芯片复杂程度的上升，势必对芯片在制造和封装过程中可能产生的故障有更严格的要求。对于生产方来说，在芯片交付给客户前进行故障测试是必不可少的环节。传统测试方法依赖测试向量的人工编写，执行效率低，故障覆盖率低，这种方法对于小规模、结构简单的芯片还是适用的。但是近年来，随着集成电路的规模越来越大，集成度越来越高，早已经由千万门级进入亿万门级，在2008年早期，十亿晶体管级别的处理器已经得到商用。制造工艺也不断前进，20nm的芯片产品也已经商用化。同时电子设计自动化（EDA）工具也不断完善，大型芯片如片上系统（SOC）芯片逐渐流行起来，知识产权（IP）模块的重用也已经得到了业界的广泛认可和使用，这一切使得芯片复杂程度急速增加，生产制造过程中出现故障的概率也随之提高。这样就对芯片的测试和可靠性保证也相应提高了要求。测试成本已经占到总开发成本里面相当大的部分。可测试性设计（DFT）就是为了适应这种需求而产生的，通过在芯片中增加额外的逻辑电路实现对集成电路的控制和观察，为后期测试降低测试难度以及测试费用，提高测试效率等方面较传统方法有显著进步。本文首先对可测试性设计的原理以及主要方法进行介绍以及分析，对于常见方法的优势和劣势逐一介绍，针对不同的电路结构和特点分别对应不同的可测试性设计方法。然后重点基于一款8位单片机（MCU），针对数字逻辑，模拟模块和存储器单元进行可测试性设计的研究，提高了芯片故障覆盖率的同时相对传统方法减少了测试时间1.13s。最后通过仿真分析得出芯片故障覆盖率达到91.49%，存储器故障覆盖率达到100%。满足设计要求，而且没有改变原有逻辑功能。本文针对MCU的不同模块（数字模块、模拟模块、存储器模块）都进行了可测试性设计，这对于SOC芯片来说同样具有借鉴和参考价值。在文章的最后，针对已完成的可测试性设计提出了优化改良方法，以算数逻辑单元（ALU）为例，对比单一扫描链和多条扫描链的差别，同时考虑测试向量无损压缩的方法，提出了对测试向量的无损压缩方案。最后，通过比较优化前后的结构，选择最适合的方案，应用于该MCU的设计中。