CN105577192A - 数字集成电路中测试数据的编码压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，步骤包括：生成确定的完全测试集T；将所有测试向量级联记为S；填充无关位，统计游程长度，将无关位全部填充为0，按照0游程统计游程长度，得到游程长度序列R；取游程长度序列R的前n位，在第一位游程长度后添加一个小数点，将n位游程长度序列转换成游程长度序列小数f；查找最佳有理渐近分数x/y，使得x/y＝f：编码，记录其对应分子x和分母y，将x，y按偶数位标记编码即为对应编码；将游程长度序列R除去前n位，若不为空，重复执行步骤d、e和f，否则，编码结束。本发明的优点在于直接通过计算即可将测试集对应的游程长度序列转换为最佳有理渐近分数。

Description

数字集成电路中测试数据的编码压缩方法

技术领域

本发明涉及一种编码压缩方法，尤其是数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，属于集成电路测试技术，特别是对系统芯片(System-on-a-Chip,SoC)的外建自测试(Built-OutSelf-Test,BOST)方法中测试数据压缩方法。

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，如：测试数据的量呈指数倍增长，测试复杂度越来越高，测试功耗越来越大，测试应用时间越来越长等。

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。

常见的测试数据压缩技术有：测试集紧缩技术、编码压缩技术、线性压缩技术等。

测试集紧缩(TestSetCompaction)技术运用自动测试模式生成算法，对部分确定的测试向量实行紧缩，以达到减少测试数据量的目的。通常它不需要额外的硬件投资，测试集紧缩的结果将使得用于芯片测试向量数目的减少，它的不利之处在于其非模型故障的覆盖率要受到影响。

编码压缩技术就是压缩预先计算的测试集T_D，而得到比T_D小的测试集T_E，并将其存储在ATE的存储器中。测试应用时，利用芯片上的硬件，解压存储在ATE中的T_E而还原得到T_D，再将其应用到被测电路。由于只需传输最终压缩后的编码数据，因而更能节省测试时间，并可有效降低对ATE数据传输带宽的要求。编码压缩技术的优点是在不降故障覆盖率的情况下，降低了对ATE性能的要求，能有效地保护知识产权，其被测芯片上的解压模块可以重用。但确定的测试数据的理论极限(熵)是确定的，编码压缩的效果不可能超过其理论极限(熵)。

线性压缩技术通过线性方程的扩展来实现解码过程。Koenemann首次提出利用LFSR将种子解码成扫描测试向量，它的压缩效果受到Smax的限制，其中Smax为测试集中向量包含确定位的最大位数。Baryraktaroglu利用外部ATE通道驱动XOR网络实现解码过程，它的压缩效果和解压结构受到不同扫描切片数量的约束。伊利诺伊大学香槟分校的研究人员首先提出Illinois扫描结构，它采用一个外输入来驱动多条内部扫描链。然而，无论是LFSR、XOR网络，还是Illinois扫描结构，都存在一定的线性相关性，可能造成向量的不编码性，虽然可以在ATPG中加入相应约束来保证向量的可编码性，但结果往往会增加测试向量的个数，不利于测试数据压缩和测试时间的减少，同时解压结构依赖确定测试集的特征，因此测试移植性不强。

其中，编码压缩技术具有如下优点：采用的是无损压缩，不影响故障覆盖率；解压结构独立于被测电路，可以有效地保护IP核的知识产权；特别适用于不支持BIST的CUT，应用性更广泛。因此，被广泛应用。

中国发明专利201410640849.5提出一种基于变长-变长的动态字典编码压缩方法，公开了一种字典编码压缩技术，利用最简分数展开后的二进制形式实现对测试数据的压缩，编码时只需存储分子、分母和相容长度，解码时无需存储字典，通过计算得出原始测试数据。

