复杂互连结构传输性能分析及等效电路

信号完整性在某种程度上已经成为了限制当前高速电子系统设计与发展的瓶颈。建立了由过孔、焊点、印制线构成的高速电路板复杂互连结构单元模型,在1~10 GHz频率范围内针对模型进行信号传输性能的研究。用高频结构仿真器（HFSS）针对不连续区域内印制线不同长度、焊盘不同半径进行仿真分析,总结这些参数对信号传输性能的影响,提出了复杂互连结构的等效电路模型,并提取参数值进行对比验证。结果表明,随着印制线长度的增加、焊盘半径的增加,信号传输的回波损耗（RL）越来越强。用先进设计系统（ADS）软件对等效电路进行模拟,其回波损耗在1~6 GHz频率范围内与HFSS仿真结果相差不超过1 d B,在6~10 GHz频率范围内相差不超过2 d B。

双路径复杂互连结构串扰分析及等效电路研究

文中建立了由过孔、焊点、印制线构成的高速电路板双路径复杂互连结构的单元模型。在1～10GHz频率范围内分析其近端串扰的传输性能。结果表明：随着路径间距的减小。双路径复杂互连结构的近端串扰越强。提出了双路径复杂互连结构的等效电路模型，其近端串扰在1～10GHz频率范围内与物理模型仿真结果相差不超过3％。

TSV互连结构传输性能分析及故障建模研究

随着集成电路复杂度的提高以及半导体制造工艺水平的不断发展,硅通孔(Through Silicon Via)TSV技术成为三维集成电路的一种主流互连技术,建立单个TSV的三维物理模型,通过回波损耗来分析不同物理参数和尺寸变化对信号传输性能的影响;利用硅通孔的参数提取模型对其进行RLC参数的提取,并建立等效的电路模型和故障电路模型.扫描频率在10GHz范围内,利用故障电路末端电压来分析故障的大小,同时通过最小二乘法拟合一条根植电压曲线来判断故障大小.

三维集成电路中硅通孔复合故障的检测与诊断

在硅通孔(TSV)制造工艺中,TSV不可避免会出现电阻开路和电流泄漏同时存在的复合故障,且相比TSV单一故障,复合故障会大大降低三维集成电路的可靠性。以TSV作为环形振荡器的负载,以环形振荡器的振荡周期与占空比为测试参数,提出了一种基于粒子群优化(PSO)的最小二乘支持向量机(LSSVM)的故障诊断模型。利用不同故障类型的振荡周期与占空比的数据来训练LSSVM,采用PSO优化LSSVM的结构参数,提高了模型诊断的效率与正确率。仿真结果表明,该方法不仅能够检测出故障,还可以将故障进行分类,即开路故障、泄漏故障以及不同程度的复合故障。采用LSSVM的平均故障诊断正确率为95.17%,而采用PSO优化后的LSSVM,平均故障诊断正确率达到97.17%。

遗传算法的板级边界扫描测试矢量优化及应用

测试矢量是边界扫描技术的关键之一,测试矢量集直接影响测试的效率和结果。文章将遗传算法引入可测性设计中的边界扫描测试领域,以PCB、MCM等为工程对象,探索了遗传算法的互连测试矢量生成,提出了具有互连测试特性的适应度函数、遗传算子和遗传操作,并进行了仿真实验和实际的DEMO板测试,结果表明该算法具有一定的优越性。

高速互连系统的串扰激励测试压缩算法研究

信号完整性中的串扰已经成为了高速互连系统中不容忽视的问题,并为测试领域带来了新的挑战。本文通过对串扰耦合机理的分析,提出了串扰的最大攻击性、对称性、衰减性及叠加性等特性,并依据这些性质,在不改变空间性质的情况下对最大攻击者模型的测试矢量集进行了压缩,同时为了验证该算法的正确性,在HSPICE下对不同的故障测试模型进行了仿真实验,实验结果表明本文的压缩算法对MA模型的矢量空间可大大减少,从而可以节省测试时间,提高测试效率,表明了该算法的有效性与优越性。

高速互连渐进式串扰故障激励测试模型研究

建立了高速互连系统几何结构的形式化描述,提出了串扰故障激励的主次因素原理、攻击生效原理和对称原理,深入研究了基于正交设计的主次因素分析及渐进式串扰故障激励测试模型.该模型在考虑了互连几何特征的基础上,采用了渐进式测试矢量生成及施加,对生成的测试矢量立即进行故障检测及判断,从而可以大大减少测试矢量数,并节省测试时间.最后进行了仿真验证.结果表明,该测试模型与现有的多跳变故障模型、半跳变故障模型相比,在保证故障覆盖率的情况下,紧凑性指标更小,测试时间更短,测试的故障类型更多,可以更加有效地进行非理想互连系统的串扰故障激励测试.

