收藏本站
《贵州大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

集成电路低功耗内建自测试技术的研究

王义  
【摘要】: 集成电路技术的发展使芯片的集成度和复杂度大为提高,从而极大地增加了测试的难度和成本,给集成电路测试带来了很大的挑战。同时也对集成电路测试理论的研究和测试技术的研究提出了更加迫切的要求。内建自测试(Built-in-Self-Test,BIST)能够最大限度地把测试过程集成在芯片内部,同时支持芯片全速测试(At-Speed-Testing),已成为解决芯片测试难题和降低测试成本的主要手段。但内建自测试中的测试向量生成器(Test Pattern Generator,TPG)产生的随机测试向量之间的相关性非常低,导致了测试模式下芯片的功耗要远大于芯片正常工作时的功耗,过高的测试功耗将引起芯片的可靠性和成品率下降,封装成本的增加和待机时间的缩短。因此,测试模式下的低功耗问题对BIST的广泛应用提出了新的挑战。 针对测试芯片时产生的高功耗问题,特别是为了解决深亚微米工艺技术和系统芯片(SoC)的发展而带来的测试中的高功耗问题,文中研究了一种随机单输入跳变(RandomSingle Input Change,RSIC)测试向量生成器的设计方案。在原有线性反馈移位寄存器(LinearFeedback Shift Register,LFSR)的基础上加入逻辑转换电路,对LFSR输出的随机测试向量进行异或运算,从而得到随机单输入跳变测试序列,用于测试时可降低被测电路的开关翻转率,实现测试期间的低功耗。理论分析和功耗仿真结果表明,在对被测电路测试时,随机单输入跳变测试向量比传统的随机测试向量产生的功耗更低,研究结果进一步完善了单输入跳变测试理论。 研究了内建自测试技术并在FPGA硬件平台上加以实现。用VHDL语言描述了BIST结构中的测试向量生成模块(Test Pattern Generation,TPG)、测试响应分析模块(Test ResponseAnalyzer,TRA)、测试控制模块(Test controller,TC)和被测内核,在FPGA Advantage集成环境下进行了模拟仿真并用FPGA(EP1C6Q240C8)加以实现。理论分析与模拟仿真的结果和基于KH-310开发平台的硬件验证,证实了这种内建自测试原理电路实现方法是正确、有效的。将这种方法运用于ASIC、IC或IP内核的BIST中可缩短测试时间、降低测试成本。 提出了一种新型“柔性信号处理电路”的实现方法,它是以CMOS工艺制作的电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)为核心构造一个FIR(Finite Impulse Response,FIR)滤波器电路,该电路可以作为信号调理电路,对仪器、传感器之类的测量系统的频率特性进行后续处理,以达到展宽工作频带减少测试失真的目的。这种信号处理电路的主要优点是具有“柔性”,只要对CCD器件工作时的时钟频率加以变化,就可以适用于多种测量系统,具有较大的实际工程应用价值。另一方面,在用超大规模集成电路实现FIR滤波器时,由于高度的集成化和设计上的优化使得对滤波器的测试变得非常困难,尤其是随着人们对FIR滤波器性能要求的日益提高,滤波器的阶数会不断增加,FIR滤波器结构上的固有深度进一步降低了它的可测性。解决这个问题的有效途径之一就是对滤波器进行可测性设计,寻找一种行之有效的BIST测试方法,这对于提高信号处理电路的质量是十分必要的。本文对FIR滤波器的可测性设计作了研究,根据CCD器件的电荷转移特性提出了双向可测性设计方案,通过对电路中CCD延迟单元的复用将流水线延迟单元转换为扫描链用以传递测试序列,降低了FIR滤波器的测试难度、提高了可测性。
【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN407

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙盾,黄进;电力电子装置的阶段分析法[J];电工技术学报;1996年03期
2 胡晨,许舸夫,张哲,杨军;一种基于受控LFSR的内建自测试结构及其测试矢量生成[J];电路与系统学报;2002年03期
3 吴光林,胡晨,李锐,杨军,毛武晋;一种并行内建自诊断测试嵌入式SRAM方案[J];电路与系统学报;2003年05期
4 胡晨,张哲,史又华,杨军,时龙兴;模拟退火算法在低功耗BIST中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2002年02期
5 李锐,胡晨,杨军,张哲,史又华;一种新的低功耗内建自测法——线性反馈移位寄存器结构的更改(英文)[J];电子器件;2002年03期
6 张哲,胡晨,王学香,时龙兴;基于双模式LFSR的低功耗BIST结构(英文)[J];电子器件;2004年04期
7 王沁,李占才,齐悦;基于两层流水线结构的FIR滤波器设计[J];电子学报;2005年02期
