基于游程编码的测试向量压缩方法研究

摘要

随着集成电路制造工艺的不断发展，SoC芯片上集成的晶体管越来越多，其功能也越来越强大，这给生产和生活带来了很大的便利。随着SoC集成度的增加测试数据量也随之迅猛增加，这给自动测试设备ATE的存储器带来了巨大的压力，同时也延长了测试时间，增加了测试成本。如何有效地压缩测试数据已成为现在研究的一个热点问题。本论文正是围绕测试数据压缩的问题展开了研究。
　　测试数据压缩技术是SoC测试中的关键技术。本文介绍了测试数据压缩技术中一些常用的压缩方法，重点介绍了游程编码并对其特点进行了分析。由于游程编码实现方法简单，解压电路硬件开销小，很多改进的压缩方法都是基于游程编码的。本文针对游程编码的特点提出了两种改进的压缩方案。
　　方案一利用向量之间差分的方法对测试数据进行压缩。在以往的研究中虽然也有学者提出了差分的方法，但是并没有给出具体的差分方案，差分效果并不明显。本文在这里提出一种具体的差分方案：首先将测试向量按向量之间的相容性进行行排序，然后再按列填充无关位X，最后对相邻向量之间两两差分。经过以上步骤对测试向量处理后，测试集中得到了大量的0，即增加了0游程的长度，适合用单一游程编码的FDR编码。
　　方案二利用重组测试向量的方法对测试数据进行压缩。本文通过研究发现，在用双游程编码时，对于两个长度的游程，如果设法增加长游程长度，同时缩短短游程长度，这样也能提高压缩率。为了利用这一特性本文定义了一种新的相容性重组测试向量。该方案假设把所有的测试向量按行排列组成一个矩阵，每一行代表一个测试向量，首先把矩阵中1的个数比0的个数多的列取反，根据新定义的相容性，再将各列按相容性大小依次排列在一起。该方案可以有效地增加单一游程的长度，减少游程总数，同时减少了扫描移位的跳变次数。
　　本文对所提的两种压缩方案都做了相关实验，实验结果表明，这两种方案都取得了较好的压缩效果，方案二不但提高了数据压缩率并且降低了测试功耗。

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪 论

1.1 SoC测试研究背景及意义

1.2 SoC测试面临的困难

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要工作及结构安排

1.5 小结

第2章 SoC测试向量压缩方法

2.1 SoC测试基础

2.1.1 SoC测试原理

2.1.2 故障模型

2.1.3 测试生成

2.1.4 扫描测试

2.2 测试向量压缩方法

2.2.1 基于编码的压缩方法

2.2.2 基于线性解压结构的压缩方法

2.2.3 基于广播扫描的压缩方法

2.3 编码压缩方法

2.3.1 传统游程编码

2.3.2 Golomb编码

2.3.3 9值编码

2.3.4 Huffman编码

2.4 小结

第3章 基于行差分的测试向量压缩方案

3.1 FDR编码

3.2 差分过程

3.2.1 按行重排序测试向量

3.2.2 填充无关位

3.2.3 编码过程

3.3 实验结果及分析

3.4 小结

第4章 基于测试向量重组的压缩方案

4.1 AFR编码

4.2 测试向量重组方法

4.3 测试向量重组

4.3.1 扫描单元极性取反

4.3.2 取反与重组分析

4.3.3 算法描述

4.4 实验结果与分析

4.5 小结

结 论

参考文献

致 谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文