数字电路冗余故障检测方法研究及实验分析

摘要

随着集成电路设计与加工技术的飞速发展，超大规模集成电路的测试成为一个越来越困难的问题，测试和可测试性设计的理论与技术已经成为VLSI领域中的一个重要研究方向，在理论和实践方面都有十分突出的价值。 目前工业界普遍采用电压测试和稳态电流测试方法对数字电路进行测试，瞬态电流测试方法作为传统测试方法的补充手段，被证明能够检测传统测试方法无法检测的固定型故障——即冗余故障，这对于数字电路品质的提高具有积极的意义。 本文首先提出一种基于瞬态电流测试方法的冗余故障测试产生算法，该算法利用扇出重汇聚结构当中从扇出点到重汇聚点的不同路径的延时差，在重汇聚点形成冒险，以激活故障并将故障效应进行传播。将该算法应用于ISCAS’85 benchmark电路，模拟结果表明，在理想条件下该算法能够检测所有冗余故障。 接着，针对C432电路中的若干冗余故障，用该方法所产生的测试向量进行了Spice仿真。仿真结果表明，用该方法所产生的测试向量对能够使无故障电路和故障电路之间瞬态电流产生足够大的差异，从而达到检测故障的目的。 最后，为了更加深入地研究瞬态电流测试方法，制成了供测试用的芯片，试图通过对其进行实际的故障测试，以检验本文提出的故障测试方法的可行性，并且指导后续研究工作的进行。由于一些客观原因，工作进展受到一定程度的影响，使得未能达到预期的目标。但是，这些工作能够指导下一步工作的顺利进行，为接下来的研究打下了良好的基础。