專利名稱：一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集成電路領域，尤其涉及壓縮測試集成電路的測試數(shù)據(jù)的技術。

背景技術：
由于具有大規(guī)模邏輯器件的芯片，使得設計出來的集成電路可以被集成、固化到這些芯片中，從而高密度、更小體積的實現(xiàn)設計出來的集成電路。固化了集成電路的芯片在批量生產(chǎn)之前必須測試電路特性，比如測試芯片的電路邏輯、時序是否正確，用以檢測芯片是否可以達到設計要求的集成電路功能。
自測試技術能夠方便的對集成電路芯片進行測試，自測試技術是指集成電路設計人員在集成電路芯片中加入一些額外的測試電路，利用測試電路對設計的集成電路進行自測試。
傳統(tǒng)的EDA(Electronic Design Automation，電子設計自動化)工具的BIST(Built-in Self-test，內建自測試)測試的測試碼生成代價較高，無法滿足電路測試的需求。目前，業(yè)界采用基于掃描的自測試技術對芯片中的集成電路進行測試。基于掃描的自測試技術是一種針對時序電路進行測試的技術，它綜合了傳統(tǒng)的內建自測試技術和掃描設計技術。傳統(tǒng)的內建自測試技術是將測試碼產(chǎn)生器和測試響應壓縮邏輯嵌入到電路系統(tǒng)內部，然后由測試碼產(chǎn)生器產(chǎn)生測試代碼再通過測試響應壓縮邏輯對芯片中的電路系統(tǒng)進行測試的技術。掃描設計將電路中的時序單元轉化成為可控制和可觀測的單元，并將這些時序單元連接成一個或多個移位寄存器，構造成一條或多條掃描鏈。在采用完全掃描方法后，時序電路的測試碼生成就轉化為組合電路的測試生成問題。
確定性掃描BIST通常利用確定性測試向量來對被測電路進行測試。所有的確定性向量都可以被編碼為線性反饋移位寄存器種子，線性反饋移位寄存器的位數(shù)被設置為確定性測試向量集合中的最大確定位Smax+20。如果采用多個本原多項式，線性反饋移位寄存器的位數(shù)可以被降至Smax+4。線性反饋移位寄存器種子作為確定性自測試的測試數(shù)據(jù)被存儲到芯片或者測試儀器中。
現(xiàn)有技術的是通過如圖1所示的結構裝置生成確定性自測試的測試數(shù)據(jù)的。裝置中包括 線性反饋移位寄存器、相移器、多個掃描鏈、響應壓縮器、多輸入特征分析器。
其中，掃描鏈是將被測電路的時序單元進行轉換生成的，用以在獲得確定性自測試的測試數(shù)據(jù)過程中替代被測電路的時序電路部分。
獲得確定性自測試的測試數(shù)據(jù)，即確定性自測試的線性反饋移位寄存器種子的方法包括如下步驟 偽隨機自測試步驟偽隨機產(chǎn)生的線性反饋移位寄存器種子被載入到線性反饋移位寄存器中，線性反饋移位寄存器輸出偽隨機信號，該偽隨機信號通過相移器做相移變換后輸入到掃描鏈。經(jīng)過掃描鏈以及相關的被測電路的組合邏輯部分的電路響應后，得到的響應信號輸入到響應壓縮器，響應壓縮器將預先存儲的期望響應與實際得到的響應輸入到多輸入特征分析器，分析、比對實際響應與期望響應。如果實際響應與期望響應不同，則判斷出故障，并記錄該隨機難測故障。上述步驟重復設定次數(shù)。例如，一個掃描周期完成一次偽隨機自測試，則重復500,000個掃描周期，完成500,000次偽隨機自測試。
在經(jīng)過偽隨機向量測試后，需要盡可能的覆蓋到電路的故障。對于被測電路而言，如果偽隨機向量測試階段覆蓋的故障率越高，剩下的電路故障就越少。而剩下的電路故障的測試是在確定性自測試階段進行的，所以確定性自測試階段測試的電路故障越少，需要保存的確定性自測試的測試數(shù)據(jù)就越少。
確定性自測試步驟將被測電路原始輸入輸入到線性反饋移位寄存器中，通過相移器、掃描鏈、響應壓縮器以及多輸入特征分析器，得到自測試向量，并根據(jù)偽隨機自測試后的電路剩余故障，通過測試碼產(chǎn)生工具生成確定性測試向量，得到確定性測試向量集合。
生成種子的步驟將確定性自測試向量集合通過方程運算后得到線性反饋移位寄存器種子。將種子作為測試數(shù)據(jù)存儲到芯片中或者測試儀器中。
現(xiàn)有技術中由于偽隨機向量測試過程覆蓋的難測故障概率不高，所以需要存儲的確定性測試向量數(shù)量較多，從而將確定性測試向量編碼得到的測試數(shù)據(jù)(線性反饋移位寄存器種子)也就多，導致測試數(shù)據(jù)存儲空間較大。


發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供了一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮方法，用以減少存儲確定性自測試測試數(shù)據(jù)的空間。
一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮裝置，包括相移器、響應壓縮器、多輸入特征分析器，還包括 線性反饋移位寄存器，其輸出端與所述相移器輸入端相連； 掃描森林，包括至少一個掃描觸發(fā)器單元，所述掃描觸發(fā)器組是由被測電路的組合邏輯部分有共同后即單元的掃描觸發(fā)單元組成；所述掃描觸發(fā)器單元包括一個多路選擇器和一個掃描觸發(fā)器，該多路選擇器的輸出端與該掃描觸發(fā)器的輸入端相連； 加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元，包括多個不同權值選通信號生成子單元； 所述掃描森林的輸入端與所述相移器輸出端相連，所述掃描觸發(fā)器組的選通信號端與對應權值選通信號生成子單元的輸出端相連，所述掃描森林的輸出端與所述響應壓縮器的輸入端相連；所述響應壓縮器的輸出端與所述多輸入特征分析器的輸入端相連。