基于二维卷积神经网络的模拟电路故障诊断方法

传统的基于机器学习的模拟电路故障诊断方法依赖复杂的信号处理技术和专业知识来进行故障特征提取,其故障诊断过程复杂。针对上述问题,提出一种基于二维卷积神经网络(2D-CNN)的模拟电路故障诊断方法,将被测电路的原始输出电压转换成故障灰度图(faultgrayimage,简称FGI),作为2D-CNN模型的输入,使用模型的卷积层自动提取故障的深层特征,并在模型中通过添加批量归一化(BatchNormalization,简称BN)层对数据分布进行正则化,以减小数据分布偏移带来的影响。该方法在Sallen-Key带通滤波器电路和四阶二运放高通滤波器电路的故障诊断实验中分别实现了100%和99.46%的故障诊断率。该方法不仅简化了故障诊断流程,还保证了故障诊断精度,并具有较强的泛化能力。

TSV互连结构缺陷故障测试

为了对硅通孔(TSV)的故障进行有效测试,提出一种多音抖动测试方法。基于硅基板的TSV等效电路以及缺陷故障电路,将添加了高斯白噪声的多音信号作为测试激励,对TSV缺陷故障等效电路进行测试仿真,峰均比作为测试结果,判断故障情况。测试结果表明,该方法提高了对纳米结构微小故障测试的灵敏度,最小故障尺寸可达微米级。

面向测试的SOC核间互连网络约简算法

随着集成电路的制造工艺和工作频率已经进入了深亚微米和吉赫兹时代,片上系统核间互连总线的串扰测试已经成为不容忽视的问题.通过对片上系统核间互连总线特征的研究,提出了一种面向测试的片上系统核间互连总线的约简算法.该算法首先对核间互连的拓扑结构进行描述,建立互连关系矩阵,并以受害线为根结点构建互连关系分级树,根据测试精度去掉多余的攻击线.其次,根据互斥算法对包含三态双向驱动源的互连线进行筛选,确定施加激励的互连线.经过约简后的互连网络可根据测试矢量生成算法生成测试矢量集.该算法使生成的测试矢量集大大缩小,并提高了测试效率.

基于非接触探头的TSV裂纹故障建模与分析

传统的探针测试会对晶圆产生较大的接触应力,从而给晶圆带来物理性损伤。提出一种基于串扰耦合理论的非接触探头结构,来实现对硅通孔（TSV）裂纹故障的非接触测试。首先在HFSS三维电磁仿真软件中建立非接触探头结构,通过仿真分析可知,探头与TSV之间形成较强的电场,可以实现对TSV裂纹故障非接触测试的目的。然后建立非接触探头与TSV GS结构的等效电路,并通过相关的解析方程提取其元件参数。通过分析TSV裂纹故障的生长规律,对TSV裂纹故障建立等效电路,并建立基于物理参数的故障解析方程及提取RC元件参数。在ADS软件中进行等效电路仿真,通过观察输出电压峰值的变化,可以得出TSV裂纹故障的大小。实验结果表明,该方法可以实现对TSV裂纹故障大小的测试。

基于环形振荡器的TSV故障非接触测试方法

为避免传统的探针检测对硅通孔(TSV)造成损伤的风险,提出了一种非损伤的TSV测试方法。用TSV作为负载,通过环形振荡器测量振荡周期。TSV缺陷造成电阻电容参数的变化,导致振荡周期的变化。通过测量这些变化可以检测TSV故障,同时对TSV故障的不同位置引起的周期变化进行了研究与分析,利用最小二乘法拟合出通过周期来判断故障位置的曲线,同时提出预测模型推断故障电阻范围。测试结构是基于45 nm PTM COMS工艺的HSPICE进行设计与模拟,模拟结果表明,与同类方法相比,此方法在测试分辨故障的基础上对TSV不同位置的故障进行分析和判断,并能推断故障电阻范围。

硅通孔电阻开路故障模型研究

硅通孔(Through Silicon Via)技术是三维集成电路发展的关键技术,因此对于TSV的缺陷故障检测具有十分重要的意义.讨论了TSV的物理模型和延时模型,同时在先进设计系统(ADS)中建立了TSV的电阻开路故障的等效电路模型,提取了RLC参数.然后通过给等效电路模型施加信号源,将开路故障的输出延时与无故障时的输出进行对比,对不同程度故障的TSV的传输延时进行分析,并用最小二乘法拟合出利用延时来判断故障的大小的曲线.

