基于可配置二维LFSR的逻辑内建自测试方法研究-检测技术与自动化装置专业论文.docx

万方数据 万方数据 摘 要 摘 要 随着集成电路设计和制造水平的不断提高，测试面临着越来越多的困难，可测性 设计(DFT)成为解决测试问题的主要手段。其中，内建自测试（BIST）能在芯片内部 完成自测试，使产品的设计周期缩短，是一种有效的 DFT 方案。目前，对 BIST 研究 主要集中在测试生成方法上，研究目标在于减小硬件开销，提高故障覆盖率，缩短测 试时间等。二维线性移位寄存器作为测试生成器，无需存储测试矢量，通过可配置的 方案，能生成期望的测试矢量，这些矢量包括：随机矢量(用于检测随机可检测故障) 和确定性矢量(用于检测抗随机性故障）。 本文研究了基于二维线性移位寄存器的测试生成技术，并结合确定性和随机性测 试生成技术的优点，设计了基于二维线性移位寄存器(2-D LFSR)的 BIST 系统。该设 计包含两大部分：2-D LFSR 结构优化设计和基于 2-D LFSR 的 BIST 系统设计。对于 2-D LFSR 结构，提出了基于矩阵的优化设计方法，将期望的测试集划分为互不相容 的相容输入集，再通过搜索最大相关项来确定可配置 2-D LFSR 的最优化结构,以最小 硬件开销生成预先计算的矢量。对于 BIST 系统的设计，选用了按时钟测试的测试方 式，以 2-D LFSR 作为 BIST 的矢量生成器(TPG),以 16 位的多输入特征分析器将测试 响应数据压缩为特征，使数字系统的测试和诊断快速而有效地进行。 实验结果表明：2-D LFSR 结构优化方面，基于矩阵的优化设计方法能使可配置 2-D LFSR 的硬件开销进一步减小；基于 2-D LFSR 的逻辑 BIST 系统能够实现快速测 试和故障诊断。本文实现的 BIST 测试系统结构具有一定的实用性，对于推动数字集 成电路具有一定的积极意义。 关键字：内建自测试；可测性设计；二维线性移位寄存器；确定性测试矢量；布尔方 程组 -I- Abstract Abstract The increasing levels of VLSI designing and manufacture dictate Design for Testability (DFT) to be an effective solution to testing circuits. And Built-In Self-Test (BIST) as one of effective schemes can perform self test inside chips and shorten the design cycle of products. Currently, research on BIST mainly focuses on test-generation. The purpose of research is hardware reduction, higher fault coverage, shorter test time, and so on. Without storage of test patterns, the configurable two-dimensional (2-D) linear feedback shift register (LFSR) can generate a sequence of pre-computed test patterns including a deterministic sequence of test patterns for random-pattern-resistant faults and random patterns for random-pattern-detectable faults. Studied the 2-D LFSR-based on test-generation techniques, combined the advantage of deterministic and random test-generation techniques, a 2-D LFSR-based on logic BIST system is designed in this dissertation. The design includes two parts: the structure design and optimization of 2-D LFSR and the 2-D LFSR-based on BIST system design. For the structure design of 2-D LFSR, a matrix-based approach to optimize the 2-D LFSR