高速互连串扰型故障测试研究

【摘要】： 随着电路系统向着规模极大化、工艺尺寸微小化、工作速度高速化和时钟频率高频化方向的快速发展,电路系统已经进入了高速电路系统时代。高速电路中互连线已经由简单传导特性向传输线效应转变,互连线的耦合噪声对电路传输性能的影响日益突出,串扰问题成为了高速互连电路设计、分析中不容忽视的严峻问题,而串扰型故障及其测试生成是保障高速电路产品质量和可靠性的重要因素。建立串扰型故障的有效测试,生成高效的测试矢量,保证较好的故障覆盖率、减少测试时间及测试成本是当前急需迫切解决的关键问题。本论文针对高速互连电路串扰型故障及测试生成方法进行研究。主要成果简述如下: 1、提出了串扰型故障测试的基本原理。通过对理想几何结构攻击线的串扰特性仿真分析,提出了面向串扰型故障测试的主次因素机理、攻击生效机理、对称机理,从而为串扰型故障测试提供了理论依据。 2、提出了面向非理想互连几何结构的渐进式串扰型故障测试方法。定义了非均匀平行、均匀非平行、非均匀非平行三种非理想结构,研究了非理想几何结构的串扰特性及简化方法,利用串扰型故障测试基本原理及正交试验设计方法,完成了非理想互连几何结构的串扰型故障测试。该方法通过对测试矢量的渐进施加,在保证故障覆盖率100%的情况下,减少了故障测试矢量的数目和测试时间。 3、提出了复杂互连拓扑结构的CFMC串扰型故障测试方法。研究了L形、U形、蛇形等复杂互连拓扑结构以及双向、三态信号的串扰特性;基于电路逻辑及拓扑关系,定义了互连拓扑结构的形式化描述,通过建立互连关系矩阵,以受害线为根结点构建了互连关系分级树,提出了互连线的约简方法。以渐进式串扰型故障测试方法为基础,建立了CFMC串扰型故障测试方法,该方法根据攻击性强弱进行了攻击线的筛选,克服了全攻击线测试数目庞大,测试效率较低的问题。 4.提出了高速互连通路串扰型故障的OCFAN自动测试矢量生成算法。以FAN算法为基础,利用CFMC方法界定的攻击线集合约束,从物理结构和电路逻辑综合的角度,以最大攻击时间为目标,基于11值逻辑及波形敏化技术,提出了静态优先、动态优先两种测试矢量生成策略,研究了串扰型故障传播与反向回推,考虑门延时及线延时等时序信息,建立了测试矢量生成的时间约束及优化模型。该算法的测试矢量中包含时序信息,可以保证串扰型故障的激活及传播,从而提高了串扰型故障ATPG的效率。