[发明专利]一种基于线性反馈移位寄存器的可控测试向量发生器

说明书

技术领域

本发明属于大规模集成电路的可测性设计技术领域，更为具体地讲，涉及内建自测试的一种基于线性反馈移位寄存器的可控测试向量发生器。

背景技术

随着集成电路设计中门数量的急剧增加，一个大型集成电路的测试向量规模也在快速增长。同时，由于电路系统的时钟频率不断增加，使得集成电路生产出来以后常常很难被测试，往往需要使用十分昂贵的测试仪器和很长的测试时间，而且很难做到全面测试。解决该问题的一个较好方法是使用可测性设计技术，即在集成电路设计的同时考虑它的测试问题，使得集成电路在生产出来以后能够较容易地被测试。内建自测试(Built-In-Self Test)和扫描设计(Scan Design)是两种重要且常用的可测性设计技术。其中内建自测试因其可以提高可测性、可实现全速测试和减少对外部测试设备的依赖而成为可测性设计的主流。

内建自测试技术关键在于测试向量的产生设计，它决定了整个内建自测试方案能否达到所要求的故障覆盖率以及所规定的硬件面积开销、测试时间及其功耗。常见的几种基本硬件测试向量的产生方法如下：

①、用二进制计数器产生

一个二进制计数器可以生成一个穷举的测试向量序列，该测试向量序列几乎可以检查所有的可测性故障，而不会在每个模块中诱发时序逻辑。但是当输入的测试向量序列数量较大时可能会耗费无法接受的测试时间，此时这种类型的测试向量生成器必须分割成较小模块，但是因分割所需增加的硬件开销将会非常昂贵，如果增加的硬件不可能避免在关键时序路径上的话，可能还会影响电路的性能。

②、用ROM存储的测试向量序列产生

这种方法是在芯片上的ROM中保存一个较好的测试向量序列，在测试过程中，存储的测试向量被依次施加到被测电路中，对被测电路进行测试。这种方法虽然适用于任何类型的故障并且有很高的故障覆盖率，但对于一般规模的电路的测试向量通常都是比较大的，需要片上提供足够大的存储空间，因此这种产生方法的应用场合非常有限。

③、用线性反馈移位寄存器产生

使用线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register，简称LFSR)生成伪随机测试向量，这种方法只需要很少的硬件开销且易于实现，是目前首选的测试向量生成方法。但是它产生的伪随机测试向量序列中包含有大量的对检测故障没有贡献的测试向量，经常需要很长的测试向量序列和很长的测试应用时间才能达到较高的故障覆盖率。

④、用线性反馈移位寄存器和ROM相结合的方式产生

使用一个线性反馈移位寄存器产生原始测试向量序列，然后用一个自动测试向量生成程序生成针对线性反馈移位寄存器产生原始测试向量序列漏掉的故障类型的测试向量。这些增加的少量测试向量可以保存在芯片上的一个小ROM中，作为第二个测试阶段嵌入在线性反馈移位寄存器的输出，这样既保证了很高的故障覆盖率，又克服了大容量ROM费用高的问题。但是它的原始测试向量序列中必然包含有对故障不做贡献的测试向量，而且新增的测试向量必将增加整个测试向量序列长度，从而导致测试时间和功耗增加，且该测试向量发生器实现较为复杂。

从上述技术方案，我们可以看出，现有技术中的测试向量的产生方法，硬件开销较大、测试应用时间较长、测试功耗较大、故障覆盖率较低问题仍然没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于线性反馈移位寄存器的可控测试向量发生器，以减小硬件开销，降低测试成本。

为实现上述目的，本发明基于线性反馈移位寄存器的可控测试向量发生器，包括一由n个依次串联D触发器D_1～n和n-1个异或门XOR_1～n-1构成的内接型线性反馈移位寄存器，其特征在于，还包括：