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《哈尔滨工业大学》 2008年
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系统芯片测试优化关键技术研究

俞洋  
【摘要】: 随着集成电路工艺技术和设计方法的提高,集成电路的规模越来越大,使得原来要由多个芯片才可以实现的复杂系统被集成在单个芯片上成为可能。在这种背景下,系统芯片(SOC, System-on-a-Chip)应运而生。SOC技术采用IP核复用的设计方法,将整个系统映射到单个芯片上,既可以加快开发进度,又可以缩小产品体积、提高系统性能,近年来得到了广泛的应用。 然而随着SOC集成的IP核数目的增多,其功能越来越复杂,SOC的测试数据量、测试功耗也随之急剧增加,对各个IP核进行测试访问也变得更加困难,这些都为SOC测试带来更大的挑战。 本文在研究SOC测试结构的基础上,对当前SOC测试中存在的问题进行分析,重点针对测试数据量大、测试功耗高和测试时间长这三个关键问题进行研究,提出了相应的解决方法,并在ISCAS’89和ITC’02标准测试集上进行仿真实验,验证了方法的有效性和实用价值。 本文的主要研究内容和成果如下: 1.对基于编码的测试压缩方法进行研究,针对测试数据预处理中差分操作后测试集中数据“1”的比例较高的问题,提出了基于蚁群算法的测试向量排序算法,以进一步提高压缩效率;针对目前大多数编码压缩方法仅针对测试数据中的0游程进行压缩的现状,提出了一种同时考虑0游程与1游程的变游程编码方法,该方法在应用中不需要对原始数据作差分变换,因此能在提高压缩效率的同时减少解码的硬件开销; 2.研究适用于多扫描链IP核的测试数据压缩方法,在分析字典方法基本原理的基础上,对其进行改进,提出了压缩比更高的基于频率指示索引字典的多扫描链测试数据压缩算法;本文利用测试数据间的重复性,提出了基于子向量重复性的测试数据压缩算法;仿真实验表明,两种多扫描链测试压缩算法都能够取得较高的压缩效率; 3.在分析测试功耗产生原因的基础上,本文提出了基于扫描链冻结的测试功耗优化方法,以降低扫描测试中触发器的无用跳变次数,进而降低扫描测试功耗; 4.针对IP核串行测试封装结构造成测试功耗过高的问题,利用测试向量中的完全重叠和部分重叠现象,本文提出基于部分重叠向量的并行测试封装结构,以解决串行封装结构测试功耗过高的问题,仿真实验证明了该方法的有效性; 5.在研究测试访问机制(TAM, Test Access Mechanism)结构的基础上,讨论TAM结构优化与测试调度问题,提出了基于Two-Stage GA的测试调度算法,该方法采用灵活的测试总线分配方案,使得SOC系统级测试时间得到进一步降低。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN407

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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2 俞龙江,彭喜源,彭宇;基于蚁群算法的测试集优化[J];电子学报;2003年08期
3 于静;梁华国;蒋翠云;;基于多扫描链相容压缩的距离标记压缩方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2006年01期
4 梁华国,蒋翠云;基于交替与连续长度码的有效测试数据压缩和解压[J];计算机学报;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 韩银和;数字电路测试压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
2 陆思安;可复用IP核以及系统芯片SOC的测试结构研究[D];浙江大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 陆晋;成立;王振宇;李岚;李加元;汪建敏;;先进的叠层式3D封装技术及其应用前景[J];半导体技术;2006年09期
2 方建平,郝跃,刘红侠,李康;应用混合游程编码的SOC测试数据压缩方法[J];电子学报;2005年11期
3 彭喜元;俞洋;;基于变游程编码的测试数据压缩算法[J];电子学报;2007年02期
4 姚亚峰;陈建文;黄载禄;;ASIC设计技术及其发展研究[J];中国集成电路;2006年10期
5 胡瑜,韩银和,李晓维;SOC可测试性设计与测试技术[J];计算机研究与发展;2005年01期
6 梁华国;方祥圣;蒋翠云;欧阳一鸣;易茂祥;;一种选择折叠计数状态转移的BIST方案[J];计算机研究与发展;2006年02期
7 顾明;杨军;张启晨;高谷刚;;蚂蚁算法在SRAM层次化划分中的应用[J];应用科学学报;2007年01期
8 骆健,林弥,徐丽燕,王林,陈偕雄,金心宇;RTD电路的可测试性设计[J];浙江大学学报(工学版);2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 雷加;刘伟;;模数混合信号的可测性设计方法研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
