Probabilistische Verfahren für den Test hochintegrierter Schaltungen
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Probabilistische Verfahren für den Test hochintegrierter Schaltungen
（Informatik-Fachberichte, 140）
Springer-Verlag, c1987
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Note
Originally presented as the author's thesis (doctoral--Universität Karlsruhe, 1986) under the title: Probabilistische Verfahren zur Verbesserung der Testbarkeit synthetisierter digitaler Schaltungen
Includes bibliographical references (p. [121]-133)
Description and Table of Contents
Description
Die Arbeit behandelt den Selbsttext hochintegrierter digitaler Schaltungen mit zufallig erzeugten Mustern. Es wird ein neues Verfahren vorgestellt, um die Wahrscheinlichkeit abzuschatzen, mit der ein Fehler durch ein zufallig erzeugtes Muster erkannt wird, und um darauf aufbauend die notwendige Zahl von Zufallsmustern zu bestimmen. Beim konventionellen Zufallstest benoetigen viele Schaltungen unwirtschaftlich grosse Mustermengen. Um dieses Problem zu loesen, wird eine Methode vorgeschlagen, fur Zufallsmuster solche optimalen Verteilungen zu bestimmen, die eine besonders hohe Fehlererfassung erwarten lassen. In vielen Fallen kann so die noetige Musterzahl um mehrere Groessenordnungen gesenkt werden. Zur Ausfuhrung eines einfachen Selbsttests wird ein Modul vorgestellt, der auf dem Chip integriert werden kann und im Testmodus die Muster mit den geforderten Verteilungen erzeugt. Der Mehraufwand an Schaltelementen fur den Selbsttest mit optimierten Zufallsmustern ist mit dem herkoemmlichen Zufallstest vergleichbar. Aufgrund der behandelten Verfahren kann daher die Klasse der Schaltungen vergroessert werden, die mit Zufallsmustern selbsttestbar sind, ohne dass signifikante Mehrkosten anfallen.
Table of Contents
1. Das Testproblem fur integrierte Schaltungen.- 1.1 Die Rolle des Produktionstests.- 1.1.1 Die Kosten des Tests.- 1.1.2 Die Ausbeute.- 1.1.3 Produktqualitat.- 1.2 Ebenen der Fehlermodellierung.- 1.3 Testbarkeitsmasse und Testregeln.- 1.4 Teststrategien fur synthetisierte Schaltungen.- 1.4.1 Das Scan Design.- 1.4.2 Tests fur Schaltungen im Scan Design.- 1.4.3 Synthese regularer Strukturen.- 1.4.4 Testerzeugung aus der Funktionsbeschreibung.- 1.4.5 Der Test mit Zufallsmustern.- 1.4.6 Der gegenwartige Stand bei der Integration von Test und Synthese.- 2 Grundlagen, Definitionen und Vorarbeiten.- 2.1 Grundlegende Sachverhalte und Definitionen.- 2.1.1 Schaltnetzanalyse.- 2.1.2 Optimierung.- 2.1.3 Schieberegisterfolgen.- 2.2 Die Aufgabenstellung.- 2.3 Vorarbeiten von anderer Seite und Abgrenzung der Ergebnisse.- 2.3.1 Vorarbeiten zur Bestimmung von Signal- und Fehlerentdeckungswahrscheinlichkeiten.- 2.3.2 Gegenwartiger Stand bei der Optimierung von Eingangswahrscheinlichkeiten.- 3 Fehlerentdeckungs- und Signalwahrscheinlichkeiten.- 3.1 Die Aufgabenstellung und ihre Komplexitat.- 3.2 Die exakte Berechnung von Signalwahrscheinlichkeiten.- 3.3 Schatzung der Signalwahrscheinlichkeiten im Programmsystem PROTEST.- 3.4 Modellierung des Signalflusses.- 3.5 Anwendungen.- 3.5.1 Unterstutzung deterministischer Testerzeugung.- 3.5.2 Berechnung von Testlangen.- 3.6 Behandlung von Redundanz.- 4 Die Bestimmung effizienter Zufallstests.- 4.1 Die Gutefunktion fur den Zufallstest.- 4.2 Eigenschaften der Gutefunktion.- 4.2.1 Zur Konvexitat der Gutefunktion.- 4.2.2 Beispiele fur konvexe und multimodale Gutefunktionen.- 4.3 Zur Auswahl des Optimierverfahrens.- 4.4 Optimierung bezuglich einer Variablen ,.- 4.5 Die Methode des steilsten Abstiegs.- 4.6 Die Methode des zyklischen Abstiegs.- 4.7 Fehlersimulation mit optimierten Zufallmustern.- 4.8 Bemerkungen zur Redundanz.- 5 Anwendungen bei Test-und Synthesealgorithmen.- 5.1 Anforderungen an Pseudozufallsfolgen.- 5.2 Der externe Test mit optimierten Zufallsmustern.- 5.2.1 Testkonfiguration fur den externen Test mit Zufallsmustern.- 5.2.2 Ein Chip zur externen Erzeugung optimierter Zufallsmuster.- 5.2.3 Schaltungscharakteristika beim externen Zufallstest.- 5.3 Der Selbsttest mit optimierten Zufallsmustern.- 5.3.1 Verfahren zur Erzeugung optimierter Zufallsmuster.- 5.3.2 Zusatzbeschaltung fur den Selbsttest mit optimierten Zufallsmustern.- 5.3.3 Mehrkosten fur den Selbsttest mit optimierten Zufallsmustern.- 6 Praktische Ergebnisse.- 6.1 Usntersuchte Schaltungen.- 6.2 Validierung der Schatzergebnisse von PROTEST.- 6.2.1 Die Methode.- 6.2.2 Signalwahrscheinlichkeiten.- 6.2.3 Fehlerentdeckungswahrscheinlichkeiten.- 6.3 Musterzahlen fur optimierte und fur nicht optimierte Eingangswahrscheinuchkeiten.- 6.4 Fehlersimulation mit optimierten und nicht optimierten Mustermengen.- 6.5 Optimierte Mustererzeugung per Hardware.- 1. Der Aufbau von PROTEST.- 2. Beweis der Formel (4.11).- 3. Reduktion deterministischer Testmengen.- 4. Autokorrelation der erzeugten Zufallsfolge.- 5. Beispiele optimierter Eingangswahrscheinlichkeiten.
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