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半导体制造工艺的发展带来了晶体管单片集成度的增加,电路设计能力的提升推进了集成电路功能和复杂度的提高。这样,集成电路规模便与日俱增,测试数据量和测试难度也自然加大。鉴于测试设备存储空间、通道数、带宽等限制,为了提高测试故障覆盖率,减少单片测试时间,降低测试成本,对预先计算的测试集进行压缩也就成为一种简单、可行、有效的测试途径。
本论文主要从测试集处理、编码方法、多扫描链设计等方面对测试集压缩和实施展开研究,具体研究内容如下:
(1)提出一种横向分块、纵向对比的编码压缩方案。该方案把所有模式分成定长的数据块,根据相邻模式的对应分块是否相容或者一位相反进行编码,利用了模式之间的内在关联性。这种关联表现在较多的无关位、很少的相异位。为了进一步提高该方案压缩效果,同时给出了一种模式排序算法。
(2)因为模式之间存在内在的关联性,且每个数据位只可能确定为0或1,所以一种测试位重组算法被提出。该算法通过一种判断方案把大量相同测试位移到模式一端,能够加长长游程,减少短游程存在。针对这种测试集处理,本论文还提出了两种编码方案和一种无关位赋值策略。这种无关位赋值策略以游程为单位考虑测试位重组后剩余的无关位赋值,减少不必要的游程分裂,确保长游程存在。所提的编码压缩方案不仅编码0游程和1游程,还单独使用定长的码字标识端连续块,有效利用了测试位重组后的测试集特点,因而大幅压缩了测试数据,明显降低了测试功耗。
(3)本论文把循环移位技术有效地应用于数据处理中,并提出几种测试压缩方案。循环移位在处理含有无关位的数据块时,一是可恢复性改变原始数据的存在形式,二是确保无关位重复利用。基于这两点,循环移位就能够提高数据块之间的相关性,为编码压缩数据提供可能。在提出的三种数据压缩方案中,第一种是单扫描链测试压缩方案。它通过判断数据流中相邻分块之间关系,根据分块发生频次动态编码每一个分块。第二种是多扫描链测试压缩方案。它通过判断相邻切片之间关系,结合一种有效的参考向量更新方法编码每一个切片。第三种方案则是利用被测芯核自身的存储能力、采用词条衍生的字典压缩方案。该方案首先对所有测试向量实行相容判断,找出基本词条,然后再对这些词条进行反向相容,以及循环移动若干位后的相容或反向相容判断,最后采用两级编码表示测试向量,达到较高的测试数据压缩目的。
(4)多扫描链测试能够减少单片测试用时,但是较多的输入通道提高了测试成本。为了压缩测试数据,缩减输入通道数,一种多扫描链嫁接技术被提出。该技术以一个测试位为单位,在最多可移动扫描链位数的情况卞,判断链向量之间的关系,对相容和反向相容的链向量对应的扫描链进行合并。该技术利用了无关位和链向量形成机理,在保持较高测试数据压缩情况下获得测试通道的减少,甚至于缩减到仅剩一个通道。