可测试设计和数字电路教学

1 可测试设计和必要性和可能性“数字电路”是《脉冲与数字电路》课程的主要组成部分.这门课程在经历了约15年的教学之后已经比较成熟,已经形成了适合于我国国情的教学体系和方法.

基于遗传算法的分割可测试设计

基于遗传算法,建立了片上系统芯片(SOC)的图模型,对逻辑级的SOC结构进行精确量化;然后,对模型应用遗传算法进行分析,得到了电路的理想分割结果;最后,基于分割结果,实现一颗SOC的可测试设计(DFT).实验结果表明,在分割的均匀度与附加电路代价方面,该方法相比原有的DFT方法有显著的改进.

系统芯片I_(DDQ)可测试设计规则和方法

目的 为了使 IDDQ测试方法对 SOC(系统芯片 ) IC能继续适用 ,必须实现 SOC IDDQ的可测试性设计 ,解决因 SOC设计的规模增大引起漏电升高问题 .方法 传统的电路分块测试方法存在需要增加引腿代价 ,因此是不实际的 .本文提出了一种通过 JTAG边界扫描控制各个内核电源的 SOC IDDQ可测试设计方法 .结果 实验表明该设计不要求专门的控制引腿 ,硬件代价是可忽略的 .结论 本文提出的方法可有效地用于系统芯片的

基于抗随机性故障分析的高效率可测试设计方法

为了在提高芯片测试覆盖率的同时减少生产测试时的测试向量,提出了一种基于对电路进行抗随机向量故障分析,进而在电路中插入测试点,从而提供芯片的测试效率的方法。实际电路的实验结果表明,使用了该方法的可测性设计,在不损失测试覆盖率的情况下,能够有效地减少平均45.85%的测试向量,从而帮助设计者提高芯片的测试效率。

基于嵌入式内核SOC I_(DDQ)可测试设计方法

由于电路门数增大和晶体管亚阈值电流升高 ,导致电路的静态漏电流不断升高 ,深亚微米工艺SOC(系统芯片 )IC在IDDQ测试的实现方面存在巨大挑战 虽然减小深亚微米工艺亚阈值漏电开发了许多方法 ,如衬底偏置和低温测试 ,但是没有解决因为SOC设计的规模增大引起漏电升高的问题 首先提出了SOC设计规模增大引起高漏电流的可测试性设计概念 然后制定了一系列适合于SOC的IDDQ可测试设计规则

可测试设计法提高集成电路成品率

现今,集成电路芯片设计中,门计数和复杂程度日益增加,IBM公司的专用集成电路(ASIC)的平均设计量为1.3百万门。1998年出现首次突破5百万门(随机逻辑)的设计。这种较大型设计中结构的测试更为困难。RAM、ROM、内核、数据流水线、三态总线和多时种域的高质量能力提出更高要求的测试,而设计周期又不能延长。

可测试设计法推动嵌入测试进入新阶段

面对功能更多和价格更低廉的IC的爆发性需求,半导体生产者有必要重新评估传统的测试技术,因为这一项就占用了芯片制造成本的6％～15％。一个简单的经济模式显示,测试成本由购买率决定,它是全球自动测试设备(ATE)年销售额与全球半导体器件年销售额之比,如图1所示。最近18年统计的结果表明这种百分比保持在3％～5％以内。换言之,半导体器件年销售收入的3％～5％要花在购买用于外测试的贵重设备上。购买率是指所有半导体器件的平均数而言,其中包括存储器、低档芯片和高档芯片。高档专用集成电路(ASIC)的测试设备购买率是最高的。还要考虑倍乘效应的因素,包括测试工程费、维修费和操作费用在内的至少为ATE购买费2～3倍的开支,实际上占用了半导体器件销售额的6％～15％。就芯片制造成本的百分比来说,测试费用可能更高。相对而言。

SoC芯片扫描链测试设计与实现

阐述针对SoC芯片,进行压缩测试、stuck-at测试和全速测试的设计,并通过Tessent软件插入扫描链和生成ATPG自动测试向量。结果表明,芯片固定型故障、时延相关故障的覆盖率满足测试要求。

一种适用于Chiplet测试的通用测试访问端口控制器电路设计

在后摩尔时代里,Chiplet是当前最火热的异构芯片集成技术,具有复杂的多芯粒堆叠结构等特点。为了解决Chiplet在不同堆叠结构中的芯粒绑定后测试问题,基于IEEE 1838标准协议,该文提出一种适用于Chiplet测试的通用测试访问端口控制器(UTAPC)电路。该电路在传统测试访问端口(TAP)控制器的基础上设计了Chiplet专用有限状态机(CDFSM),增加了Chiplet测试路径配置寄存器和Chiplet测试接口电路。在CDFSM产生的配置寄存器控制信号作用下,通过Chiplet测试路径配置寄存器输出的配置信号来控制Chiplet测试接口电路以设置Chiplet的有效测试路径,实现跨层访问芯粒。仿真结果表明,所提UTAPC电路适用于任意堆叠结构的Chiplet的可测试性设计,可以有效地选择芯粒的测试,还节省了测试端口和测试时间资源并提升了测试效率。

逻辑内建自测试技术进展综述

逻辑内建自测试(logic buit-in self-test,LBIST)是一种可测试性设计技术,利用芯片、板级或系统上的部分电路测试数字逻辑电路本身。LBIST对于许多应用来说至关重要,尤其是国防、航空航天、自动驾驶等生命和任务关键型的应用。这些应用需要执行片上、板上或系统内自检,以提高整个系统的可靠性及执行远程诊断的能力。该文首先给出了常用的LBIST分类,并描述了经典的,也是工业界应用最成功的LBIST架构——使用多输入特征寄存器和并行移位序列产生器的自测试架构;其次,对国内外研究团队、研究进展进行了总结;再次,详细剖析了LBIST的基本原理、时序控制、确定性自测试设计、低功耗设计、“X”容忍等关键技术点,列举出了主流的LBIST商业工具,并逐一分析了其软件架构和技术特点;最后,讨论当前LBIST技术仍需进一步解决的问题,并进行展望。