模拟信号扩展互连测试自动测试矢量生成研究

模拟电路网络的自动测试矢量生成是混合信号测试研究的重点和难点,以IEEE1149.4标准为基础,建立模拟电路网络测试的模型及测试方法,并提出一种适用于模拟扩展互连测试自动测试矢量生成的算法,基于此方法,构建了相应的软件测试系统,通过编译Protel网表文件、BSDL文件、自定义测试模型流程文件及扫描单元真值表文件,提取相关信息,完成测试矢量的自动生成;结果显示,该算法产生的测试矢量可准确控制内部开关的导通,形成测试通路,满足模拟扩展互连测试的要求。

串扰时延故障的SAT-ATPG算法研究

随着芯片运行速度不断提高,对串扰时延的测试已成为一个迫切需要解决的问题;文中提出一种面向多条攻击线的受害线上最大串扰噪声的测试生成方法;此方法建立了串扰通路时延故障模型、分析了布尔可满足性问题、讨论了七值逻辑,研究了串扰时延故障测试转换为CNF的逻辑表达式,在非鲁棒测试条件下约简CNF范式,并提出了串扰时延故障的SAT-ATPG算法;最后通过实例分析,对本文算法进行验证;结果表明:该算法对串扰时延故障的测试矢量的生成是有效的。

柔性直岛桥结构形变对信号传输的影响分析

针对高频信号下柔性电子系统中应用广泛的直岛桥结构在承受一维压缩、弯曲载荷引起的信号完整性问题,通过有限元软件,提取直岛桥结构变形后桥的形变参数,利用三维电磁仿真方法建立该结构的物理模型,在1~10GHz频率范围内分析其对信号传输性能的影响。结果表明,随着压缩、弯曲载荷的增大,回波损耗与近端串扰增大。在不改变模型可延展性的情况下,采用紧耦合差分对,可以提高信号的传输性能。

基于SAT的串扰时延故障测试

随着深亚微米技术的不断发展和芯片运行速率的不断提高,串扰噪声问题越来越严重,对串扰时延测试已成为一个迫切的问题。在组合电路的基础上,将SAT(布尔可满足性)方法引入到串扰引起的时延测试中,通过词法分析和语法分析直接提取Verilog(硬件描述语言)源码的形式模型,组合成CNF(合取范式)形式。并在非鲁棒测试条件下,激活串扰时延故障,约简CNF范式表达式,最终输入SAT求解器得到测试矢量。在标准电路ISCAS’85上进行实验验证,结果表明:该算法对于串扰时延故障的测试矢量产生是有效的。

基于电容耦合的TSV故障非接触测试方法研究

硅通孔(Through Silicon Via,TSV)故障严重降低了集成电路的性能和可靠性,因此对TSV的故障检测具有十分重要的意义.首先讨论了TSV的故障模型,并且利用Elmore延时模型分析了TSV开路故障对信号传输延时的影响,其次提出了一种基于电容耦合的TSV非接触测试电路,通过测量信号延时的变化来检测TSV开路故障,最后利用时间统计分析来预测故障电阻的大小。

基于聚合物微纳光纤间的串扰特性研究

针对密集排列的聚合物微纳光纤间存在的串扰问题,文章提出采用时域有限差分方法分析两根相交的聚对苯二甲酸丙二醇酯微纳光纤的相交角度、直径、分离距离、偏振模态及波长对串扰的影响。仿真结果表明,串扰随相交角度和分离距离的增大而减小,通常从单模截止直径起,串扰随直径的减小而增大,直到达到一个最大值,然后随直径的减小而减小,X方向偏振模态时串扰较低,波长为1 550 nm时串扰较低。仿真结果为构筑超紧凑结构复杂的光学器件和小型化集成光路提供了较好的指导意义和参考价值。

云制造的体系结构及其关键技术研究

信息技术与制造业相结合是促进制造业信息化的重要途径。论文在分析了当前制造网格发展中存在的若干制约问题的基础上,对将云计算技术与制造业相结合的新兴制造模式——云制造开展研究,给出了云制造的定义,对比分析了云制造与制造网格的相异性,提出并论述了一种五层云制造体系结构,提出并分析了云制造的核心特征,最后,讨论了云制造研究与发展中需突破的关键技术。