所述線性反饋移位寄存器包括多個串接的觸發(fā)器，還包括 第一異或網(wǎng)絡，其包括一組串接的異或門，所述第一異或網(wǎng)絡的異或門的個數(shù)與所述觸發(fā)器的個數(shù)相同，并每個異或門的一個輸入端與一個觸發(fā)器的輸出端相連； 第二異或網(wǎng)絡，其包括一組串接的異或門，所述第二異或網(wǎng)絡的異或門的個數(shù)為設定值m；每個異或門分別對應與前m個觸發(fā)器，其輸入端與對應的觸發(fā)器的輸出端相連；其中m小于所述觸發(fā)器的個數(shù)； 第一多路選擇器，其輸入端分別與所述第一異或網(wǎng)絡和第二異或網(wǎng)絡的輸出端相連，其選擇端與控制切換信號相連； 第二多路選擇器，其一個輸入端與所述第一多路選擇器的輸出相連，其另一個輸入端與掃描輸入信號相連，其選擇端與加載信號相連。
所述多個不同權值選通信號生成子單元包括權值為0.5的選通信號生成子單元，或者權值為0.75的選通信號生成子單元，或者權值為0.875的選通信號生成子單元，或者權值為0.625的選通信號生成子單元。
由所述掃描觸發(fā)器組構成的掃描森林結構為 假設所述相移器具有n個輸出端，所述掃描森林包括g個掃描觸發(fā)器組；若g≤n，則n個輸出端中的g個輸出端分別連接一個掃描觸發(fā)器組的全部掃描觸發(fā)器，構成掃描森林； 若g＞n，n個輸出端分別連接n個掃描觸發(fā)器組的全部掃描觸發(fā)器，構成掃描森林的第一層；所述n個掃描觸發(fā)器組是從g個掃描觸發(fā)器組中任選的；n個掃描觸發(fā)器組中剩下的掃描觸發(fā)器組依次串接到所述掃描森林第一層的各掃描觸發(fā)器組，構成掃描森林的第二層；再剩下的掃描觸發(fā)器組又依次串接到上一層的掃描觸發(fā)器組，構成掃描森林的下一層，直到n個掃描觸發(fā)器組都與相移器的輸出端或者其它掃描觸發(fā)器組串接；所述掃描觸發(fā)器組與其它掃描觸發(fā)器組串接指的是掃描觸發(fā)器組中所有的掃描觸發(fā)器輸入端分別與其它掃描觸發(fā)器組中的各掃描觸發(fā)器的輸出端相連。
一種通過上述裝置進行測試數(shù)據(jù)壓縮的方法，包括如下具體步驟 確定所述掃描森林中的每個掃描段的權值；所述掃描段由一個連接相移器輸出端的掃描觸發(fā)器單元及逐級串接其后的各掃描觸發(fā)器單元組成； 根據(jù)各掃描段的權值將各掃描段的選通信號連接到相應權值選通信號生成子單元的輸出端，得到自測試電路結構； 通過所述自測試電路結構進行偽隨機自測試，獲得隨機難測故障集合； 根據(jù)隨機難測故障集合，通過所述自測試電路結構進行確定性自測試，確定確定性測試向量，并生成確定性測試向量集合； 對確定性測試向量集合進行壓縮，生成壓縮后的確定性測試向量的測試數(shù)據(jù)。
較佳的，所述確定所述掃描森林中的每個掃描觸發(fā)器組的權值的方法，包括 對于掃描森林中的每一個掃描段，依次接入各不同權值的選通信號，得到不同權值的可測度評價函數(shù)值； 對于每一個掃描段，選擇可測度評價函數(shù)值中的最小值所對應的權值作為該掃描段的權值。
較佳的，對確定性測試向量集合進行壓縮的方法，包括 將線性反饋移位寄存器的反饋網(wǎng)絡設置為第二異或網(wǎng)絡，將所述確定性測試向量集合按照確定位的數(shù)目降序排序； 按照所述排序依次從所述確定性測試向量集合中取出確定性測試向量，并確定其種子，將所述種子進行存儲，并將該確定性測試向量從確定性測試向量集合中刪除； 將取出的確定性測試向量移位進入掃描樹，并獲得掃描樹中各掃描觸發(fā)器在該確定性測試向量下的響應，將響應壓縮至多輸入特征分析器。
較佳的，所述將取出的確定性測試向量移位進入掃描樹的方法，包括 將確定出的種子載入線性反饋移位寄存器，將電路切換到移位模式，并將線性反饋移位寄存器運行chain_length周期，此時確定性測試向量被移位進入掃描樹；其中，chain_length等于確定性測試階段的單一掃描樹長度。
較佳的，所述獲得掃描樹中各掃描觸發(fā)器在該確定性測試向量下的響應的方法，包括 將電路切換到響應模式，運行一個周期，則掃描樹中的各個掃描觸發(fā)器所存儲的數(shù)值為各掃描觸發(fā)器在該確定性測試向量下的響應。
較佳的，所述將響應壓縮至多輸入特征分析器的方法，包括 將電路切換到移位模式，將掃描樹和線性反饋移位寄存器移位level個周期，則所述響應被壓縮至多輸入特征分析器；其中，level等于偽隨機向量測試階段的掃描樹的最大深度。
本發(fā)明實施例由于采用了加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元來控制掃描森林的輸入信號的特定信號值出現(xiàn)的概率，使得在偽隨機自測試過程中覆蓋的故障概率更高，這樣需要存儲的確定性測試向量的測試數(shù)據(jù)則相對減少，從而減少了測試數(shù)據(jù)的存儲空間。
本發(fā)明實施例由于采用掃描森林的結構，在確定性自測試的過程中減少了確定性測試向量的確定位，使得確定性測試向量壓縮后得到的種子(即測試數(shù)據(jù))占用的存儲空間進一步減小。



