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当前在工业上对集成电路的故障测试主要还集中于呆滞型故障的检测,而随着半导体技术的高速发展,使得芯片的运行速率不断上升,工艺的特征尺寸的日益缩小,相应的时延故障测试需求也变得越来越迫切。由于集成电路性能要求高,对系统的可靠性要求苛刻,时延故障的存在不但影响系统的运行性能,甚至成为致命的隐患。根据现今半导体技术发展趋势,特别是在工艺进入纳米尺度范围,在今后若干年内时延故障必将成为测试所面临的热点问题。因此,开展对时延故障的测试研究意义重大。
本文的研究重点是跳变时延故障测试,跳变时延故障是一种重要时延故障模型,比较适合在工业中应用。同时考虑到跳变故障测试实现对硬件电路成本的影响,本文对跳变时延故障测试放弃了传统的全扫描结构,而结合了部分扫描技术展开研究。本文分别在物理架构和向量生成两个方面对基于部分扫描使用增强扫描触发器的跳变时延故障测试进行研究。同时本文提出了基于部分扫描的宽边跳变时延故障测试方式,按照跳变时延故障覆盖率的角度对测试结构进行改进,并且给出了对应的测试向量生成方法。
本文的主要研究成果和创新之处体现在:
本文提出了基于部分扫描使用增强扫描触发器的跳变时延测试,并给出了它的电路结构和测试方式。同时本文针对困扰基于部分扫描使用增强扫描触发器的跳变时延测试的无循环时序电路跳变故障向量生成的问题,给出了扩展时间展开使用ETEM组合电路的自动向量生成成方法。通过同全扫描类似方法比较,基于部分扫描使用增强扫描触发器的跳变时延测试在大大减少硬件的同时获得大体相当的故障覆盖率。
本文提出了基于部分扫描的宽边跳变时延故障测试方式,给出了它的电路结构和测试方式。从改善跳变时延故障覆盖率的角度提出了改进方法,并且给出了该方法的触发器选择算法。同时本文也对应的使用组合电路ATPG方式的测试向量生成方法。与全扫描宽边跳变时延故障测试相比,改进后部分扫描的宽边跳变时延故障测试方式在大大减少硬件,可以获得几乎相同的故障覆盖率,在部分电路上跳变故障覆盖率甚至好于使用全扫描的同等方式。
结合到自然科学基金项目10G-EPON MAC控制器芯片设计,把部分扫描宽边跳变时延故障测试应用其中。在10G-EPON MAC控制器SoC芯片中验证了基于部分扫描的宽边跳变故障测试方法并给出测试结果。