基于片上系统低功耗测试的编码压缩技术研究

发布时间：2017-09-03 22:43

  本文关键词：基于片上系统低功耗测试的编码压缩技术研究

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【摘要】：随着电路规模、复杂度和工作频率不断攀升,半导体工艺进入深亚微米系统时代,片上系统逐渐成为超大规模集成电路发展的主流趋势。So C高速测试占用大量测试带宽,对自动测试设备硬件资源提出了严峻的挑战:一方面,往往需要加载很长的测试集才能达到较高的测试覆盖率,极大地提高了测试数据的存储容量;另一方面,So C测试过程引起触发器翻转活动增加,从而产生大量的测试功耗。因此,开展基于So C低功耗测试的编码压缩技术研究,有助于加快芯片产品的设计开发和工业应用,推动国内集成电路产业发展进程。论文围绕So C低功耗测试和测试数据压缩问题展开研究。具体工作如下:1.分析了So C测试数据压缩和低功耗测试的国内外研究现状;阐述了片上系统测试的基本原理、研究内容和技术挑战;介绍了故障建模、测试向量生成和扫描测试等电路测试技术。2.介绍了两类片上系统低功耗测试方法。在此基础上,论文提出了基于二维汉明距离排序的低功耗测试集预处理方法,涉及无关位二次排序、汉明距离二次排序、测试集二次转置和无关位最小转换填充等步骤,设计了相应的解压结构和有限状态机。最后,针对ISCAS国际标准电路的MINTEST测试集进行了电路验证和实验仿真。实验结果表明,采用低功耗测试集预处理方法后,获得了较高的编码效率和较低的测试功耗。3.介绍了几类测试数据编码方法。在此基础上,针对低功耗测试集,论文提出了基于交替统计游程编码的测试数据压缩方法,给出了ASRL编码规则,实现了动态4m无关位填充算法,设计了相应的解压结构和有限状态机。最后,针对ISCAS国际标准电路的MINTEST测试集进行了电路验证和实验仿真。实验结果表明,ASRL编码方法在压缩效率、测试功耗、测试应用时间和面积开销上均占优势。4.针对低功耗测试集,论文提出了扩展型计数相容模式游程编码的测试数据压缩方法。给出了ECCPRL编码规则、无关位填充方案,针对一个编码实例演示了ECCPRL编码思想。最后,针对ISCAS国际标准电路的MINTEST测试集进行了电路验证和实验仿真。最后,论文分析了片上系统多核并行扫描测试工作中面临的技术挑战,展望了测试硬件开销评估、测试控制器设计、多扫描链结构配置等后续研究工作。
【关键词】：片上系统 低功耗测试 编码压缩 测试集预处理 无关位填充
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN407
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 片上系统测试数据压缩技术10-12
• 1.2.2 片上系统低功耗测试技术12
• 1.3 论文的主要工作和结构安排12-15
• 1.3.1 主要工作12-13
• 1.3.2 结构安排13-15
• 第2章 片上系统测试技术15-25
• 2.1 片上系统测试基本原理15-16
• 2.2 片上系统测试的主要内容16-23
• 2.2.1 故障建模16-17
• 2.2.2 测试生成17-19
• 2.2.3 扫描测试19-23
• 2.3 片上系统测试面临的挑战23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 基于SoC低功耗测试的测试集预处理方法25-45
• 3.1 片上系统低功耗测试方案25-33
• 3.1.1 基于ATPG结构改进的低功耗方案25-31
• 3.1.2 基于测试集预处理的低功耗方案31-33
• 3.2 基于二维汉明距离排序的低功耗测试集预处理算法33-44
• 3.2.1 算法的基本原理33-34
• 3.2.2 算法的应用实例34-36
• 3.2.3 无关位填充规则36-37
• 3.2.4 解压结构设计37-40
• 3.2.5 电路验证与结果分析40-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第4章 基于SoC低功耗测试编码压缩方法45-69
• 4.1 SoC测试数据编码压缩技术45-51
• 4.1.1 FDR编码压缩45-47
• 4.1.2 EFDR编码压缩47-49
• 4.1.3 AFDR编码压缩49-51
• 4.2 基于交替统计游程编码的测试数据压缩算法51-63
• 4.2.1 交替统计游程编码算法实现52-53
• 4.2.2 无关位填充方案设计53-56
• 4.2.3 解压缩电路结构设计56-58
• 4.2.4 电路验证与结果分析58-63
• 4.3 基于扩展型计数相容模式游程编码的测试数据压缩方法63-67
• 4.3.1 扩展型计数相容模式游程编码算法设计与实现64-66
• 4.3.2 ECCPRL编码应用66
• 4.3.3 电路验证与实验结果分析66-67
• 4.4 本章小结67-69
• 结论69-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文77-79
• 致谢79

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本文编号：787812