浅析风电机组可测试性设计准则应用

本文介绍了测试和诊断系统对风电机组智能化的重要作用; 详细阐述了测试性设计的基本方法、设计流程,并研究了可测试设计在复杂系统并行开发中存在的问题,论证了制定可测试性设计准则的必要性;结合风电机组系统部件组成特点及故障类型,总结出典型子系统/部件的测试性计设准则:为风电机组测试性设计提供依据与建议,供新产品设计开发过程中参考使用。

SOC可测试性设计与测试技术

超深亚微米工艺和基于芯核的设计给芯片系统(system-on-a-chip,SOC)测试带来了新的问题.对SOC可测试性设计与测试技术的国际研究现状及进展进行了广泛而深入的综述.从芯核级综述了数字逻辑、模拟电路、存储器、处理器4类芯核的可测试性设计与测试技术,从系统级综述了测试激励、测试响应和测试访问机制等SOC测试资源的设计以及压缩／解压缩与测试调度等测试资源划分、优化技术,并介绍了2个标准化组织开展的SOC测试标准工作.最后,展望了SOC测试未来的发展方向.

可测试性设计技术在一款通用CPU芯片中的应用

可测试性设计(Design-For-Testability,简称DFT)是芯片设计的重要环节,它通过在芯片原始设计中插入各种用于提高芯片可测试性的硬件逻辑,从而使芯片变得容易测试,大幅度节省芯片测试的成本。文中介绍了在一款通用CPU芯片的设计过程中,为提高芯片的易测性而采取的各种可测试性设计技术,主要包括扫描设计(ScanDesign)、存储器内建自测试(Build-in-self-test,简称BIST)以及与IEEE1149.1标准兼容的边界扫描设计(BoundaryScanDesign,简称BSD)等技术。这些技术的使用为该芯片提供了方便可靠的测试方案。

SoC的可测试性设计技术

基于可复用的嵌入式IP(intellectualproperty)模块的系统级芯片 (SoC)设计方法使测试面临新的挑战 ,需要研究开发新的测试方法和策略 .结合系统级芯片的可测试性设计技术所面临的技术难点 ,详细介绍了当前系统级芯片的可测试性设计技术 ,分析了各种系统级芯片的可测试性设计技术的特点及其优缺点 ,着重讨论了国际工业界内针对系统级芯片测试的方案 :IEEEP15 0 0和虚拟插座接口联盟 (VSIA)测试访问结构 .

一款雷达信号处理SOC芯片的存储器内建自测试设计

内建自测试(BIST)为嵌入式存储器提供了一种有效的测试方法.详细介绍了存储器故障类型及内建自测试常用的March算法和ROM算法.在一款雷达信号处理SOC芯片中BIST被采用作为芯片内嵌RAM和ROM的可测试性设计的解决方案.利用BIST原理成功地为芯片内部5块RAM和2块ROM设计了自测试电路,并在芯片的实际测试过程中成功完成对存储器的测试并证明内嵌存储器不存在故障.

可测试性设计中的优化问题及求解算法

近20年来,为了解决结构日益复杂的VLSI电路的测试问题,可测试性设计技术得到了迅速发展.在可测试性设计中,如何针对不同的对象及测试需求进行优化设计,以尽可能降低总体设计代价,是一个非常重要且亟待解决的问题.文章应用图论对可测试性设计中的两种典型优化问题进行了数学描述,并构造了相应的可行求解算法.

“存储＋逻辑”3D集成电路的硅通孔可测试性设计

为了缩短硅通孔的测试时间,针对符合JESD229和IEEE1149.1边界扫描协议的"存储+逻辑"3D集成电路,提出一种硅通孔可测试性设计.首先在逻辑晶片上增加控制模块,用于控制存储晶片的边界扫描链;然后通过修改逻辑晶片上原有边界扫描链结构,实现串联和并联2种与存储晶片边界扫描链连接的模式;最后在逻辑晶片上增加寄存器,以保存测试过程所使用的配置比特,控制整体测试流程.实验数据表明,该设计仅比原有的IEEE1149.1边界扫描电路增加了0.4%的面积开销,而测试时间缩短为已有工作的1?6.

一种遵循IEEE 1149.1标准的可测试性设计结构

IEEE1149.1(也称JTAG)是支持芯片边界扫描的国际标准,提供了统一的测试访问端口。如今,它已成为芯片必不可少的一种“开销”。本文通过定制JTAG逻辑,以求用最少的开销,最简单灵活的方式来管理各种DFT逻辑。

NRS4000微处理器的可测试性设计

现代先进微处理器有非常高的集成度和复杂度，又有寄存器堆、 Ｃａｃｈｅ等嵌入式部件，而且芯片管脚数相对较少，必须要有一定的自测试设计和其它的可测试性设计来简化测试代码，提高故障覆盖率。本文简要讨论了 Ｎ Ｒ Ｓ４０００ 微处理器芯片的以边界扫描测试为主体，以自测试为补充的可测试性设计框架。着重介绍了芯片的边界扫描设计和芯片中译码控制器 Ｐ Ｌ Ａ 和微程序 Ｒ Ｏ Ｍ 以及采用内嵌 Ｒ Ａ Ｍ 结构的指令 Ｃａｃｈｅ 和寄存器堆的内建自测试设计。结果表明，这些可测试性设计大大缩短了测试代码的长度。