论文题目: 数字集成电路电流测试技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机应用技术
作者: 邝继顺
导师: 闵应骅
关键词: 测试,测试,测试,自动测试生成,响应分析,故障模型
文献来源: 湖南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 集成电路（IC）被生产出来以后要进行测试。IC测试贯穿在IC设计、制造、封装及应用的全过程,被认为是IC产业的4个分支（设计、制造、封装与测试）中一个极为重要的组成部分,它已经成为IC产业发展中的一个瓶颈。有人预计,到2012年,可能会有多达48%的好芯片不能通过测试,IC测试所需的费用将在IC设计、制造、封装和测试的总费用中占80%～90%的比例。 工业界常采用电压测试和稳态电流(IDDQ)测试来测试数字CMOS IC。电压测试包括逻辑测试和时延测试两方面的测试内容,前者验证IC的功能是否正确,后者验证IC的时间特性是否正确。电压测试方法可以检测出大量的物理缺陷,而且比较简单,速度较快。但是,由于电压测试所使用的故障模型存在局限性,而且测试常常不能全速进行,因此一般来说,电压测试只善于验证电路的功能。与电压测试相比,(IDDQ)测试更善于检测由于生产过程中的细微偏差而导致的一些“小”缺陷,它的最大优点是能大幅度地降低测试数字CMOS IC的费用,提高它们的可靠性。但是,(IDDQ)测试除不能检测那些不导致(IDDQ)增加的缺陷或故障（如串扰故障）之外,还受到深亚微米技术的挑战。 瞬态电流(IDDT)测试是一种从供电回路,通过观察被测电路所吸取的瞬间动态电流来检测故障的一种方法,被认为可以检测出一些经电压测试和(IDDQ)测试所不能检测的故障。这种方法作为传统的电压测试和(IDDQ)测试方法的一个补充,正逐渐受到研究领域和工业界的关注。 (IDDT)测试研究虽然进行了近10年的时间,但目前仍处在初级阶段,所面临的问题很多,离实际应用还有相当一段距离。本研究采用基于积分的平均电流分析法来研究(IDDT)测试,进行了一些有益的探索性工作。我们定义了单周期(IDDT)平均值的概念,通过SPICE模拟,分析了(IDDT)平均值与输入信号变化斜率之间、与负载之间的定量关系,提出了上跳变计数模型,并给出了一个计算,(IDDT)平均值的公式;对(IDDT)测试在逻辑级进行测试生成的可行性做了初步研究,发现(IDDT)测试可以检测开路故障、时延故障,以及冗余故障,约有25%的开路故障是(IDDT)可测的;仔细分析了电路中产生冒险的原因,提出了一个基于贝叶斯优化算法的“健壮性”很强的(IDDT)测试生成算法,使得逻辑门的实际时间延滞即使在其标称值的±50%范围内任意变化时,所生成的测试向量仍然有效,使(IDDT)测试向实用化推进了一大步;设计了一个启发式(IDDT)测试生成算法,大大缩短了测试生成所需的时间,但故障覆盖率有一定程度的下降,有待进一步完善;作为(IDDT)平均值计算公式的应用,我们估计了数字CMOS IC的峰值功耗,与模拟结果相比,误差小于±15%。 本文所做工作得到了国家自然科学基金项目（编号:60173042）的支持。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第1章 集成电路设计与测试
1.1 集成电路的发展
1.2 集成电路的分类与制造工艺
1.3 集成电路设计
1.3.1 电子设计自动化技术
1.3.2 现代集成电路设计方法
1.3.3 硬件描述语言
1.4 集成电路测试
1.4.1 测试的作用
1.4.2 测试分类
1.4.3 测试方法
1.5 本文章节安排
第2章 数字集成电路测试技术概述
2.1 测试仪
2.2 测试生成
2.3 故障模拟
2.4 响应分析
2.5 可测试性设计
2.6 测试面临的挑战
第3章 数字集成电路电压测试与电流测试方法
3.1 电压测试
3.1.1 故障模型
3.1.2 逻辑测试
3.1.3 时延测试
3.2 稳态电流(I_(DDQ))测试
3.2.1 I_(DDQ)测试的作用
3.2.2 I_(DDQ)测试的有效性
3.2.3 I_(DDQ)测试方法
3.3 瞬态电流(I_(DDT))测试
3.3.1 I_(DDT)测试试验
