3.3.2 核级控制器3.3.3 TCM信号发生器BUS-TAM的SoC测试结构'>3.4 基于DBUS-TAM的SoC测试结构BUS-TAM的SoC测试流程'>3.4.1 基于DBUS-TAM的SoC测试流程BUS-TAM的SoC测试结构的特点'>3.4.2 基于DBUS-TAM的SoC测试结构的特点3.5 本章小结第四章 特定约束下SoC测试结构的优化4.1 固定TAM宽度的IP核测试壳优化4.1.1 IP核测试壳基本优化方案4.1.2 测试壳输入输出扫描链的优化4.1.3 测试壳优化的硬件开销4.2 固定测试总线宽度的测试访问机制与测试壳的联合优化4.2.1 SoC测试调度问题描述4.2.2 NP问题描述4.2.3 基于遗传算法的SoC测试调度问题求解4.3 本章小结第五章 基于ITS9000MX测试系统的SoC测试结构工程实验5.1 ITS9000MX测试系统简介5.2 SoC验证平台基本架构5.3 SoC实验电路的构建与测试流程5.4 故障模拟、检测与定位5.5 本章小结第六章 总结与展望6.1 本文工作总结6.2 未来工作展望参考文献附录1 遗传算法中的生物学术语附录2 遗传算法求解TAM与测试壳联合优化问题的部分源程序及运行结果附录3 SoC实验电路结构原理图count的原理图'>附录4 插入测试壳的updowncount的原理图附录5 故障模拟与定位分析实验中电路可能存在的故障作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作致谢
相关论文文献
标签：系统芯片论文; 测试复用论文; 测试结构论文; 测试壳优化论文; 测试调度论文;
