文档介绍：北京工业大学
硕士学位论文
超大规模集成电路可测试性设计的应用
姓名:曹家熙
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:林平分;于忠臣
20070601
摘要依照摩尔定律,集成电路发展到今天,已经到了片上系统蚔蠊婺<傻缏的阶段。因此,它的制造是一个相当复杂的过程,需要经过百道工艺步骤。制造中任何问题都可能造成晶体管无法正常工作或者是互连线的断路和短路。所以,芯片的可测试性设计统闪艘桓龇浅V匾5牟糠帧根据现有的数字系统可测试性理论和度量方法,数字系统的可控制性和可观测性是与系统的电路结构和数据传输路径的长度有关,而它的测试复杂度馐向量长度和宽度、以及所能达到的测试出故障覆盖率胂低衬诓看嬖诘幕仿烦度和数量有关。系统内部环路长度越长测试复杂度越高,,芯片的设计过程中就需要考虑测试的问题。在电路中进行某些小的改动就能很容易证实它有没有缺陷。实际中,工程师把自己的设计和各种约束以脚本的形式,送入ぞ撸肊工具自动产生测试向量覆盖芯片绝大部分的逻辑,使得自动测试机能够检测出哪些芯片是报废的。本文首先简要阐述集成电路可测试性设计的一些基本概念,接着展开介绍各种常用的测试方法、故障机理和故障模型,以及常用的测试技术,例如:扫描链技术,存储器内建自测试技术等。然后简单介绍自动测试向量生成的基本原理。接下来,结合数字电视机顶盒酒赟竞蚳公司的ぞ撸篋,歪禝分析各种测试方案的可行性,利用扫描链技术和存储器内建自测试技术完成此款芯片的可测试性设计,最终达到%的测试覆盖率醪馐韵蛄,很好的实现了预定的测试目标,并最终完成流片。关键字自动测试向量生成;片上系统;可观铡性;可控制性
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签名缝吼垃,耋翌独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学文论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀课题背景、馐约际跤美淳龆ㄔ谥圃焖承蛲瓿芍笠桓鲂酒男阅苁欠裾贰H果一个芯片通过测试阶段,则进行封装并且可以销售。测试过程应用于半导体产品的制造过程,不论这种产品是单个芯片还是封装好的成品元件,其主要目的是提供半导体成品质量与可靠性的一种度量。可测试性设计哪康脑蚴窃谛酒习沧啊坝布ナ帧币蕴峁┦凳┲柿坑肟煽啃测量的能力。如果设计得当,际蹩梢裕涸诓馐灾新愀呖尚哦高测试覆盖率闹柿磕勘辏豢梢愿咝в刖玫氖迪指哺锹什饬浚悴馐猿杀镜哪勘辏也可实现一定形式的测试向量自动化,比如自动测试向量生成,来满足上市时间与量产时间等制造要求。现在,半导体工业在很多前沿技术上正在进行革新:·基于硅的更小的特征尺寸;●内部电平降低;·使用新的物理处理工艺,例如铜互联、低缃橹屎芯堤迳瞎杓际酰●使用被成为内核的复杂的庞大的单元和宏单元;·采用和重用已经存在的简单和复杂的“硬”宏单元;●巨量存储器集成,在片上系统器件上集成大量的逻辑。这些工业上的革新使得质量和可靠性需求比以前更加重要同时也在度量质量等级或者经济的度量质量等级的能力方面提出了更严峻的挑战。例如:·更小的特征尺寸、更低的工作电平和新的工艺技术将会产生新的类型的缺陷和失效效应,以至现在的缺陷、故障和失效模型不再适用于进行检测和特征描述。·由于更长时间的测试时间和更大的测试数据量,短时间内在单个芯片上要放置大量的逻辑和存储器将会增加测试成本,同时也会缩短与芯片糠窒喙氐纳杓浦芷谑奔洹·使用复杂的内核和重用宏单元的能力将会产生与设计元件勺魑6懒
单元进行测试喙氐姆梦驶坪筒馐韵蛄看涞奈侍庖蛭U庑┑ピJ嵌入或二次嵌入度氲暮甑ピ0甑ピ;虼娲⑵髡罅在整个芯片在过去,测试过程是“割裂的”事件,在设计团队完成设计后,才将它抛给测试或验证专家组成的专业团队。测试过程大都是把功能模拟验证的测试向量翻译和重用在目标测试仪平台上,而且要人工构建新的验证测试向量来获得更高的覆盖率。测试向量需要通过实施故障模拟来为故障故概率“分级”。为了达到高质量的期望值,用于准备一组测试向量的“后设计”时间通常以月甚至是年来计算。现在新的测试问题需要在器件中插入澳越峁梗葱馐怨獭⒅柿慷量和测试向量生成。这些变化是由市场压力驱动的:峁└咧柿康牟考质量/可靠性视蒙鲜惺奔浜土坎奔涞闹圃焓毕疶ü悴馐猿