类TCAM的数据网络查找协处理器芯片的可测性设计研究与优化

摘要

网络处理器在面对日益复杂的网络协议报文时，往往通过专门的协处理器来实现各种处理功能，其中数据网络查找协处理器是对于需求高速大量查找的最好应用选择。同时，随着集成电路制造工艺技术的发展和设计复杂度的不断提高，芯片测试问题日益突出，如何在设计之初更好地解决设计完成后的测试问题，已成为集成电路设计领域的重要研究方向。
　　 本文在可测性设计理论的基础上，重点研究如何对类TCAM数据网络查找协处理器芯片进行全扫描设计，并针对测试中反映的逻辑故障难以准确迅速定位的瓶颈，结合芯片的特点，提出一种全新的逻辑故障可定位扫描设计方法。
　　 本文主要内容涉及：针对芯片的特点，考虑延时和布局布线的种种因素影响，权衡利弊最终确定全扫描设计的具体实施方案，编写设计和扫描插入脚本，产生自动测试向量，仿真验证其正确性并成功流片。
　　 面对芯片测试中反映的逻辑故障难以准确定位修复的挑战，深入研究扫描设计理论，结合芯片特点，通过改进扫描测试结构和扫描方法；同时设置模拟故障，通过仿真验证成功定位，并在二次流片中得到应用，有效解决这个问题。
　　 首次流片后芯片样品在各方面性能满足设计要求，可测性设计满足测试设计需求。在增加了部分其他功能和逻辑定位扫描设计技术之后进行了二次流片,418颗样品良率为85.6％，对剩下的14.4%的样品进行efuse修复后，由逻辑定位扫描方法所提供的信息修正了19颗样品，占到了4.5%，从而验证了此方法的有效性和实用性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 可测性设计的背景和意义

1.2 网络数据查找协处理器及其发展前景

1.3 协处理器芯片可测性设计的挑战

1.4 本课题的研究工作与创新点

第二章 专用集成电路的可测性设计方法概论

2.1 测试的基本概念

2.2 可测性设计的常用方法

2.2.1 专用可测性没计法

2.2.2 扫描设计

2.2.3 内建自测试

2.2.4 边界扫描测试

2.3 本章小结

第三章 协处理器芯片全扫描设计

3.1 扫描单元基本结构

3.2 扫描方案的选择

3.3 芯片内部层次化扫描思想

3.4 扫描链架构策略与构建

3.5 扫描插入与测试向量生成

3.6 扫描测试的简易低功耗设计

3.7 本章小结

第四章 全扫描技术的改进策略研究与实现

4.1 芯片测试故障诊断与分析

4.2 一种全新故障定位方法与实现

4.3 模拟故障仿真与验证

4.4 Efuse修复

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