圖1為現(xiàn)有技術的確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮裝置結構圖； 圖2為本發(fā)明實施例的確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮裝置結構框圖； 圖3a為本發(fā)明實施例的線性反饋移位寄存器的結構示意圖； 圖3b為本發(fā)明實施例的第一異或網(wǎng)絡以及第二異或網(wǎng)絡的結構示意圖 圖4a為本發(fā)明實施例的加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元的結構示意圖； 圖4b為本發(fā)明實施例的掃描森林的結構示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例的確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮方法流程圖； 圖6為本發(fā)明實施例的確定掃描森林中的每個掃描段的權值的方法流程圖； 圖7為本發(fā)明實施例的對確定性測試向量集合進行壓縮的方法流程圖。

具體實施例方式 本發(fā)明實施例采用一種構造的掃描森林，使得在確定性自測試的過程中減少了確定性測試向量的確定位，并且對輸入掃描森林信號的特定信號值的概率進行加權控制，從而增加偽隨機自測試過程中的故障覆蓋率，從而減少了確定性測試向量的測試數(shù)據(jù)存儲量。
本發(fā)明實施例提供了一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮裝置，如圖2所示，包括線性反饋移位寄存器201、相移器202、加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元207、掃描森林203、響應壓縮器205、多輸入特征分析器206。
線性反饋移位寄存器201，其輸出端與所述相移器202輸入端相連； 掃描森林203，包括至少一個掃描觸發(fā)器組，所述掃描觸發(fā)器組是由被測電路的組合邏輯部分有共同后即單元的掃描觸發(fā)器組成； 加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元207，包括多個不同權值選通信號生成子單元； 所述掃描森林203的輸入端與所述相移器202輸出端相連，所述掃描觸發(fā)器組的選通信號端與對應權值選通信號生成子單元的輸出端相連，所述掃描森林203的輸出端與所述響應壓縮器205的輸入端相連；所述響應壓縮器的輸出端與所述多輸入特征分析器206的輸入端相連。
其中，線性反饋移位寄存器201的一種具體結構如圖3a所示，包括第一異或網(wǎng)絡和第二異或網(wǎng)絡、多個DQ觸發(fā)器以及多路選擇器M。第一異或網(wǎng)絡和第二異或網(wǎng)絡分別用于偽隨機自測試階段和確定性測試階段。
多個DQ觸發(fā)器串接組成移位寄存器。
第一異或網(wǎng)絡由一組異或門逐級串接組成，其中異或門的個數(shù)與移位寄存器中的DQ觸發(fā)器的個數(shù)相等，每個異或門的一個輸入端與對應的DQ觸發(fā)器的Q輸出端相連。
第二異或網(wǎng)絡是由一組異或門逐級串接組成，其中異或門的個數(shù)為設定值m。m小于移位寄存器中的DQ觸發(fā)器的個數(shù)，本領域技術人員可以根據(jù)實際經(jīng)驗決定m的取值，一般設置m為24。第二異或網(wǎng)絡的異或門分別與前m個DQ觸發(fā)器相對應，并每個異或門的一個輸入端與對應的DQ觸發(fā)器的Q輸出端相連。
第一異或網(wǎng)絡和第二異或網(wǎng)絡的輸出分別與多路選擇器M1的兩個輸入端相連。多路選擇器M1的選擇輸入端與控制切換信號p相連。控制切換信號p用于在不同測試階段切換不同的異或網(wǎng)絡。例如，當p＝0時，用于偽隨機自測試階段；p＝1時，用于確定性自測試階段。
多路選擇器M1的輸出與多路選擇器M2的一個輸入相連；多路選擇器M2的另一個輸入為掃描輸入；多路選擇器M2的選擇輸入端與加載信號load相連。
第一異或網(wǎng)絡以及第二異或網(wǎng)絡的一種具體結構如圖3b所示。
相移器202與加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元207相連，加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元207用于對輸入掃描森林203的選通信號進行加權控制。
加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元207的一種具體結構如圖4a所示，包括由各種與門、或門組成的各種權值選通信號生成子單元。例如，包括權值為0.5的選通信號生成子單元、權值為0.75的選通信號生成子單元、權值為0.875的選通信號生成子單元、權值為0.625的選通信號生成子單元。
其中，權值為0.5的選通信號生成子單元包括多路選擇器M7，其一個輸入端與相移器的一個輸出端相連，另一個輸入端與外部測試信號test2相連，其選擇端與控制切換信號p相連，外部測試信號test2為確定性自測試選通信號。
權值為0.625的選通信號生成子單元包括一個二輸入與門和一個二輸入或門以及多路選擇器M6，相移器的兩個輸出端分別與該與門的輸入端相連，與門的輸出端與或門的一個輸入端相連，或門的另一個輸入端與相移器的一個輸出端相連，或門的輸出端與M6的一個輸入端相連，M6的另一個輸入端與外部測試信號test2相連，其選擇端與控制切換信號p相連。
權值為0.75的選通信號生成子單元包括二輸入或門以及多路選擇器M4，該或門的兩個輸入端分別與相移器的輸出端相連，其輸出端與M4的一個輸入端相連，M4的另一個輸入端與外部測試信號test2相連，其選擇端與控制切換信號p相連。
權值為0.875的選通信號生成子單元包括一個三輸入或門以及多路選擇器M4，該或門的三個輸入端分別與相移器的輸出端相連，其輸出端與M4的一個輸入端相連，M4的另一個輸入端與外部測試信號test2相連，其選擇端與控制切換信號p相連。
