CN104467869A

CN104467869A - 一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法

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Publication number: CN104467869A
Application number: CN201410653117.XA
Authority: CN
Inventors: 吴海峰; 程一飞; 詹文法; 吴琼; 朱世娟
Original assignee: Anqing Normal University
Current assignee: Shanghai Taiyu information technology Limited by Share Ltd
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: CN104467869B

Abstract

本发明公开了一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法，将测试集中的向量按照确定位数量递减的顺序排序。选取排序后的测试集中第一个向量为种子，生成折叠集。将测试集中的向量与折叠集中向量进行比较，若C_j为确定位的位，V_i中与之对应位置的位的值为无关位或者相同的确定位或若C_j中值为无关位的位，V_i中与之对应位置的位的值也为无关位；则将向量V_i从测试集中删除。重复以上过程，直到测试集为空，则得到的种子集S为测试数据T经压缩对应的结果。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用非侵入式的测试数据压缩方法，不改变被测试的电路结构，不改变电路中的扫描链的结构，使用种子集覆盖整个测试集，提高压缩率，降低测试功耗，缩短测试应用时间。

Description

一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法

技术领域

本发明涉及集成电路测领域中外建自测试方法中的测试数据压缩方法，尤其涉及的是一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法。

背景技术

根据摩尔定律，集成在一块半导体芯片上的晶体管数量约每18至24个月翻一番。SoC的集成度越来越高，使得芯片体积越来越小，制造成本不断降低，系统的性能大大提高。但是，另一方面却给芯片的测试带来很多的问题。芯片中晶体管的数目成指数倍增长，IC的集成度越来越高，使得测试复杂度越来越高。电路中的连线和晶体管数目巨大，且制作工艺十分复杂，使得电路中可能产生的故障数目大且种类繁多，再加上电路外部端口数有限，因而使得测试生成越来越困难。电路中最长的扫描链的长度和大量的测试数据将会导致测试应用时间长。测试功耗增加会引起很多问题，比如IC的可靠性降低，产品的成本增加，性能验证更加困难，移动设备的便携性降低，严重时甚至可能烧毁芯片。测试数据量非常巨大，自动测试设备(AutomaticTestEquipment，ATE)测试仪的时钟频、引脚、存储容量都有限，使得ATE测试费用昂贵。当IP核嵌入到电路中后，受芯片封装引脚数的限制，电路中芯核的输入输出端口通常不能直接和电路引脚相连，使得测试访问越来越困难。

测试数据压缩技术能有效地减少测试数据量，一方面可以降低测试功耗，另一方面可以减少测试引脚数目，缩短测试应用时间，节约 ATE测试成本。它将预先计算的测试数据，经过压缩后存储在ATE中，然后移入芯片，利用片上解压器进行解压，还原成原始测试数据。目前，测试数据压缩技术主要分为两大类：内建自测试(Built-InSelf-Test,BIST)和外建自测试(Built-OutSelf-Test,BOST)。

内建自测试，在电路内部建立测试生成、施加、分析和测试控制结构，使得电路能够测试自身。内建自测试电路一般包括：测试生成电路(激励)、数据压缩电路、比较分析电路、理想结构存储电路(ROM)和测试控制电路。内建自测试克服了传统测试方法的缺点，如：测试生成过程长、测试施加时间长、测试成本高、测试复杂度高，广泛用于集成电路可测试性设计中。

外建自测试，将测试向量移到离线的ATE上，通过数据压缩来减少存储体积和测试时间，再利用芯片上的解压器对压缩后的数据进行还原。主要分为测试集紧缩(TestSetCompaction，TSC)和测试数据压缩(TestDataCompression，TDC)两类。测试集紧缩，利用测试立方中含有大量无关位的特点对测试立方进行紧缩。优点在于不需增加额外的硬件开销，缺点在于其非模型故障的覆盖率受到影响。测试数据压缩，将无损压缩的测试数据存入ATE，再利用芯片上的解压结构还原成原始数据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法，包括如下步骤：

