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随着集成电路制造和设计技术的不断进步,芯片中晶体管的数目以指数性增长,这导致电路的测试数据量和测试时间急剧增加,测试成本显著上升。测试压缩技术在保障测试质量的前提下,能够有效地减少测试数据量和测试时间,降低测试费用,在工业界中已得到广泛应用。但测试压缩往往会导致测试功耗的增大,电路测试时的功耗已达到正常工作时功耗的两倍以上,对集成电路的封装成本、可靠性、良率等造成了很大的影响。因此,怎样协同优化测试数据与测试功耗近年来已成为学术界和工业界研究的热点问题之一。本文对此问题开展研究工作,主要创新点与贡献如下:
1.提出了测试数据和测试功耗协同优化的扩展选择编码方法。
扩展选择编码方法通过灵活的分组策略和无关位(X位)填充技术来优化选择编码。灵活的分组策略能够有效地减少需要编码的分组数量,提高测试压缩率。无关位填充技术能在压缩率保持不变的前提下对X位进行填充,有效地降低了测试功耗。在不损失测试压缩率的情况下降低测试功耗是本方法的一个特色。在ISCAS89和ITC99电路上的实验结果表明,与选择编码相比,本方法不仅进一步提高了测试压缩率,而且将测试移位过程中的平均功耗降低了24.7%、峰值功耗降低了11.6%。
2.提出了一种动态更新参考切片的测试数据压缩及低功耗方法。
动态更新参考切片的压缩方法(简称DURS方法)通过存储3个参考切片来减少测试数据。若被编码的扫描切片与参考切片相容,相应的参考切片将被移入扫描链;若扫描切片不与任何参考切片相容,参考切片将按照“先进先出”的顺序被替换。因为在压缩的过程中会出现一个切片与多个参考切片均相容的情况,DURS方法提出了有选择的相容合并策略来确定这个切片与哪个参考切片进行相容合并可以取得更好的压缩效果。在ISCAS89电路上的实验结果表明本方法的测试压缩率要高于国际上同类的方法。
DURS方法是以尽可能获得高的压缩率为目标,造成了电路测试功耗的增加。为减少DURS方法对测试功耗的影响,提出了先将扫描切片进行相容合并,再使用DURS方法进行压缩的策略,有效地降低了移位期间的功耗。
3.提出了基于可重构MUXs网络的低功耗测试压缩方法。
可重构MUXs网络的低功耗测试压缩方法利用MUXs网络中“空闲”的测试通道来降低测试功耗(“空闲”的测试通道是指在某些测试周期内不需驱动扫描链的通道)。在最小化测试功耗的原则下,该方法将一些“有用”的测试通道进行拆分,即将这些通道驱动的一部分扫描链改由“空闲”的测试通道来驱动。提出了怎样选择通道,怎样将选中的通道进行拆分的方法。在ISCAS89电路上的实验结果表明,与可重构MUXs网络压缩方法相比,本方法在不增加测试通道数量的前提下,有效地降低了测试移位时的平均功耗和峰值功耗。