8 谈恩民,郭学仁;边界扫描结构下的BIST内核及FPGA实现[J];桂林电子工业学院学报;2000年01期
9 梁华国,聚贝勒·海伦布昂特,汉斯-耶西姆·冯特利希;一种基于折叠计数器重新播种的确定自测试方案[J];计算机研究与发展;2001年08期
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前1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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方祥圣;曹先霞;;系统芯片SOC的BIST测试研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年03期
2 黄海生;在ASIC设计中的功耗分析与优化设计[J];半导体技术;2001年07期
3 王宁;董兵;;基于边界扫描的非完全BS电路板测试诊断技术[J];半导体技术;2005年12期
4 王宁;张扬;伍逸枫;;逻辑簇边界扫描测试相关问题及解决方案[J];半导体技术;2006年06期
5 杜社会;阳辉;方葛丰;何怡刚;陈建华;张洪波;;大规模集成电路相关测试标准的剖析[J];半导体技术;2007年09期
6 李俊;成立;徐志春;韩庆福;张荣标;张慧;;基于扫描链结构重组的低功耗BIST方案[J];半导体技术;2007年09期
7 王继红;魏廷存;李博;;TFT-LCD驱动控制芯片内置SRAM的自测试设计[J];半导体技术;2007年10期
8 万聪梅;肖文;樊尚春;;基于预测模型的温度传感器动态补偿新方法[J];传感技术学报;2007年08期
9 王义;;可用于多种压电传感器动态特性补偿方法的研究[J];传感技术学报;2007年08期
10 李亚楠;耿伯英;;基于支持向量机的传感器非线性动态补偿[J];传感器技术;2005年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 焦慧芳;张小波;贾新章;;一种基于LFSR与MARCH C+算法的SRAM内建自测电路设计[A];第十一届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2005年
2 欧阳一鸣;余健;梁华国;;一种针对多特征序列的测试数据压缩方法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
3 张磊;梁华国;陶珏辉;;测试集划分的多扫描链二次测试数据压缩方法[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(下册)[C];2006年
4 杜社会;刘美荣;阳辉;方葛丰;;大规模集成电路相关测试标准的剖析[A];第二十届电工理论学术年会论文集[C];2008年
5 梁华国;方祥圣;;一种基于折叠计数器优化播种的BIST方案[A];第三届中国测试学术会议论文集[C];2004年
6 陶珏辉;梁华国;张磊;;多扫描链测试集的分组标准向量压缩法[A];第四届中国测试学术会议论文集[C];2006年
7 周彬;叶以正;李兆麟;王志伟;;基于TRC重播种的二维测试数据压缩[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
8 蒋翠云;梁华国;陶珏辉;陈田;;测试数据分块字典统计编码压缩法[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
9 王保青;梁华国;詹文法;;组扩展编码在测试数据压缩中的应用[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
10 马琪;裘燕锋;;片上SRAM内建自测试的实现方法[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏海涛;基于质量信息技术集成的“全质量”管理系统模型研究[D];合肥工业大学;2006年
2 吴德会;基于质量信息集成的智能质量控制技术研究[D];合肥工业大学;2006年
3 李锐;低功耗内建自测试设计方法研究[D];东南大学;2005年
4 王伟;VLSI扫描测试中的低功耗测试方法研究[D];合肥工业大学;2007年
5 郑红梅;机器人多维腕力传感器静、动态性能标定系统的研究[D];合肥工业大学;2007年
6 曾永红;数据包异步电路的关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
7 但永平;GF(2~m)域椭圆曲线密码系统芯片的实现与安全防护[D];华中科技大学;2008年
8 侯艳丽;数字集成电路测试生成算法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 周清军;嵌入式SRAM的优化设计方法与测试技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
