随着半导体工艺尺寸的不断缩小和芯片集成度的提高,VLSI电路的测试面临着许多严峻的挑战,其中,测试功耗已经成为VLSI电路生产测试中的关键性问题。电路在测试中的功耗比功能模式下的功耗更高,过高的测试功耗高会导致芯片结构损坏、可靠性下降、成品率降低和测试成本增加等问题。可测性设计技术是降低测试成本,提高测试质量的有效手段,但是在对电路进行可测性设计的过程中有可能会造成功耗问题更加严重。针对采用可测性设计可能导致的功耗上升和成品率损失问题,本文在测试压缩环境下,对低功耗测试体系结构、协同降低测试功耗和提高测试压缩率的方法展开了研究。包括如何降低移位功耗和捕获功耗；如何在降低功耗的同时保证测试数据压缩率不降低甚至有所提高；以及低功耗测试模式生成器设计等问题。　　 本文的主要工作和创新点如下:　　 (1)提出了一种基于优化编码的低功耗LFSR重播种测试方案。LFSR重播种是一种有效的减少测试存储量的技术,但传统方法存在着测试功耗过高的问题,而且,当测试集中含有较多确定位时,会出现编码效率不高的情况。针对这些问题本文提出了一种先通过编码优化测试集,再使用LFSR重播种的内建自测试方案。在压缩测试集的过程中,首先以降低测试功耗为目标,用少量确定位编码测试集中的部分测试立方,来增强解码后测试模式相邻位之间的一致性；然后以提高压缩率同时降低LFSR级数为目标,将测试立方编码为确定位含量更少的分段相容码(CBC),最后将以CBC编码的测试立方集压缩为LFSR种子集。实验证明所提出的方案在不影响故障覆盖率的前提下大量降低了测试功耗,并且具有更高的测试数据压缩率。　　 (2)提出了一种LFSR重播种测试环境下协同降低移位功耗和捕获功耗的测试方案。在LFSR重播种的测试数据压缩环境中,同时以降低移位功耗和捕获功耗为目标进行测试立方X填充,有可能会产生填充冲突,而且对测试立方X填充可能会导致的测试数据压缩率降低甚至不能压缩。针对这些问题本文提出了一种在LFSR重播种测试环境下,交替进行无关位填充和确定位X化的迭代过程,以及协同降低移位和捕获测试功耗并兼顾测试压缩率的测试框架。实验证明该方案在不影响故障覆盖率的前提下能够同时降低移位功耗和捕获功耗,并且具有良好的测试数据压缩率。　　 (3)设计了一种基于RAS结构的低功耗测试模式生成器。针对串行的全扫描测试结构所,引起的测试功耗高、测试数据量大和测试时间长的问题,设计了一种能够用于随机访问结构中的低功耗测试模式生成器,即段固定计数器。其特点是:第一,在生成测试模式时,可以保持指定的测试模式片段不变,以提高有效测试模式生成效率；第二,新的测试模式通过直接修改扫描单元逻辑值获得,而不需要经过扫描移位的过程；第三,在载入测试模式时,每个时钟周期只有一个扫描触发器发生跳变,因此电路节点的平均开关活动很低。实验结果表明所提出的方案极大地降低了测试功耗,并且可以有效地减少测试数据量和测试应用时间。　　 (4)在对传统折叠计数器改进的基础上,给出了一种嵌入式确定测试集的混合模式测试方案。为了进一步减少基于随机访问扫描结构方案的测试数据量,并解决传统折叠计数器方案存在的测试功耗高和测试时间较长等问题,提出了一种混合模式确定测试方案。该方案将确定测试集以两种方式嵌入在片上生成的测试序列中进行确定测试。在测试第一阶段,利用一种改进的折叠计数器——BFF计数器生成BFF测试序列,测试电路中的大部分故障,在第二阶段,将确定测试模式嵌入位跳变测试序列中,测试剩余的难测故障。实验结果表明该方案与串行扫描结构相比能降低98％的功耗,并且测试存储量与其它同类方法相比也有明显改善。