[发明专利]一种面向扫描设计的低功耗LFSR重播种测试压缩方法

说明书

本发明公开一种面向扫描设计结构的低功耗LFSR重播种测试压缩方法，解决了传统LFSR重播种技术带来的过高的测试功耗等问题。基于测试立方块的优化编码算法能够灵活结合任意LFSR重播种方案，可应用于工业级超大规模集成电路和片上系统的内建自测试及其功能验证。基本思路如下：LFSR重播种过程对测试立方中的不确定位进行随机填充，由此引发过高的开关切换率和测试功耗。本发明通过优化编码提高测试立方中相邻位之间的逻辑一致性，有效降低测试功耗；通过减少测试立方中的确定位数目和状态方程个数，降低种子向量求解难度，有效地提高测试数据压缩率，缓解测试存储资源的挑战。

技术领域

本发明属于超大规模集成电路(VLSI)技术领域，具体涉及一种面向扫描设计的低功耗LFSR重播种测试压缩方法。

背景技术

随着微电子技术和半导体工艺进入深亚微米系统时代，超大规模集成电路的工艺尺寸日益缩小和时钟频率不断提高，芯片测试面临着越来越多的挑战。其中越来越数据量和过高的测试功耗是现在面临的主要问题。因此有很多测试压缩方案被提出来减少测试存储和带宽，现有的测试数据压缩技术主要包括编码压缩，广播扫描压缩和基于线性解压结构压缩。与前两种方法相比，基于LFSR重播种技术因为它具有高的测试压缩率和低的硬件开销而被大多数商业工具所采用，如Mentor Graphics公司的TestKompress,Synopsys 公司的SOC BIST和Candence公司的SmartBIST等。

此外，芯片上的功耗密度也在不断增加，芯片在测试时的功耗要高于正常工作时的功耗，这一功耗间隙的宽度随着功能的不断波动在2至5倍之间变化，在某些情况下，测试的峰值工会甚至能达到功能功耗的30倍。虽然LFSR 重播种技术能够实现满意的测试覆盖率和较高的测试压缩率，但是却会引起较高的测试功耗。由于用于测试的测试立方中含有95％-99％的无关位，在LFSR 重播种测试过程中，测试立方中含有大量的无关位被随机填充，因此当它们被移入扫描链中会造成过高的开关活动，进而带来过高的测试功耗。而过多的功耗会带来器件内部温度的骤变，引起器件的损坏，使得可靠性降低，芯片的成品率损失和测试吞吐量降低，从而降低芯片的工作性能。为此本发明针对LFSR重播种过程中造成较高的测试功耗的问题，以及如何降低LFSR级数和提高编码效率，提出了一种面向扫描设计的低功耗LFSR重播种测试压缩技术的测试方案。它的整体思想是以提高LFSR重播种的压缩效率和降低测试功耗为目标，先将测试立方分成不同类型等长的数据块，然后根据数据块的类型进行优化编码，在将优化编码后的测试立方求解成种子向量，在芯片测试时，种子向量被自动的加载到LFSR解压电路中，生成和原测试立方相兼容的测试模式。该方案在不影响故障覆盖率的前提下，不仅能够降低移位功耗，而且能够大大减少测试立方中的确定位，提高测试压缩效率，而且能够降低 LFSR的硬件开销。

发明内容

本发明的目的在于针对LFSR播种过程中产生的测试模式在扫描过程中产生过度频繁的开关活动，导致较高的测试功耗问题，提供一种面向扫描设计的低功耗LFSR重播种测试压缩方法，对ATPG产生的测试立方进行低功耗优化分块编码，据此建立状态转移方程组，利用高斯约旦消除来求解LFSR种子向量。该编码技术能够结合任意LFSR重播种方案，有效降低测试数据容量和测试功耗。

本发明具体包括如下内容：

1.基于测试立方块的优化编码技术

1.1为了减少测试立方中的确定位数目，提高测试立方相邻位之间的逻辑一致性，本发明采用优化编码技术对测试立方进行分块处理。在编码之前，将测试立方分成等长的数据块，对0兼容块、1兼容块、不兼容块和无关块这四种数据块类型分别采用0、0、1、X保持标记位进行标识。

1.2为了进一步减少测试立方中的确定位个数，本发明采用标记位对测试立方块进行分类处理，将标记位相兼容的测试立方重新排序，归类成为一个保持隔离组。

1.3将不同的保持隔离组的标记位进行更新处理，更新位为1/0表示保持隔离组中的标记位需要/不需要被加载一次到扫描链中。