基于动态电流信息的集成电路测试研究

摘要

随着集成电路工艺的发展，芯片的复杂度惊人提高，晶体管的缺陷对集成电路的影响也越来越大，然而这些故障不一定能被电压测试和静态电流测试检测出来，因此，这需要更新的测试策略对传统的测试方法进行补充。本文对作为新的研究热点的测试方法—基于动态电流测试信息的VLSI测试方法进行了研究。 本文首先讨论了课题研究的背景与该方法在国内外的研究现状。 然后，根据动态电流的产生机理，采用多页有向图对IDDT产生过程进行了建模，并根据这种模型提出了测试矢量与IDDT路径生成算法(VPG算法)，通过该算法可在任意数字电路中查找任意测试矢量对所对应的所有IDDT路径。利用该算法可以实现晶体管级或通路段级(MOS管串联通路段)的故障定位。同时，由于越来越多的芯片通过标准库进行设计，提出了单元化结构测试的思想，并根据此思想提出了基于标准功能单元的IDDT激励与路径生成算法(UVPG算法)。通过该算法可以在任意通过标准单元构成的电路中进行测试矢量与对应的动态电流路径的生成。可以使用该算法在测试前生成针对一定目标生成最小测试集，减少测试时间。本文通过程序对算法进行了实现，验证了算法的正确性和有效性。 针对数字电路中不易用电压测试和静态电流测试方法完成诊断的复杂故障，如：桥接故障和阻性开路故障，研究了相关分析法。并首次提出了将相关分析法用于提取动态电流中的故障特征。采用相关分析法，使正常电路动态电流和故障电路动态电流分别通过子带滤波器组，然后分析其对应子带序列的相关系数，与相干函数的自相关序列定积分值，并将这两项参数作为故障特征以完成故障诊断。实验电路的仿真结果与数据分析表明，该方法能有效诊断不能被电压测试与静态电流测试诊断的故障。 最后对全文的工作进行了总结并提出了下一步可以进行的工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1本课题的研究背景

1.2本课题的研究现状

1.2.1国内外主要研究方向与研究成果

1.2.2动态电流测试方法研究难点

1.3本课题的研究内容与研究意义

1.3.1研究内容

1.3.2研究意义

1.4本文的结构与安排

第二章基于IDDT信息的集成电路测试

2.1动态电流测试方法原理

2.2国内外主要动态电流测试分析方法

2.2.1基于时域的检测方法

2.2.2基于信号处理的检测方法

2.2.3瞬态信号分析法(TSA，Transient Signal Analysis)

2.2.4各类方法优缺点比较

2.3 IDDT测试生成研究现状

2.3.1基于布尔过程论的测试生成方法

2.3.2基于BIST思想的测试向量生成器

2.3.3基于混沌搜索的IDDT测试向量产生算法

2.3.4基于蚂蚁路径的IDDT测试生成

2.3.5贝叶斯优化算法

2.4静态电流测试方法与动态电流测试方法比较

2.5本章小节

第三章基于有向图的IDDT测试矢量与IDDT通路生成

3.1单元化结构测试方法

3.1.1基于标准单元的VLSI设计方法学

3.1.2结构化测试思想

3.1.3基于单元的IDDT测试矢量与路径生成

3.2标准单元IDDT测试矢量与通路生成算法

3.2.1动态电流产生机理

3.2.2 IDDT产生过程的数学建模

3.2.3 IDDT测试矢量与路径生成算法

3.3算法仿真与验证

3.5算法对故障定位的作用

3.5.1管级定位

3.5.2通路级定位

3.5.3故障定位验证

3.6本章小结

第四章基于IDDT信息的故障诊断

4.1故障建模

4.2基于相关分析法的IDDT信息故障诊断算法

4.2.1基于相关分析法的IDDT测试原理

4.3故障诊断算法的仿真验证

4.3.1桥接故障

4.3.2阻性开路故障

4.4本章小结

第五章基于基准电路的算法验证与分析

5.1基准测试电路测试矢量建模与IDDT路径生成

5.1.1 C17电路结构及其有向图模型

5.1.2 C17电路动态电流测试矢量与IDDT通路生成

5.2 C17电路故障仿真诊断

5.2.1桥接故障

5.2.2阻性开路故障

5.3本章小节

第六章结论与展望

6.1本文工作总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录

作者攻硕期间取得的研究成果