2 张磊;蒋翠云;梁华国;陶珏辉;;一种基于测试集分组的广义交替码[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
3 胡瑜;韩银和;李华伟;吕涛;李晓维;;基于对平衡的SOC测试调度算法[A];第三届中国测试学术会议论文集[C];2004年
4 Sudarshan Bahukudumbi;Krishnendu Chakrabarty;;Test-Length Selection and TAM Optimization for Wafer-Level, Reduced Pin-Count Testing of Core-Based Digital SoCs[A];Digest of Papers of 7th Workshop on RTL and High Level Testing[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李锐;低功耗内建自测试设计方法研究[D];东南大学;2005年
2 孙国玺;多变异拟子—基因共同进化算法的理论及应用研究[D];华南理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 蒋雯丽;适于H.264和AVS标准视频编解码的环路滤波器设计与实现[D];上海交通大学;2008年
3 李立;SOPC技术在柴油机在线状态监测和故障诊断装置中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
4 陈亮;基于IEEE1445标准的电路故障诊断技术研究与实现[D];华中科技大学;2004年
5 王维;随机逻辑在线测试与容错结构的研究[D];同济大学;2006年
6 余伟;SoC系统级设计综合自动化的初步研究[D];华北电力大学(北京);2006年
7 孙超超;基于编码和重播种的测试数据压缩方法研究[D];合肥工业大学;2006年
8 方祥圣;系统芯片SOC的逻辑BIST研究[D];合肥工业大学;2006年
9 胡志国;基于折叠计数器的集成电路低功耗BIST研究[D];合肥工业大学;2006年
10 徐雨娟;基于多扫描链的测试数据压缩方法研究[D];合肥工业大学;2006年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 方建平,郝跃,刘红侠,李康;应用混合游程编码的SOC测试数据压缩方法[J];电子学报;2005年11期
2 李加元;成立;王振宇;李华乐;贺星;;系统芯片设计中的可复用IP技术[J];半导体技术;2006年01期
3 俞龙江,彭喜源,彭宇;基于蚁群算法的测试集优化[J];电子学报;2003年08期
4 彭喜元;俞洋;;基于变游程编码的测试数据压缩算法[J];电子学报;2007年02期
5 于静;梁华国;蒋翠云;;基于多扫描链相容压缩的距离标记压缩方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2006年01期
6 梁华国;方祥圣;蒋翠云;欧阳一鸣;易茂祥;;一种选择折叠计数状态转移的BIST方案[J];计算机研究与发展;2006年02期
7 梁华国,蒋翠云;基于交替与连续长度码的有效测试数据压缩和解压[J];计算机学报;2004年04期
8 谢永乐,陈光,孙秀斌;减少SOC测试时间的测试结构配置与规划[J];仪器仪表学报;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 胡瑜;韩银和;李华伟;吕涛;李晓维;;基于对平衡的SOC测试调度算法[A];第三届中国测试学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陆思安;可复用IP核以及系统芯片SOC的测试结构研究[D];浙江大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郑鑫;基于NIOS Ⅱ系统的单片TS流复用器的研究与开发[D];电子科技大学;2006年
2 林健;基于MMI的嵌入式软件自动化测试平台设计与实现[D];电子科技大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 胡瑜,韩银和,李晓维;SOC可测试性设计与测试技术[J];计算机研究与发展;2005年01期
8 梁华国;方祥圣;蒋翠云;欧阳一鸣;易茂祥;;一种选择折叠计数状态转移的BIST方案[J];计算机研究与发展;2006年02期
9 李晓维,李华伟,骆祖莹,闵应骅;降低时延测试功耗的有效方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年08期
10 梁华国,蒋翠云;基于交替与连续长度码的有效测试数据压缩和解压[J];计算机学报;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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