A、向量排序

将测试集T中的向量V_i根向量V_i中的确定位进行统计,并按照确定位的数量递减的顺序,对测试集T中的向量V_i进行排序；

B、生成折叠集

选取排序后的测试集T中第一个向量V_i为种子，根据二分对称折叠方法，生成折叠集C，并将V_i放入种子集S，且将V_i从测试集T中删除；

C、根据匹配的折叠集对测试集T进行压缩

将测试集T中的每个向量V_i与生成的折叠集C中的向量C_j进行比较，若向量V_i与折叠集中的某向量C_j满足如下两个条件

①若C_j中值为确定位的位，V_i中与之对应位置的位的值为无关位或者相同的确定位；

②若C_j中值为无关位的位，V_i中与之对应位置的位的值也为无关位；

则将向量V_i从测试集T中删除；

D、重复步骤B、C，直到测试集T为空，则得到的种子集S为测试数据T经压缩对应的集合。

作为上述方案的进一步优化，步骤B中的二分对称折叠方法：

B1、将种子向量划分成等长的首部和尾部，N位的种子向量划分为位的首部和位的尾部；

B2、再按以下规律进行翻转，①依次对称翻转第1位至第N/2位，接着依次对称翻转第位至第2位，种子向量对应位的值为1、0和X经翻转分别对应为0、1和X；②重复步骤①，直到翻转后的向量为种子向量。

作为上述方案的进一步优化，步骤B2中的对称翻转：将首部的第i位翻转之后，再将尾部的第i位进行翻转，这个过程称之为对称翻转，每次对称翻转将产生两个向量。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法，基于折叠计数器的集成电路测试数据压缩，压缩效果好，是一种低成本、高质量的柔性BIST方案。采用非侵入式的测试数据压缩方法，不改变被测试的电路结构，尤其是不改变电路中的扫描链的结构，使用尽可能少的种子来覆盖整个测试集，以期进一步提高压缩率，降低测试功耗，缩短测试应用时间。

附图说明

图1是本发明的一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法的流程图。

图2是本发明的优选实施例的一种专门解码单元的解压电路框图。

图3是本发明的优选实施例的一种专门解码单元的译码器的电路原理图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法，包括如下步骤：

A、向量排序

B、生成折叠集

选取排序后的测试集T中第一个向量V_i为种子，根据二分对称折叠集生成方法，生成折叠集C，并将V_i放入种子集S，且将V_i从测试集T中删除；

C、根据匹配的折叠集对测试集T进行压缩

则将向量V_i从测试集T中删除；

步骤B中的二分对称折叠集生成方法：

步骤B2中的对称翻转：将首部的第i位翻转之后，再将尾部的第i位进行翻转，这个过程称之为对称翻转，每次对称翻转将产生两个向量。

设初始种子为第i位X_i翻转后记为再次翻转后即为X_i。对N位种子，利用二分对称折叠生成折叠集合，具体参见表1的N位二分对称折叠集的生成时序表。

表1：N位二分对称折叠集的生成时序表

通过观察表1可知，长度为N的种子向量可以嵌入4N-8个向量，每生成一个新的向量只需翻转1位。

本发明的优选实施例，将测试集T＝{1X0X01，0X1000，11X1XX，010001，X00111，1011X0，0X1X1X，0X001X，…}，使用本发明的二分对称折叠技术的测试数据压缩方法进行压缩：

(1)向量排序

将测试集T中的向量V_i根向量V_i中的确定位进行统计,并按照确定位的数量递减的顺序,对测试集T中的向量V_i进行排序，得到T＝{010001，0X1000，X00111，1011X0，1X0X01，0X001X，11X1XX，0X1X1X，…}。

(2)选取测试集中的第一个向量010001为种子，使用二分对称折叠技术，生成折叠集C＝{010001，110001，110101，100101，100111，101111，101110，111110，111100，011100，011000，001000，001010，000010，000011，010011}，将010001放入种子集S，S＝{010001}，并从T中删除，对应得到T为{0X1000，X00111，1011X0，1X0X01，0X001X，11X1XX，0X1X1X，…}；

