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基于电源电流测试的数字电路故障诊断研究

陈飞  
【摘要】: 随着数字系统设计技术的发展和电路集成度的提高,由晶体管缺陷导致的各种故障对电路的影响也越来越大,这给传统的测试技术带来了严峻的挑战。电源电流测试技术包括静态电流(IDDQ)测试技术和动态电流(IDDT)测试技术,它通过提取电源电流中有用信息来诊断故障,是传统数字电路测试技术的重要补充。但电源电流测试技术还面临很多问题,仍需进一步进行研究。 首先,研究了基于电源电流测试的数字电路故障诊断技术,包括逻辑门电路测试、组合逻辑电路测试,证明了结合静态电流和动态电流可以有效地提高故障覆盖率。在研究组合电路故障诊断技术时,修改了故障模式,使其更符合实际情况,并分别使用神经网络和支持向量机对数字电路进行故障定位,分析比较了它们的定位效果,在此基础上本文提出了融合电源静态电流(多阈值IDDQ)和动态电流测试信息的复杂故障数字电路支持向量机智能诊断方法。通过实例电路分析,实验结果表明新方法能实现复杂故障的准确定位,故障诊断率达到了94%。 其次,本文针对深亚微米技术下出现的问题,提出了基于差分静态电流技术ΔIDDQ和动态电流技术IDDT的融合测试方法对CMOS SRAM存储单元进行故障诊断,并改进了0-1测试算法。所改进的0-1算法与传统的March算法相比,明显降低了测试开销。以四单元存储器为诊断实例,针对桥接故障、开路故障以及耦合故障,实现了100%故障覆盖率。实验结果证明了新的融合测试方法具有故障覆盖率高的特点,能诊断传统逻辑测试法难以检测到的部分故障。


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