多路選擇器M3的輸入端分別與外部測試信號test1、test2相連，其選擇端與控制切換信號p相連。外部測試信號test1為偽隨機自測試選通信號。
在掃描電路中，對應著同一個權值的掃描段可共用相同的掃描選通信號，由此帶來的額外硬件開銷是非常小的。對于本領域技術人員可以根據(jù)本發(fā)明實施例公開的技術方案，采用其它電路來生成不同權值信號。信號的權值指的是該信號某個值的出現(xiàn)概率。例如對于二進制信號，一般隨機信號其出現(xiàn)0或者1的值的概率都是0.5。如果在測試過程中，需要1信號的概率更大一些以便于測出故障，那么就可以選用概率值更大的權值信號，如0.75或者0.875等權值信號。本發(fā)明實施例公開了一種較為簡單的硬件電路來實現(xiàn)不同權值的信號，對于本領域技術人員還可以采用其它的技術手段，如軟件計算控制各種信號值出現(xiàn)的概率，從而也可以達到控制輸入掃描段的特定信號值出現(xiàn)的概率。
相移器202的輸出端與掃描森林203的輸入端相連，掃描森林203的輸出端與壓縮響應器205的輸入端相連。掃描森林203包括多個掃描觸發(fā)器單元。一個掃描觸發(fā)器單元包括一個掃描觸發(fā)器以及一個多路選擇器。多路選擇器的輸出與掃描觸發(fā)器的輸入相連。將多個掃描觸發(fā)器單元進行分組在被測電路的組合邏輯部分沒有共同后即單元的掃描觸發(fā)單元被分為同一組。假設掃描森林有n個輸入端，即相移器202有n個輸出端；構造出的掃描觸發(fā)器組有g個。若g≤n，則從n個掃描輸入端中任選出g個，每一個掃描輸入端連接一個掃描觸發(fā)器組的全部掃描觸發(fā)器，掃描森林的構造即完成。若g＞n，則任選n個組分別連接到每一個掃描輸入端上，每個掃描輸入端只連接一個掃描觸發(fā)器組的全部掃描觸發(fā)器。這樣構造出掃描森林的第一層。再從剩下的(g-n)個掃描觸發(fā)器組中選擇出n個掃描觸發(fā)器組，將每個組中的每個掃描觸發(fā)器一對一的同第一層的某個組中的掃描觸發(fā)器的輸出端連接，從而構造出掃描森林的下一層即掃描森林第二層。如果還有剩下的掃描觸發(fā)器組，再從剩下的掃描觸發(fā)器組中選出n個掃描觸發(fā)器組，將每個組中的每個掃描觸發(fā)器一對一的同第一層的某個組中的掃描觸發(fā)器的輸出端連接，從而構造出下一層的掃描森林，如此反復，直到所有的掃描觸發(fā)器組都連接到相移器的某個輸出端或者其它掃描觸發(fā)器組的輸出端。這樣，就構造了完整的掃描森林。
如圖4b所示，某個掃描輸入端SIi連接某個掃描觸發(fā)器組的全部掃描觸發(fā)器單元F1，1，F(xiàn)1，2，......F1，f，接著把下一個掃描觸發(fā)器組中的全部掃描觸發(fā)器單元F2，1，F(xiàn)2，2，......F2，f依次逐個連接到上一組的掃描觸發(fā)器單元F1，1，F(xiàn)1，2，......F1，f的輸出端。重復上述過程，直到所有的掃描觸發(fā)器組中的掃描觸發(fā)器單元都連接到其他的掃描觸發(fā)器組中的掃描觸發(fā)器單元的輸出端。在圖4b中，掃描森林由n條掃描樹TC1，...TCi，...TCn組成。掃描樹由串接在同一個掃描輸入端、輸出端之間的所有掃描觸發(fā)器單元組成。每個掃描樹又包含多個掃描段。一個掃描段是由一個連接掃描輸入端(即相移器輸出端)的掃描觸發(fā)器單元及其后面逐級串接的各掃描觸發(fā)器單元組成。例如，掃描樹TC1包含掃描段TC1，1，TC1，2，...TC1，f。而掃描段TC1，1包含F(xiàn)1，1，F(xiàn)2，1，F(xiàn)3，1...... 加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元207輸出的不同權值信號與各掃描觸發(fā)器組的選通信號相連，從而控制輸入各掃描段的特定信號值出現(xiàn)的概率。
測試響應壓縮部分是一個異或門網(wǎng)絡，兩個掃描段a1，a2，...an與b1，b2,...bn如果滿足(a1，b1)，(a2，b2)，...(an，bn)這些掃描觸發(fā)器對中的任何一對在被測電路的組合邏輯部分沒有同一個前繼單元，則兩個掃描段a1，a2，...an與b1，b2，...bn可以被連接至同一個異或門。
本發(fā)明實施例提供了一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮方法，如圖5所示，具體包括如下步驟 步驟S501確定掃描森林中的每個掃描段的權值。
步驟S502根據(jù)各掃描段的權值將信號產(chǎn)生邏輯單元輸出的對應權值選通信號連接到對應掃描段，得到最終的自測試電路結構。
步驟S503采用偽隨機向量進行偽隨機自測試，得到隨機難測故障集合。
從上述的自測試電路的線性反饋移位寄存器輸入偽隨機向量進行設定周期的偽隨機自測試，得到隨機難測故障集合。
偽隨機產(chǎn)生的線性反饋移位寄存器種子被載入到線性反饋移位寄存器中，通過相移器輸入到掃描森林。經(jīng)過掃描森林以及相關的被測電路的組合邏輯部分的電路響應后，得到的響應信號輸入到響應壓縮器，響應壓縮器將預先存儲的期望響應與實際得到的響應輸入到多輸入特征分析器，分析、比對實際響應與期望響應。如果實際響應與期望響應不同，則判斷出故障，并記錄該隨機難測故障。上述步驟重復設定次數(shù)。一個掃描周期完成一次偽隨機自測試，例如，重復500,000個掃描周期，則完成500,000次偽隨機自測試。根據(jù)偽隨機自測試后的電路剩余故障，進行確定性測試向量的生成。