(3)将测试集中的每个向量与生成的折叠集进行比较，若向量V_i与折叠集中的某个向量C_j满足如下两个条件，：①C_j中值为确定位的位，V_i中与之对应位置的位的值为无关位或者相同的确定位；②C_j中值为无关位的位，V_i中与之对应位置的位的值也为无关位；则将向量V_i从测试集T中删除，此时比对删除后对应T为{…}。

(4)重复步骤(2)(3)，直到T为空，则得到的种子集S＝{010001，…}即为测试数据T经压缩对应的结果。

本发明针对6位种子对应二分折叠技术生成折叠集的优选实施例，设计了一个专用解码单元，参见图2和图3，该专用解码单元包括译码器、扫描触发器和二选一组。译码器根据折叠计数器的翻转位序序列来确定，采用简单的组合逻辑实现翻转。当某个或门高电平时，对应扫描触发器翻转。当播种选择信号生效时，将种子移入扫描触发器。译码器根据翻转选择信号来确定依次翻转的位序，采用简单的组合逻辑实现翻转。当某个或门高电平时，对应扫描触发器翻转，生成相应的测试向量。本发明采取并行方式进行解压，可以很大程度上提高测试效率。

上述优选实施例中的种子010001，对二分对称折叠技术的专用解码单元的工作原理：

(1)当播种选择信号为高电平时，在二选一组的作用下，扫描触发器被连接为移位寄存器，种子010001移入扫描触发器，此时{D₁D₂D₃D₄D₅D₆}＝{010001}。

(2)首先，翻转选择信号I₁I₂I₃的初值为000，下一个时钟控制下，经过译码器电路的作用，{O₁O₂O₃O₄O₅O₆}＝{100000}，第一个或门高电平，使得第一个扫描触发器D₁翻转，此时{D₁D₂D₃D₄D₅D₆}＝{110001}。

(3)下一个时钟控制下，翻转选择信号{I₁I₂I₃}的值变为001，经过译码器电路的作用，{O₁O₂O₃O₄O₅O₆}＝{000100}，第四个或门高电平，使得第四个扫描触发器D₄翻转，此时{D₁D₂D₃D₄D₅D₆}＝{110101}。

(4)同理，当翻转选择信号{I₁I₂I₃}在时钟控制下的值依次为010，011，100，101，110，111，O₁O₂O₃O₄O₅O₆的值依次为010000，000010，001000，000001，010000，000010，D₁D₂D₃D₄D₅D₆的值依次为100101，100111，101111，101110，111110，111100。

(5)重复执行步骤(2)(3)(4)一次，得到D₁D₂D₃D₄D₅D₆的值依次为011100，011000，001000，001010，000010，000011，010011，010001。此时，D₁D₂D₃D₄D₅D₆的值与种子的值相同，解压结束。使用上述的二分对称折叠技术，生成折叠集C＝{010001，110001，110101，100101，100111，101111，101110，111110，111100，011100，011000，001000，001010，000010，000011，010011}。

本实施例中的测试集T＝{010001，0X1000，X00111，1011X0，1X0X01，0X001X，11X1XX，0X1X1X，…}利用本发明的二分对称折叠技术的测试数据压缩方法对应压缩为{010001，…}。采用非侵入式的测试数据压缩方法，不改变被测试的电路结构，尤其是不改变电路中的扫描链的结构，使用尽可能少的种子来覆盖整个测试集，以期进一步提高压缩率，降低测试功耗，缩短测试应用时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、向量排序

将测试集T中的向量V_i根据向量V_i中的确定位进行统计,并按照确定位的数量递减的顺序,对测试集T中的向量V_i进行排序；

B、生成折叠集

C、根据匹配的折叠集对测试集T进行压缩

则将向量V_i从测试集T中删除；

2.根据权利要求1所述的一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法，其特征在于：步骤B中的二分对称折叠方法：

3.根据权利要求2所述的一种二分对称折叠技术的测试数据压缩方法，其特征在于：步骤B2中的对称翻转：将首部的第i位翻转之后，再将尾部的第i位进行翻转，这个过程称之为对称翻转，每次对称翻转将产生两个向量。