3.3.2 传感器及检测电路
3.3.3 测试响应分析
3.3.4 测试生成
3.3.5 全速电流测试
3.4 本文所做工作
第4章 瞬态电流测试可行性研究
4.1 平均瞬态电流的概念
4.1.1 逻辑门的瞬态电流
4.1.2 平均瞬态电流(I_(DDT))
4.1.3 I_(DDT)与信号陡度的关系
4.1.4 I_(DDT)与负载的关系
4.2 I_(DDT)的性质
4.2.1 逻辑跳变
4.2.2 I_(DDT)与上跳变
4.2.3 I_(DDT)与冒险
4.3 故障检测实验
4.3.1 可测试性测度
4.3.2 故障检测实验
4.4 基于BOA的I_(DDT)测试生成
4.5 实验结果
4.6 小结
第5章 任意时延分配下的I_(DDT)自动测试生成
5.1 测试向量生成准则
5.1.1 时间延滞模型
5.1.2 测试生成准则
5.2 自动测试生成算法
5.2.1 激活故障
5.2.2 适应度函数
5.2.3 算法描述
5.3 算法初始化策略
5.3.1 逻辑门的概率向量
5.3.2 生成初始向量
5.4 实验结果
5.5 小结
第6章 I_(DDT)自动测试生成算法研究
6.1 瞬态电流通路故障模型
6.1.1 瞬态电流通路
6.1.2 瞬态电流通路故障
6.2 D前沿的划分
6.3 组合可控制性
6.4 对FAN算法的改进
6.4.1 激活故障
6.4.2 电流差别最大化
6.4.3 减少旁路的影响
6.4.4 减少冒险的影响
6.4.5 改进的算法结构
6.5 实验结果
6.6 小结
第7章 CMOS数字电路峰值功耗估计
7.1 引言
7.2 计算原理
7.3 估计方法
7.4 实验结果与分析
7.4.1 实验结果
7.4.2 实验分析
7.5 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的主要论文和参加的主要工作
发布时间: 2005-09-28
参考文献
- [1].数字电路的故障测试模式生成方法研究[D]. 刘歆.华中科技大学2004
- [2].集成电路寄存器传输级测试生成[D]. 尹志刚.中国科学院研究生院（计算技术研究所）2003
- [3].基于寄存器传输级层次模型的测试生成研究[D]. 高燕.中国科学院研究生院（计算技术研究所）2003
- [4].数字集成电路多故障测试生成算法和可测性设计的研究[D]. 吴丽华.哈尔滨理工大学2007
- [5].基于布尔可满足性的逻辑电路等价性验证和测试生成技术研究[D]. 郑飞君.浙江大学2008
- [6].并行ATPG算法理论与原型系统设计技术研究[D]. 刘蓬侠.国防科学技术大学2002
- [7].混沌控制与混沌优化及其在组合电路测试生成中的应用研究[D]. 康波.电子科技大学2003
- [8].数字集成电路测试生成算法研究[D]. 侯艳丽.哈尔滨工程大学2008
- [9].模拟电路测试生成及故障诊断的研究[D]. 龙婷.电子科技大学2011
- [10].数字集成电路测试方法研究[D]. 刘煜坤.哈尔滨理工大学2009
相关论文
- [1].基于蚂蚁算法的时序电路测试生成研究[D]. 李智.电子科技大学2003
- [2].混合信号电路故障诊断的内建自测试（BIST）方法研究[D]. 孙秀斌.电子科技大学2004
- [3].面向系统芯片测试的设计优化技术研究[D]. 张弘.西安电子科技大学2004
- [4].基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D]. 王承.电子科技大学2005
- [5].系统芯片（SOC）内嵌数字芯核的测试数据压缩技术研究[D]. 胡兵.电子科技大学2005
- [6].集成电路寄存器传输级故障模型与测试生成研究[D]. 杨修涛.中国科学院研究生院（计算技术研究所）2006
- [7].数字电路的故障测试模式生成方法研究[D]. 刘歆.华中科技大学2004
- [8].基于RTL行为模型的测试产生及时延测试方法[D]. 李华伟.中国科学院研究生院（计算技术研究所）2001
- [9].集成电路寄存器传输级测试生成[D]. 尹志刚.中国科学院研究生院（计算技术研究所）2003
- [10].数字集成电路多故障测试生成算法和可测性设计的研究[D]. 吴丽华.哈尔滨理工大学2007