[发明专利]基于单双跳变的低功耗确定性BIST及种子压缩方法

权利要求书

1.一种基于单双跳变的低功耗确定性BIST装置，包括状态机，n/2个单双跳变单元SDIC，长度为n/2+1位串行移位寄存器，减法计数器、存储器及被测电路，其中n为测试向量集的测试宽度；所述状态机设有5个输入数据端口，分别是CLK、start、reset、feedback及ROM数据输出，另外，状态机还设有5个输出信号端口，分别是SEED_BIT[n/2-1:0]、sel、ini_val、load和ROM读取控制信号；所述n/2个单双跳变单元SDIC中的每个SDIC单元设有4个输入端口，分别是SEED_BIT、CE、sel及clk，另外，还设有2个输出端口，分别是Q1和Q2；所述长度为n/2+1位串行移位寄存器，是由n/2个DFFR寄存器和1个DFFS寄存器串行连接所构成；所述减法计数器设有3个输入端口，分别是load、ini_val和dec_en，另外，还设有2个输出端口，分别是feed_back和shift_en，其特征在于：所述状态机中的输出端口load及ini_val分别与减法计数器中的输入端口load及ini_val相连，所述状态机中的输出端口sel及SEED_BIT[n/2-1:0]分别与n/2个单双跳变单元SDIC中的每个SDIC单元输入端口sel及SEED_BIT相连，所述状态机中的输出端口ROM读取控制信号与存储器中输入端口的ROM读取控制信号相连，所述状态机中的输入端口ROM数据输出及feedback分别与储器中输出端口ROM数据输出及减法计数器中的输出端口feed_back相连，所述状态机中的输入端口CLK分别与n/2个单双跳变单元SDIC中的每个SDIC单元输入端口clk相连，所述DFFS寄存器输出端口与第1个DFFR寄存器输入端口相连，最后一个DFFR寄存器输出端口与减法计数器输入端口dec_en相连，所述减法计数器输出端口shift_en及时钟输入信号CLK与与门输入端相连，与门输出端分别与n/2个DFFR寄存器和1个DFFS寄存器时钟输入端相连，所述n/2个DFFR寄存器输出端口分别与n/2个单双跳变单元SDIC中输入端口CE相连，所述n/2个单双跳变单元SDIC中输出端口Q1、Q2分别与被测电路输入端相连。

2.根据权利要求1所述一种基于单双跳变的低功耗确定性BIST装置，其特征在于：所述每个SDIC单元包括触发器dff1、dff2、异或门以及与门，所述触发器dff1的输出端Q1及SDIC单元输入端口sel分别与异或门输入端相连，所述异或门输出端与触发器dff2输入端口D2相连，所述触发器dff2输出端口Q2反向与触发器dff1输入端口D1相连，所述SDIC单元输入端口clk、SEED_BIT及CE分别与与门输入端相连，其输出端分别与触发器dff1、dff2中的输入端口clk相连。

3.根据权利要求1所述一种基于单双跳变的低功耗确定性BIST装置的种子压缩方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、初始化，基于被测电路，使用Altanta工具生成确定性测试集Tpx，将000..0作为确定性种子deter_seed；设置SEED_BIT[n/2-1:0]为00..0,sel为1，其中n为测试向量集的测试宽度，初始化向量集All_pat,candi_seed_set和hm_dis_set；

步骤2、压缩与确定性种子完全相容的测试向量，具体包括以下子步骤：

(a)从确定性测试集Tpx中挑选出与确定性种子完全相容的目标向量，将它们从Tpx中删除；与确定性种子完全相容的测试向量是由确定性种子经过轮流的k次单跳变产生的，(m-1)*n/2<k<＝m*n/2，m按照有效的最小原则选取，0<m<＝4，n为测试向量集的测试宽度；

(b)记录最大的m值为M，用M-1作为2-bit减法计数器的初始值，基于确定性种子，模仿测试向量生成器通过轮流的M*n/2次单跳变生成M*n/2个确定性测试向量，保存到All_pat测试集中；将All_pat的最后一个向量设为stop_pat；

步骤3、选择并确定下一个确定性种子，具体包括以下子步骤：

(a)、从Tpx中挑出满足如下其中一个条件的测试向量：

条件1、该向量是基于deter_seed通过p次双跳变产生，p<n/2，n为测试向量集的测试宽度；

条件2、该向量是基于deter_seed通过p次双跳变和轮流的k次单跳变产生，其中，(m-1)*n/2<k<＝m*n/2，m按照有效的最小原则选取，0<m<＝4，p<n/2，n为测试向量集的测试宽度；

如果向量满足条件2，则将该向量转换成与deter_seed仅相邻p次双跳变的中间向量，将满足条件1的向量和满足条件2转换的中间向量保存到候选种子集合candi_seed_set当中；

(b)判断candi_seed_set集合是否为空，若为空，则将Tpx集合内的所有向量全部保存到candi_seed_set当中；

(c)采用x指定方法从candi_seed_set选择并确定新的deter_seed，首先，判断candi_seed_set是否为空；若为空，则子步骤(c)结束；否则从candi_seed_set中选取一个候选种子pat_i，将pat_i从candi_seed_set中删去；其次，按照SDIC顺序选取第j个SDIC的值，即pat_i(2*j-1:2*j)，其中0<j<＝n/2,n为测试向量集的测试宽度；判断pat_i(2*j-1:2*j)中是否含有x；若含有x，指定pat_i(2*j-1:2*j)的值与stop_pat(2*j-1:2*j)的值完全相同，否则完全取反；指定结束后，选取并指定第j+1个SDIC的x值，如此循环下去，直到所有的SDIC中都没有x为止；指定结束后，计算新的pat_i与stop_pat之间的汉明距离，按照公式(1)进行处理，并将计算结果保存到hm_dis_set中去；

仿照上述流程，选取并指定下一个候选种子中的x值，计算它与stop_pat的汉明距离，追加到hm_dis_set当中；如此循环下去，直到candi_seed_set为空为止；最后，选择hm_dis_set中最小的值对应的候选种子作为deter_seed，清空hm_dis_set；

(d)根据新的deter_seed和stop_pat的值得出对应的SEED_BIT[n/2-1:0]和sel的值，其中n为测试向量集的测试宽度；基于stop_pat,SEED_BIT[n/2-1:0]和sel的值，模拟测试向量生成器通过单/双跳变生成deter_seed，将这过程中生成的测试向量追加到All_pat当中；

步骤4、将All_pat读入到Altanta工具当中，生成对应的故障覆盖率和新的确定性测试集Tpx，这个测试集中所覆盖的故障点是All_pat中还未覆盖到的，仍需要压缩；之后清空All_pat集合并判断Tpx是否为空，若Tpx不为空，则进入步骤2，重复上述循环；否则跳出循环，结束该种子压缩方法。