10 邵晶波;SoC测试资源优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨光;SOC测试访问机制与测试调度的研究与设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 陈召会;SOC可测性结构的研究与实现[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 王志超;基于IP核测试的测试生成研究与仿真设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 梁祖薪;开关电源自动测试生产线的设计[D];江西理工大学;2010年
5 杨巧;流水线ADC系统级功耗优化方法的研究与实现[D];浙江大学;2011年
6 苏建华;嵌入式存储器内建自测试与内建自修复技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 刘静;边界扫描测试算法和BIST技术的研究与实现[D];南京航空航天大学;2010年
8 王松;基于扫描结构的低功耗测试方法研究[D];湖南大学;2009年
9 高海霞;32位浮点加法器的优化设计[D];西安电子科技大学;2002年
10 田辉勇;动态血压监测系统及其关键技术研究[D];第一军医大学;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨军,李杰,李锐,时龙兴;SoC中低峰值功耗的BIST调度算法[J];电路与系统学报;2004年01期
2 胡晨,张哲,史又华,杨军,时龙兴;模拟退火算法在低功耗BIST中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2002年02期
3 张鲁峰,何连跃,李思昆;基于优化合并准则的团划分算法[J];电子学报;2001年08期
4 梁华国,聚贝勒·海伦布昂特,汉斯-耶西姆·冯特利希;一种基于折叠计数器重新播种的确定自测试方案[J];计算机研究与发展;2001年08期
5 梁华国,蒋翠云;使用双重种子压缩的混合模式自测试[J];计算机研究与发展;2004年01期
6 闫广武;元胞自动机与人工生命研究进展[J];吉林大学学报(理学版);2003年01期
7 田丰,闫广武;元胞自动机中的子等级碰撞演化及其进化稳定性[J];吉林大学学报(理学版);2004年01期
8 金玉良,闫广武;三维Fredkin规则元胞自动机[J];吉林大学学报(理学版);2005年01期
9 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
10 边润强,陈增强,袁著祉;基于系统补偿和遗传算法的动态测量方法[J];控制理论与应用;2000年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 虞美兰;丁琳;;互连内建自测试技术的原理与实现[J];微计算机信息;2008年05期
2 杨兴;胡正伟;;组合电路内建自测试技术的研究[J];电子质量;2008年12期
3 王石记;朱敏;杨春玲;;基于LFSR种子重播的组合电路测试方法研究[J];电子测量技术;2009年12期
4 涂一新,韩建中;基于BIT技术的车载测图仪故障测试[J];测绘信息与工程;2001年02期
5 梁蓓;杨健;王义;;基于计数器的随机单输入跳变测试序列生成[J];微型机与应用;2010年14期
6 毛玉鹏;梁洁;;专用集成电路使用问题讨论[J];福建电脑;2010年06期
7 刘穆进,徐拾义;软硬件测试的一致性[J];同济大学学报(自然科学版);2002年10期
8 骆祖莹,李晓维,洪先龙;测试向量中未确定位对测试功耗优化的影响[J];微电子学与计算机;2003年02期
9 虞志益,顾震宇,沈泊,章倩苓;针对流水冲突的微处理器功能验证程序的自动生成[J];小型微型计算机系统;2004年07期
10 罗秋明;;基于BSDL和Protel网表的BST向量生成软件[J];计算机应用与软件;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭苗苗;邝继顺;;基于自反馈和LFSR的时序电路自测试研究[A];第十四届全国容错计算学术会议(CFTC'2011)论文集[C];2011年
2 王文峰;王酣;关锡佑;;功能测试码I_(DDD)测试向量的优化[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
3 邝继顺;靳立运;王伟征;尤志强;;减少自反馈测试硬件代价的两种方法[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年
