可測性設計工具在可編程邏輯電路中的應用

可測性設計工具針對集成電路生產測試需要，通過人工插入或工具自動綜合生成測試邏輯電路，自動產生測試向量?？蓽y性設計工具可以顯著提升測試覆蓋率，有效降低芯片在自動測試設備（Automatic Test Equipment,ATE）上測試的困難度及成本。

1.測試電路的自動生成

基于掃描設計（Scan-Based Design）方法是一種最常用的可測性設計方法。它把被測電路的寄存器轉換成掃描寄存器，再將掃描寄存器連接成一條或多條的掃描鏈以傳遞測試信號?？蓽y性設計的測試電路生成涉及一系列復雜的操作，通常需依靠自動化工具輔助完成。一個典型的基于掃描設計的可測性設計綜合自動化流程如圖5-113所示。

該流程包括下列幾個主要步驟：

（1）將普通寄存器時序單元轉換成掃描寄存器；

（2）檢測被測電路是否符合一系列的DFT規(guī)則；

（3）對任何違反DFT規(guī)則的電路部分，進行自動修復或人工修復；

（4）根據DFT約束及目標設定，進行掃描鏈的鏈接并合成所需添加的邏輯。

測試電路的自動生成結果包括含DFT的邏輯門級電路網表、使用STIL（Standard Test Interface Language,標準測試接口語言）描述的DFT 工作情況以及DFT分析報告。

2.測量向量的自動生成及優(yōu)化

基于DFT網表和STIL結果，自動測試向量生成工具可以自動產生芯片測試所需的測試向量信號。測試向量經過編碼壓縮、廣播式壓縮、邏輯變換壓縮等方法優(yōu)化后，在保證測試覆蓋率的前提下可以減少測試數據數量、測試時間和必需的測試通道數。

D算法（又稱多維通路敏化法）是第一個完備的ATPC算法，其基本思想是利用電路簡化表和D向量傳遞，使故障沿著所有敏化通路傳播至輸出，通過兼容性檢查得到最終的測試向量。針對大型組合電路中敏化通路選擇的有效性，PODEM算法和FAN算法又對D算法進行了改進。后來的SOCRATES利用功能學習的方法提升了邏輯蘊含、通路敏化以及多路回退的效率。業(yè)界ATPG工具多采用基于類似SOCRATES的方法，并做了更進一步的改進。

除了上述的基于掃描設計DFT方法，業(yè)界還有幾種不同的DFT解決方案。例如，LBIST（Logic Built -In Self-Test）將特殊的硬件或軟件加入電路中，在不需要外在測試設備的條件下進行電路自測試。相對于LBIST，MBIST（Memory Built-In Self-Test）可用于存儲器的自測試。

審核編輯：劉清