步驟S504通過上述的自測試電路進行確定性自測試，根據(jù)隨機難測故障集合生成確定性測試向量集合。
通過上述的自測試電路進行確定性自測試，確定確定性測試向量，生成確定性測試向量集合。
步驟S505對確定性測試向量集合進行壓縮，生成壓縮后的種子集合。
上述步驟S501確定掃描森林中的每個掃描段的權值的方法，具體包括如下步驟 步驟S601對于掃描森林中的每一個掃描段，依次接入所有不同權值的選通信號，得到不同權值的可測度評價函數(shù)值。
例如，有k個掃描段SC1、SC2......SCk；權值w1＝0.5，w2＝0.625，w3＝0.75，w4＝0.875構成權集

對應著同一個權值的掃描段可共用相同的掃描選通信號；建立電路可測度評價函數(shù)如公式1 上述可測度評價函數(shù)中，F(xiàn)是隨機難測故障集，l/i代表隨機難測故障集F中信號線l處的單固定性i型故障i∈{0，1}，C1‘(l)、C0‘(l)、O‘(l)分別表示信號線l處的1可控度、0可控度和可觀測度。i-可控度C’i(l)，i∈{0，1}代表一個隨機選擇的測試向量將信號線l置為值i的概率，可觀度O’(l)代表一個隨機選擇的測試向量將信號線l的值傳播到被測電路輸出的概率； 把所有掃描段的測試模式預設置為每個掃描周期測試一次的模式，并計算此狀態(tài)下的電路可測度評價函數(shù)G(w10)，下標1表示要處理的掃描段是第1條，即SC1，上標0表示此時SC1還處于未加權的狀態(tài)，在掃描森林中其它掃描段保持在每掃描周期測試一次的模式下，選定第1個掃描段SC1，把權集

中的每個權值w1＝0.5，w2＝0.625，w3＝0.75，w4＝0.875依次在第一條掃描段上嘗試，計算出與權值w1，w2，w3，w4分別對應的電路可測度評價函數(shù)值G(w11)，G(w12)，G(w13)，G(w14)。
步驟S602對于每一個掃描段，選擇可測度評價函數(shù)值中的最小值對應權值的選通信號作為該掃描段的選通信號。
從上述的G(w10)，G(w11)，G(w12)，G(w13)，G(w14)中選出最小值，如公式2所示 G(w1v)＝min{G(w10)，G(w11)，G(w12)，G(w13)，G(w14)}；(2) 如果v＝0時，保留SC1為每個掃描周期測試一次的自測試模式；當v≠0時，給SC1選擇對應的掃描選通信號，例如v＝2，則給SC1選擇權值w2＝0.625對應的選通信號。
上述步驟S504根據(jù)隨機難測故障集合生成確定性測試向量集合的方法，具體包括 采用自動測試向量生成工具針對被測電路進行確定性測試向量生成，在測試向量生成過程中，采用以下測度，并選用測度值最小的輸入集合作為確定性測試向量 設某信號線l，該信號線取值i，i∈{0，1}，設RCi(l)為使信號線l取值i所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合，可控度Ci(l)為使信號線l取值i所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合中的元素的個數(shù)，可控度具體公式如下 對于電路的原始輸入端PI，有公式3 RC1(PI)＝RC0(PI)＝{PI}，C1(PI)＝C0(PI)＝1；(3) 對于緩沖門，其中A為其輸入信號線，B為其輸出信號線，則有公式4 RC1(B)＝RC1(A)，C1(B)＝|RC1(B)|； RC0(B)＝RC0(A)，C0(B)＝|RC0(B)|； (4) 對于非門，其中A為其輸入信號線，B為其輸出信號線，則有公式5 RC1(B)＝RC0(A)，C1(B)＝|RC1(B)|； RC0(B)＝RC1(A)，C0(B)＝|RC0(B)|； (5) 對于兩輸入與門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有公式6 RC1(l)＝RC1(A)∪RC1(B)，C1(l)＝|RC1(l)|； C0(l)＝|RC0(l)|； (6) 對于兩輸入或門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有公式7 RC0(l)＝RC0(A)∪RC0(B)，C0(l)＝RC0(l)； C1(l)＝|RC1(l)|； (7) 對于扇出s，設B1，B2，...Bk為其扇出分支，設i∈{0，1}，j∈{1，2，...k}，則有公式8 Ci(Bj)＝Ci(s)；(8) 設RO(l)為使信號線l處的故障效應傳播到某個輸出PO或偽輸出PPO所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合，可觀測度O(l)為使信號線l處的故障效應傳播到某個輸出PO或偽輸出PPO所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合中的元素的個數(shù)，可觀測度具體公式如下 對于電路的原始輸入端PO，有公式9 RO(PO)＝φ，O(PO)＝0； (9) 對于緩沖門，非門，其中A為其輸入信號線，B為其輸出信號線，則有公式10 RO(A)＝RO(B)，O(A)＝|RO(A)|； (10) 對于兩輸入與門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有公式11 RO(A)＝RO(l)∪RC1(B)，O(A)＝|RO(A)|； (11) 對于兩輸入或門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有公式12 RO(A)＝RO(l)∪RC0(B)，O(A)＝|RO(A)|； (12) 對于扇出s，設B1，B2，...Bk為其扇出分支，則有公式13 O(s)＝min(O(B1)，O(B2)，...O(Bk))； (13) 上述步驟S505對確定性測試向量集合進行壓縮，生成壓縮后的種子集合的方法為假設確定性測試向量集合中的n個確定性測試向量依次為P1，P2，...Pn，Smaxi為確定性測試向量Pi的確定位的數(shù)目，Si為確定性測試向量Pi被壓縮后對應的種子，確定性測試階段的單一掃描樹長度為chain_length，偽隨機向量測試階段的掃描樹的最大深度為level，當前時鐘周期為cycle，時鐘周期最大值cycle_max為。