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基于电路分块的超大规模集成电路测试技术研究.pdf
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1、2023.27 科学技术创新基于电路分块的超大规模集成电路测试技术研究鲁芬(武昌工学院 智能制造学院,湖北 武汉)引言随着现代化社会的飞速发展,超大规模集成电路测试技术应用较为广泛,通过对于测试技术更为优化的研究与经验累积,使得内部结构复杂的超大规模集成电路能够精准得到测试1。通过测试技术能够降低测试成本,使得集成电路产生得到更多的重视。在测试技术的应用过程中,与电路设计相关问题进行测试后成为研究重点。在生产阶段,为了能够得到没有故障的集成电路芯片,需要对其进行严格检查。通过激励与分析响应来判断芯片中存在的故障。在测试开始时,通过未知状态和测试码序列来增加测试电路中的组合逻辑,获得制定长度与顺
2、序的测试序列。这样不能够降低测试方法的复杂性,还能够通过对局部进行扫描的方法对设备外壳进行测试,满足了检测实际存在物理缺陷的可能。由于传统的测试设备无法跟上电路规模扩大后的更新速度,对整体结构的测试性较差。在对每个子电路的输入输出进行控制过程中增加额外电路逻辑,硬件开支较大。在实际过程中,运用穷举测试面对大规模组合电路时,故障覆盖率低,受多种条件影响使得输电线路运行较差。同时,当电路的门级增大,敏化通路变得更加复杂,难以有效控制,使得超大规模集成电路测试结果不符合预期目标。因此现阶段,以超大规模集成电路测试技术为研究对象,结合实际情况进行实验与分析。1超大规模集成电路测试技术1.1电路分块敏化
3、通路在测试超大规模的电路时,将电路划分为若干小块,设定将 N 个输入端电路划分成 M 块,每块中具有k 个原始输入信号,则所有分块电路的测试集长度为:(1)式中,E 为测试集长度。通过原始输入到各个子电路的输入,使得不同子电路的输出值都能够得到敏化2。根据敏化通路能够更为方便对子电路进行测试。但是在实际测量中,为了能够将电路进行有效分块达到优化测试生成的目的,需要将子电路通过 CIST 结构进行独立测试。当电路门级增大时,测试中的数目也会增大,需要运用超图分解来进行电路分块。设置图为待划分的电路,其中 x 为逻辑单元,在不同单元中具有不同面积,e 为节点集合,使得不同逻辑单元之间存在连接关系。
4、将 x 划分为 k 个相同的子集,使得边集 e 中的数量为最低。基金项目:武昌工学院校级科学研究项目:分形模型在超大规模集成电路中的应用研究(项目编号:2022KY04)。作者简介:鲁芬(1982-),女,硕士,副教授,研究方向:物理教育、凝聚态物理、多孔介质分形及复杂网络。摘要院由于现有的测试技术在 VO4 端振幅为-1525 cm,与实际值不符,不能检测出故障,研究基于电路分块的超大规模集成电路测试技术。运用超图分解来进行电路分块,通过原始输入到各个子电路的输入,使得不同子电路的输出值都能够得到敏化。运用并行遗传方法将原始电路按照节点的数量进行划分与分配,定期对种群中适应度最优个体进行传输
5、。根据集成电路的布局,对芯片性能变化因素添加一定的约束。通过特定的测试向量生成电路生成,并根据测试长度来计算故障覆盖率,判断不同方法中的故障覆盖率大小。实验结果表明,在 VO4 端的振幅为-1010 cm,与实际值完全一致,能够符合集成电路测试需求。关键词:电路分块;超大规模集成;电路;测试中图分类号院TN710.9文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤27-0033-04122mkNiE(,)G x e12,.,kx xx33-科学技术创新 2023.27当中的节点面积之和一致时,将超图的顶点分为 k 个部分,与 k 个部分顶点相连的边数最小,经过分解可以得到不同子电路中联系
6、最小,这样在测试过程中的电路面积开销就会变小3。1.2电路布局规划添加连接约束根据集成电路的布局,应用标准单元设计,将测量模块放置在不同位置,确定测量模块在芯片中的最佳位置4。在布局中,首先需要进行全局布局,首先为所有区域生成具体的布局,随后对其进行详细布局,为指定的电路部分建立实际的几何布局。通过设计布局后,再完成压缩,这样能够进一步减少芯片使用面积。运用蚁群算法群体优化算法,在超大规模集成电路中结合在分化成的小块搜索空间,对理想结果进行搜索。针对布局变化,选择分层设计来减少芯片的电路面积,这样能够形成布局的正常区域,其表达式为:(2)式中,H 为布局的正常区域;S 为布设平面;P 为在电路
7、中存在的故障。则局域端点之间的距离为:(3)式中,t 为布局起点;u 为布局终点。如果布局的正常区域中存在子集 Q,使得 t 和 u 可以在 Q 中连接,即 Q 中存在至少一条 t 到 u 的路径,表示 T 为 W 的连接图5。在分层架构应用中,设置两个连接点为(xi,yi)和(xj,yj),两个连接点之间的距离运用曼哈顿距离公式进行计算,其公式为:(4)式中,T 为新的端点之间的距离。当明确两个连接点坐标时,通过公式就可以将连接点之间的距离计算出来。计算所有连接点之间的距离,并针对 T 中找到的最短路径,这样就能够在一定程度上降低搜索的复杂度。如果布局区域没有故障发生,两个连接点间的最短路径
8、就不能构成路径图。如果布局区域有故障发生,可以根据故障位置再结合线网端点构造布局形成路径图,这样能够形成集成电路驱动区间,很好地添加了在测试过程中电路布局的约束。1.3IDDQ 测试技术在超大规模集成电路中测试在超大规模集成电路测试中,对不同时钟周期施加在芯片管脚操作向量来用于测试。这种向量是基于故障,所以需要通过特定算法来生成。对于随机生成的向量,通过特定的测试向量生成电路生成,并根据测试长度来计算故障覆盖率,判断不同方法中的故障覆盖率大小从而得到最优测试技术,具体见图 1。图 1混合测试方法示意图通过故障的等价压缩,按照电路功能来进行判断后对组合电路进行测试。对于时序电路,可以将时序电路中
9、的触发器当做组合电路的一部分进行分析。为了能够准确对电路进行测试,在测试中可能会存在瞬态电流击穿的情况,这是需要转换不同的操作模式,使得工作的电流范围增加,构成控制环路,由电流测试放大器测量,将输出端产生的电压与流经被测器件的电流形成一定比例,得到最后的电流值,并由引脚输出。在确定测试向量后,通过电路元器件的故障监测点与实际值之间的差异,检测到故障,将结果进行输出。对于随机测试向量生成,需要通过计算得到:(5)式中,L 为随机测试向量长度;为参数。生成的测试向量中存在测试向量的特征。根据不同故障类型的需要,通过逻辑电路按照用途进行模拟,这样能够在输入端发送多个测试信号,根据比较输出结果与实际结
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