4 王伟征;邝继顺;尤志强;刘鹏;;一种基于扫描子链轮流扫描捕获的低费用BIST方法[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年
5 李光宇;梁华国;李扬;虎号;;基于向量优化重组的LFSR重播种方法[A];第十四届全国容错计算学术会议(CFTC'2011)论文集[C];2011年
6 鞠家欣;姜岩峰;杨兵;张晓波;于韶光;;基于Credence Gemini500的内嵌式AD转换器测试方法研究[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
7 胡勇;吴丹;李轩冕;;基于Verigy93000测试系统的向量生成工具研究和实现[A];第一届中国微电子计量与测试技术研讨会论文集[C];2008年
8 姜岩峰;张晓波;鞠家欣;黄绍起;;数字电视信道解调解码芯片内嵌式模数转换器的验证测试[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
9 顾婉玉;梁华国;徐三子;陈田;王伟;;一种基于响应中无关位填充的测试数据压缩方法[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年
10 杨懿;周瑞华;黄维康;;变长序列重复播种内建自测试方案探讨[A];第三届中国测试学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 陈先勇;几种主流的验证技术[N];计算机世界;2007年
2 何俊山;IC自动测试系统关键技术[N];中国电子报;2000年
3 南通富士通微电子有限公司 曹清波;IC测试新要求:两高两低[N];中国电子报;2004年
4 中科院计算技术研究所 李树杰 傅 亮;SoC需要验证[N];计算机世界;2004年
5 清华大学微电子学研究所 陈弘毅;发展我国自主智权微处理器的一些看法[N];中国高新技术产业导报;2002年
6 李映;SoC测试市场需求日益扩大[N];中国电子报;2004年
7 清华大学电子工程系 谭章熹;VHDL在新一代EDA解决方案中的应用[N];计算机世界;2001年
8 长电科技SiP产品工程部 李宗怿 陈一杲;小型化趋势凸显SiP优势 构建完善产业链是关键[N];中国电子报;2008年
9 王小庆;WebPACK ISE提供零成本切入方案[N];中国电子报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王义;集成电路低功耗内建自测试技术的研究[D];贵州大学;2009年
2 黄越;数字集成电路自动测试生成算法研究[D];江南大学;2012年
3 王伟;VLSI扫描测试中的低功耗测试方法研究[D];合肥工业大学;2007年
4 邵晶波;SoC测试资源优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
5 俞洋;系统芯片测试优化关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
6 方建平;SoC低成本测试技术与实现方法研究[D];西安电子科技大学;2006年
7 詹文法;系统芯片外建自测试技术研究[D];合肥工业大学;2009年
8 高海霞;基于SRAM技术的现场可编程门阵列器件设计技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
9 周清军;嵌入式SRAM的优化设计方法与测试技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
10 岳华伟;对一种SOC总线系统的验证[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨静;利用无关位增加测试向量分组的长度[D];湖南大学;2010年
2 易林;基于LFSR重播种的测试压缩技术的研究与仿真测试[D];哈尔滨理工大学;2011年
3 席筱颖;8位MCU设计验证及测试向量故障覆盖率分析[D];哈尔滨理工大学;2007年
4 王宇;基于蚁群算法和粒子群算法的数字集成电路测试生成研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
5 靳立运;面向给定测试集的自反馈测试方法研究[D];湖南大学;2010年
6 易东严;基于树形向量解压缩器降低测试数据量的研究[D];湖南大学;2009年
7 刘博;基于Golomb码测试压缩技术的研究与仿真测试[D];哈尔滨理工大学;2011年
8 陈辉;ATE测试向量转换方法研究[D];华南理工大学;2010年
9 顾婉玉;基于扫描的低功耗测试方法研究[D];合肥工业大学;2011年
10 许睿;RTL数据通路内部功能模块产生测试向量方法研究[D];湖南大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026