cycle_max一般由二進制計數(shù)器的計數(shù)位數(shù)決定，比如二進制計數(shù)器的計數(shù)位數(shù)為15位，則cycle_max不能超過215-1。對于本領域技術人員可以根據(jù)實際情況確定cycle_max的值。
具體的壓縮方法流程圖，如圖7所示，包括如下步驟 步驟S701將線性反饋移位寄存器的反饋網(wǎng)絡設置為第二異或網(wǎng)絡，將確定性測試向量集合按照確定位的數(shù)目降序排序。
步驟S702判斷當前確定性測試向量集合是否為空；如果是，結束壓縮，執(zhí)行步驟S710；如果否，執(zhí)行步驟S703。
步驟S703從當前確定性測試向量集合中取出排在第一個的確定性測試向量P，計算其種子S并存儲，將該確定性測試向量P從當前確定性測試向量集合中刪除。
步驟S704將P被移位進入掃描樹。
具體的，將計算出的種子S載入線性反饋移位寄存器，設定cycle＝0，將電路切換到移位模式(test2＝1)，并將線性反饋移位寄存器運行chain_length周期，則cycle＝chain_length，此時P被移位進入掃描樹。
步驟S705獲得掃描樹中各掃描觸發(fā)器在測試向量P下的響應。
具體的，將電路切換到響應模式(test2＝0)，運行一個周期并將cycle在原有數(shù)值上加1，此時掃描樹中的各個掃描觸發(fā)器所存儲的數(shù)值為電路在測試向量P下的響應。
步驟S706判斷cycle是否等于cycle_max；如果等于，返回到步驟S702；如果不等于，執(zhí)行步驟S707。
步驟S707判斷當前掃描樹中的各個掃描觸發(fā)器所存儲的數(shù)值是否與確定性測試向量集合中剩余的某個確定性測試向量匹配；如果匹配，則執(zhí)行步驟S708；否則執(zhí)行步驟S709。
具體的，當該確定性測試向量的所有確定位的數(shù)值均與當前掃描樹中的對應掃描觸發(fā)器所存儲的數(shù)值相等時，即認為匹配。
步驟S708繼續(xù)將響應壓縮至多輸入特征分析器該確定性測試向量從當前確定性測試向量集合中刪除，將當前的cycle存儲，設定test2＝0將電路切換到響應模式，運行一個周期并將cycle在原有數(shù)值上加1，此時掃描樹中的各個掃描觸發(fā)器所存儲的數(shù)值為電路在該確定性測試向量下的響應，設定test2＝1將電路切換到移位模式，將掃描樹和線性反饋移位寄存器移位level個周期并將cycle在原有數(shù)值上加level，此時響應被壓縮至多輸入特征分析器，執(zhí)行步驟S706。
步驟S709設定test2＝1將電路切換到移位模式，將掃描樹和線性反饋移位寄存器移位1個周期并將cycle在原有數(shù)值上加1，執(zhí)行步驟S706。
步驟S710結束。
本發(fā)明實施例由于采用了加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元來控制掃描森林的輸入信號的特定信號值出現(xiàn)的概率，使得在偽隨機自測試過程中覆蓋的故障概率更高，這樣需要存儲的確定性測試向量的測試數(shù)據(jù)則相對減少，從而減少了測試數(shù)據(jù)的存儲空間。
本發(fā)明實施例由于采用掃描森林的結構，在確定性自測試的過程中減少了確定性測試向量的確定位，使得確定性測試向量壓縮后得到的種子(即測試數(shù)據(jù))占用的存儲空間進一步減小。
本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮裝置，包括相移器、響應壓縮器、多輸入特征分析器，其特征在于，還包括
線性反饋移位寄存器，其輸出端與所述相移器輸入端相連；
掃描森林，包括至少一個掃描觸發(fā)器單元，所述掃描觸發(fā)器組是由被測電路的組合邏輯部分有共同后即單元的掃描觸發(fā)單元組成；所述掃描觸發(fā)器單元包括一個多路選擇器和一個掃描觸發(fā)器，該多路選擇器的輸出端與該掃描觸發(fā)器的輸入端相連；
加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元，包括多個不同權值選通信號生成子單元；
所述掃描森林的輸入端與所述相移器輸出端相連，所述掃描觸發(fā)器組的選通信號端與對應權值選通信號生成子單元的輸出端相連，所述掃描森林的輸出端與所述響應壓縮器的輸入端相連；所述響應壓縮器的輸出端與所述多輸入特征分析器的輸入端相連。
2.如權利要求1所述的裝置，所述線性反饋移位寄存器包括多個串接的觸發(fā)器，其特征在于，所述線性反饋移位寄存器還包括
第一異或網(wǎng)絡，其包括一組串接的異或門，所述第一異或網(wǎng)絡的異或門的個數(shù)與所述觸發(fā)器的個數(shù)相同，并每個異或門的一個輸入端與一個觸發(fā)器的輸出端相連；
第二異或網(wǎng)絡，其包括一組串接的異或門，所述第二異或網(wǎng)絡的異或門的個數(shù)為設定值m；每個異或門分別對應與前m個觸發(fā)器，其輸入端與對應的觸發(fā)器的輸出端相連；其中m小于所述觸發(fā)器的個數(shù)；
