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VLSI系统设计 第7章 测试技术和可测试性设计 （2010-2011） VLSI系统设计-7 东南大学电子科学与工程学院 VLSI系统设计-7 东南大学电子科学与工程学院 VLSI系统设计-7 东南大学电子科学与工程学院 7.1 VLSI可测试性的重要性 任何集成电路在制作完成后都必须通过测试来最后验证设计和制作的正确性。 测试的问题在设计的初始就必须加以考虑。 可测试设计是再设计问题。 .1 为实现对错误和缺陷定位，就是要解决测试的可控制性和可观察性。希望内部节点都是“透明的” 。 可测试性设计成为VLSI设计中的一个重要部分。 测试的意义在于可以直观地检查设计的具体电路是否能正确的工作。更重要的目的是希望通过测试确定电路失效的原因以及失效所发生的具体部位，以便改进设计和修正错误。 .1 转变测试思想，直接对电路内各个节点的测试； 分块测试，降低测试的复杂性，利用模块化设计的特点； 增加附加逻辑和电路，改进其可控制性和可观察性，覆盖全部的硬件节点； 添加自检测模块，使测试具有智能化和自动化。 这些技术和方法的应用就是系统的可测试性设计。 测试的基本考虑： .1 7.1 VLSI可测试性的重要性 7.2 测试基础 内部节点测试方法的测试思想 通过对系统输入一定的测试矢量，在系统的输出端观察到所测节点的状态。这时的测试矢量的作用是控制被测试节点的状态，并且将该节点的状态效应传送到输出观察点。 对节点的测试方法（对比法）： 假设在待测试节点存在一个故障状态，然后反映和传送这个故障到输出观察点（假设）。 实测中如果在输出观察点测到该故障效应，则说明该节点确实存在假设的故障，如果不是故障效应则说明该节点不存在假设的故障（实测）。 .2 故障模型的提取， 测试矢量的生成技术， 电路的可测试结构设计方法以及其他辅助测试技术。 在测试技术中要解决的问题主要有： .2 1. 固定故障 按照节点或信号线被固定的状态可以分为固定于1故障和固定于0故障，以s-a-1（stuck-at-1）和s-a-0（stuck-at-0）表示。 从测试和测试生成技术的角度看，这些故障都可以通过假设故障和测试故障加以检测。 .2 7.2 测试基础 故障模型 三输入与非门的固定型故障描述： .2 7.2 测试基础 故障模型 正确状态和故障状态相同，不能有效区别 正确状态和故障状态不同，能够有效区别 .2 三输入与非门的固定型故障描述： 7.2 测试基础 故障模型 正确状态和故障状态相同，不能有效区别 正确状态和故障状态不同，能够有效区别 .2 三输入与非门的固定型故障描述： 7.2 测试基础 故障模型 非故障信号端阻碍了故障在输出的反映 非故障信号端保证了故障在输出的反映 .2 三输入与非门的固定型故障描述： 7.2 测试基础 故障模型 非故障信号端保证了故障在输出的反映 非故障信号端阻碍了故障在输出的反映 2. 桥接故障 桥接故障是指由于发生了不应有的信号线连接而导致的逻辑错误。 包括相关输入桥接，非相关输入桥接，相关输入、输出桥接和非相关输入、输出桥接。 输入桥接 只要不是原始输入端发生桥接，通常输入桥接都可等效为非相关输出桥接。 .2 7.2 测试基础 故障模型 .2 7.2 测试基础 故障模型 除上述线逻辑，还存在不确定逻辑。 输入、输出桥接 输出和A信号“线与” 构成“0”有效的RSFF 输出和A信号“线或” 该电路一旦出现B=0后将永远锁定OUT=1 表现为OUT：s-a-1 B B B B .2 7.2 测试基础 故障模型 A=1振荡；A=0原逻辑 A=0振荡；A=1原逻辑 .2 所谓的测试矢量是一组测试码，是根据待测节点的置位要求以及要将故障传播到输出所应给出的信号。它包含了测试输入和应有的测试输出，其中，测试输入是加到电路原始输入端的激励信号，测试输出是用于比对实测结果的输出信息。 .2 7.2 测试基础 测试矢量生成 为了能够反映在电路内部节点所存在的故障，必须对该节点设置正常逻辑值，设置的正常逻辑值应为假设的故障值的非量。