第5讲[2.2]组合电路ATPG基础HQU2015.ppt

1、2.2 组合电路自动测试矢量生成 (ATPG ) -基础,2006-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,1,口算法和表示法 口结构测试与功能测试 口定义 口搜索空间 口完备性 口代数学 口算法类型,固定故障的起源,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,2,口Eldred (1959) 第一次将结构测试应用于 Honeywell Datamat ic1 000计算机 口Galey, Norby, Roth (1961) 第一次发表stuck- at-0 and stuck-at-1 故障 口Seshu 采用不同方法激活故障和传播故障响应到电路的原始输出端; 输出的故障

2、信号与期望的相反, 这样可检测到这个故障. 口电子束(E-beam )测试观察内部信号 节点“图”变为不同颜色的0和1. 太昂贵 口扫描设计 给所有触发器增加测试硬件,使它们在测试模式下成为移位寄 存器. 移位输入, 扫描输出 广泛采用的 时序测试组合 代价: 5 to 20%芯片面积, 电路延迟, 附加引腿, 较长的测试序列.,电路和二元判决树（搜索空间）,图2电路的不同表示,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,10,从顶端开始向下搜索,二元判决图（BDD）,口BDD 从源到沉节点的路径 沿着各个路径的积给出沉处的布尔值 口最右边路径: A B C = 1 （检查与功能是

3、否一致） 口问题: 大小随变量顺序变化,图3二元判决图（BDD）,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,11,口任何开关功能都可以用二元判决图完整描述,Lee 1959 从顶端的根节点开始,算法的完备性,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,12,口定义 : 如果它最终可搜索整个二元判决树, 生成测试 矢量的算法是完备的. 口不可检测的故障 甚至整个树搜索完之后,也没有找 到它的测试矢量. 口仅组合电路 不可检测的故障是冗余的, 表明存在不 必要的硬件.,算法类型,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,13,穷举算法 对于n-个输入电路,

4、产生所有2n 输入矢量。 不切实际的, 除非将电路划分为小的逻辑模块, 如15个输入: 对每个模块进行全部的ATPG。 要求对多个模块特定的激活矢量, 测试漏失的故障.,随机矢量生成,口方法的流程图 口采用获得的测试 矢量可测试60- 80% 的故障, 然 后转换到D-算法 或其它ATPG生 成测试矢量.,图4随机矢量生成方法,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,14,布尔差分法,定义,为函数 f 相对于变量xi的差分., 满足条件, 求故障xi（s-a-a）的测试矢量集为:,fa X f X 1 的测试矢量.,其中 xi,是取故障的相反值, 称之为故障的激活; 而,使故,

5、障点到可及输出端f 的故障传输路径得到敏化., 此算法是以两个布尔函数之间的异或运算为基础,其中一个函 数代表无故障器件,另一个是该器件的一个故障模型电路. 如 果两个函数的“异或和”等于1, 表明该电路有故障,此时的故 障函数可作为求故障测试集的基础.,df X f x f x ,ii,dxi,a,dxi,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,15,df,一阶布尔差分,布尔差分法,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,16,高阶布尔差分法 一阶布尔差分是用来求单故障测试矢量集的. 如果要 求多故障 的测试集, 就必须使用高阶布尔差分概念. 布尔差分法尽管是

6、一种布尔代数的运算, 且是一个完善的算法, 但它需要首先推导出电路的布尔方程式,再进行布尔差分和异或运算, 这对较大的电路来说, 所耗费的时间和空间是难以接受的.,路径敏化法,1故障敏化 2故障传递 3线确认(Line Justification)-给内部信号赋值.,图5组合电路路径敏化法,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,17,路径敏化法,为了故障沿f h k L 传递, 需要设置AND输入为1, OR输 入为0. 因此, 设A=1, j=0, E=1. 路径f h k L 在 j 阻塞, 由于不存在判断i为1的路径.,1,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,18,0,D,D,1,1,1,D,D,D,路径敏化方法,同时考虑 f h k L 和g i j k L 在 k 阻塞 因为D-边界（ fron tier ） (chain of D or D) 消失 。,1,D,D,D,D,D,2004-5-17,北京大学微电子学研究院SOC研究所,19,1,1,1,路径敏化方法,D,D,D,1,D,D,