第一多路選擇器，其輸入端分別與所述第一異或網(wǎng)絡和第二異或網(wǎng)絡的輸出端相連，其選擇端與控制切換信號相連；
第二多路選擇器，其一個輸入端與所述第一多路選擇器的輸出相連，其另一個輸入端與掃描輸入信號相連，其選擇端與加載信號相連。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個不同權值選通信號生成子單元包括權值為0.5的選通信號生成子單元，或者權值為0.75的選通信號生成子單元，或者權值為0.875的選通信號生成子單元，或者權值為0.625的選通信號生成子單元。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述權值為0.5的選通信號生成子單元包括
第三多路選擇器，其一個輸入端與所述相移器的輸出端相連，其另一個輸出端與第一外部測試信號相連，其選擇端與控制切換信號相連。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述權值為0.625的選通信號生成子單元包括
與門，其輸入端分別與所述相移器的兩個輸出端相連；
第一或門，其具有兩個輸入端，一個輸入端與所述與門的輸出端相連，其另一個輸入端與所述相移器的一個輸出端相連；
第四多路選擇器，其一個輸入端與所述第一或門的輸出端相連，其另一個輸出端與第一外部測試信號相連，其選擇端與控制切換信號相連。
6.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述權值為0.75的選通信號生成子單元包括
第二或門，其具有兩個輸入端分別與所述相移器的兩個輸出端相連；
第五多路選擇器，其一個輸入端與所述第二或門的輸出端相連，其另一個輸出端與第一外部測試信號相連，其選擇端與控制切換信號相連。
7.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述權值為0.875的選通信號生成子單元包括
第三或門，其具有三個輸入端分別與所述相移器的三個輸出端相連；
第六多路選擇器，其一個輸入端與所述第三或門的輸出端相連，其另一個輸出端與第一外部測試信號相連，其選擇端與控制切換信號相連。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，由所述掃描觸發(fā)器組構成的掃描森林結構為
假設所述相移器具有n個輸出端，所述掃描森林包括g個掃描觸發(fā)器組；若g≤n，則n個輸出端中的g個輸出端分別連接一個掃描觸發(fā)器組的全部掃描觸發(fā)器，構成掃描森林；
若g＞n，n個輸出端分別連接n個掃描觸發(fā)器組的全部掃描觸發(fā)器，構成掃描森林的第一層；所述n個掃描觸發(fā)器組是從g個掃描觸發(fā)器組中任選的；n個掃描觸發(fā)器組中剩下的掃描觸發(fā)器組依次串接到所述掃描森林第一層的各掃描觸發(fā)器組，構成掃描森林的第二層；再剩下的掃描觸發(fā)器組又依次串接到上一層的掃描觸發(fā)器組，構成掃描森林的下一層，直到n個掃描觸發(fā)器組都與相移器的輸出端或者其它掃描觸發(fā)器組串接；所述掃描觸發(fā)器組與其它掃描觸發(fā)器組串接指的是掃描觸發(fā)器組中所有的掃描觸發(fā)器輸入端分別與其它掃描觸發(fā)器組中的各掃描觸發(fā)器的輸出端相連。
9.一種通過如權利要求1所述的裝置進行測試數(shù)據(jù)壓縮的方法，包括如下具體步驟
確定所述掃描森林中的每個掃描段的權值；所述掃描段由一個連接相移器輸出端的掃描觸發(fā)器單元及逐級串接其后的各掃描觸發(fā)器單元組成；
根據(jù)各掃描段的權值將各掃描段的選通信號連接到相應權值選通信號生成子單元的輸出端，得到自測試電路結構；
通過所述自測試電路結構進行偽隨機自測試，獲得隨機難測故障集合；
根據(jù)隨機難測故障集合，通過所述自測試電路結構進行確定性自測試，確定確定性測試向量，并生成確定性測試向量集合；
對確定性測試向量集合進行壓縮，生成壓縮后的確定性測試向量的測試數(shù)據(jù)。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述確定所述掃描森林中的每個掃描觸發(fā)器組的權值的方法，包括
對于掃描森林中的每一個掃描段，依次接入各不同權值的選通信號，得到不同權值的可測度評價函數(shù)值；
對于每一個掃描段，選擇可測度評價函數(shù)值中的最小值所對應的權值作為該掃描段的權值。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述不同權值的選通信號包括權值為0.5的選通信號，或者權值為0.75的選通信號，或者權值為0.875的選通信號，或者權值為0.625的選通信號。
12.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述確定確定性測試向量的方法包括根據(jù)被測電路的測度，選擇最小測度值對應的輸入集合作為確定性測試向量。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述被測電路的測度計算方法為
設被測電路的某信號線l，該信號線取值i，i∈{0，1}，設RCi(l)為使信號線l取值i所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合，可控度Ci(l)為使信號線l取值i所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合中的元素的個數(shù)，可控度具體公式如下
對于電路的原始輸入端PI，有
RC1(PI)＝RC0(PI)＝{PI}，C1(PI)＝C0(PI)＝1；
對于緩沖門，其中A為其輸入信號線，B為其輸出信號線，則有
RC1(B)＝RC1(A)，C1(B)＝|RC1(B)|；
RC0(B)＝RC0(A)，C0(B)＝|RC0(B)|；
對于非門，其中A為其輸入信號線，B為其輸出信號線，則有
RC1(B)＝RC0(A)，C1(B)＝|RC1(B)|；
RC0(B)＝RC1(A)，C0(B)＝|RC0(B)|；
對于兩輸入與門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有
RC1(l)＝RC1(A)∪RC1(B)，C1(l)＝|RC1(l)|；
C0(l)＝|RC0(l)|；
對于兩輸入或門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有
RC0(l)＝RC0(A)∪RC0(B)，C0(l)＝RC0(l)；
C1(l)＝|RC1(l)|；
對于扇出s，設B1，B2，...Bk為其扇出分支，設i∈{0，1}，j∈{1，2，...k}，則有
Ci(Bj)＝Ci(s)；
設RO(l)為使信號線l處的故障效應傳播到某個輸出PO或偽輸出PPO所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合，可觀測度O(l)為使信號線l處的故障效應傳播到某個輸出PO或偽輸出PPO所需要置為確定值{0，1}的輸入PI或偽輸入PPI的最小集合中的元素的個數(shù)，可觀測度具體公式如下
對于電路的原始輸入端PO，有
RO(PO)＝φ，O(PO)＝0；
對于緩沖門，非門，其中A為其輸入信號線，B為其輸出信號線，則有
RO(A)＝RO(B)，O(A)＝|RO(A)|；
對于兩輸入與門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有
RO(A)＝RO(l)∪RC1(B)，O(A)＝|RO(A)|；
對于兩輸入或門，其中A，B為其輸入信號線，l為其輸出信號線，則有
RO(A)＝RO(l)∪RC0(B)，O(A)＝|RO(A)|；
對于扇出s，設B1，B2，...Bk為其扇出分支，則有
O(s)＝min(O(B1)，O(B2)，...O(Bk))。
14.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述對確定性測試向量集合進行壓縮的方法，包括
將線性反饋移位寄存器的反饋網(wǎng)絡設置為第二異或網(wǎng)絡，將所述確定性測試向量集合按照確定位的數(shù)目降序排序；
按照所述排序依次從所述確定性測試向量集合中取出確定性測試向量，并確定其種子，將所述種子進行存儲，并將該確定性測試向量從確定性測試向量集合中刪除；
將取出的確定性測試向量移位進入掃描樹，并獲得掃描樹中各掃描觸發(fā)器在該確定性測試向量下的響應，將響應壓縮至多輸入特征分析器。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述將取出的確定性測試向量移位進入掃描樹的方法，包括
將確定出的種子載入線性反饋移位寄存器，將電路切換到移位模式，并將線性反饋移位寄存器運行chain_length周期，此時確定性測試向量被移位進入掃描樹；其中，chain_length等于確定性測試階段的單一掃描樹長度。
16.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述獲得掃描樹中各掃描觸發(fā)器在該確定性測試向量下的響應的方法，包括
將電路切換到響應模式，運行一個周期，則掃描樹中的各個掃描觸發(fā)器所存儲的數(shù)值為各掃描觸發(fā)器在該確定性測試向量下的響應。
17.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述將響應壓縮至多輸入特征分析器的方法，包括
將電路切換到移位模式，將掃描樹和線性反饋移位寄存器移位level個周期，則所述響應被壓縮至多輸入特征分析器；其中，level等于偽隨機向量測試階段的掃描樹的最大深度。
全文摘要
本發(fā)明涉及集成電路領域，尤其涉及壓縮測試集成電路的測試數(shù)據(jù)的技術。一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮裝置，包括相移器、響應壓縮器，還包括具有第一、第二異或網(wǎng)絡的線性反饋移位寄存器，所述移位寄存器與所述相移器相連；掃描森林與加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元，所述掃描森林與所述相移器相連，所述掃描森林的選通信號端與所述加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元相連，其輸出端與所述響應壓縮器相連。本發(fā)明還提供了一種確定性自測試測試數(shù)據(jù)壓縮方法。由于采用了加權隨機信號產(chǎn)生邏輯單元來控制掃描森林的輸入信號的特定信號值出現(xiàn)的概率，使得在偽隨機自測試過程中故障覆蓋率更高，從而減少了由確定性測試向量生成的測試數(shù)據(jù)的存儲空間。
文檔編號G01R31/28GK101226228SQ20081005743
公開日2008年7月23日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權日2008年2月1日
發(fā)明者東 向, 陽 趙 申請人:清華大學