这种编码方法需要首先建立字典，然后逐条比较所有条目后找出一个局部压缩率最大的，对其索引进行编码。然而，建立字典的大小难以把握，太大则逐条比较时耗时过长，太小则不能得到最佳结果；压缩时需要跟字典的每一条目比较一次，要耗费大量时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，将测试数据转换成小数后，直接通过计算找到对应的最佳有理渐近分数，避免了建立字典和逐条比较的过程。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，步骤包括：

a、生成确定的完全测试集T；

b、将所有测试向量级联，即将一个向量的尾部接另一个向量的首部，记为S；

c、填充无关位，统计游程长度，将无关位全部填充为0，按照0游程统计游程长度，得到游程长度序列R；

d、取游程长度序列R的前n位，在第一位游程长度后添加一个小数点，将n位游程长度序列转换成游程长度序列小数f；

e、查找最佳有理渐近分数x/y，使得x/y＝f：

f、编码，记录其对应分子x和分母y，将x，y按偶数位标记编码即为对应编码；

g、将游程长度序列R除去前n位，若不为空，重复执行步骤d、e和f，否则，编码结束。

进一步地，a：完全测试集T采用自动测试模式生成工具ATPG生成。

进一步地，c：若游程长度大于等于9时，进行游程切分，即测试字段000000000的游程长度为9。

进一步地，d：n为整数，取8至20，逐步增大n，直至压缩率不再增加，即获得最终n的数值。

进一步地，查找最佳有理渐近分数x/y，使得x/y＝f的步骤包括：

1)取a＝f*10^n-1，b＝10^n-1；

2)依次记为c₁，c₂，…，c_m，d＝a％b；

3)令a＝b，b＝d；

4)重复执行步骤2)和3)，直到d＝0或者c_m+1>>10，转步骤5)；

5)取e₁＝c_m，e₂＝c_m*c_m-1+1；6)依次按规律计算：e_i＝c_m+1-i*e_i-1+e_i-2，i＝3，…，m；7)取x＝e_m，y＝e_m-1，则x/y＝f。

本发明的有益效果：

直接通过计算即可将测试集对应的游程长度序列转换为最佳有理渐近分数，压缩时，直接通过计算即可得到游程序列小数对应的最佳有理渐近分数，无需建立字典和逐条查找，效率高；解压时，通过简单计算即可还原原始测试数据，解压结构简单。

具体实施方式

下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，将测试数据转换成小数后，直接通过计算找到对应的最佳有理渐近分数，避免了建立字典和逐条比较的过程。

为了方便描述，举一例进行说明。不失一般性，设原始测试集T＝{10X0X10X，010XXX01，001XX00X，1X10XX00，X0100XX0，0XX0XXX0，00X0100X，0010X000，X101010X，0X0101…}，将其级联后，无关位填充为0，得到的数据流为：100001000100000100100000101000000010000000000000000010000010000001010100000101…，按0游程编码后得到游程长度序列R＝0435251798561151…(000000000000000001的游程长度为17，切分为000000000和000000001，游程长度分别为9和8)，取n＝16，在第一位数字后添加小数点后得到游程长度序列小数f＝0.435251798561151。1)取a＝f*10^n-1＝435251798561151，b＝10^n-1＝10¹⁵；2)d＝a％b＝435251798561151；3)令a＝b，b＝d，则a＝10¹⁵，b＝435251798561151；4)重复执行步骤2)和3)，依次得到c₂＝2，c₃＝3，c₄＝2，c₅＝1，c₆＝3，c₇＝2，c₈＝1，c₉＝163505559188，此时有c₉>>10，转步骤5)；5)取e₁＝c_m＝1，e₂＝c_m*c_m-1+1＝3；6)依次按规律计算：e_i＝c_m+1-i*e_i-1+e_i-2，i＝3，…，m，得到e₃＝10，e₄＝13，e₅＝36，e₆＝121，e₇＝278，e₈＝121；7)取x＝e₈＝121，y＝e₇＝278，则121/278＝0.435251798561151，所以对测试集T前78位的存储就可以转化为对分子121、分母278的存储。

本发明，数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，不直接存储游程长度的代码字，而是将游程长度序列的规律存储为形如x/y(其中x，y都是整数)的最佳有理渐近分数，具体步骤为：

a、采用自动测试模式生成工具ATPG，生成确定的完全测试集T。

b、将所有测试向量级联，即将一个向量的尾部接另一个向量的首部，记为S。

c、填充无关位，统计游程长度。将无关位全部填充为0，按照0游程统计游程长度，得到游程长度序列R。当游程长度大于等于9时，进行游程切分，即测试字段000000000的游程长度为9。

d、取游程长度序列R的前n位，在第一位游程长度后添加一个小数点，将n位游程长度序列转换成游程长度序列小数f。其中，n为整数，其值可根据实际情况进行调整。n为整数，通常取8至20，逐步增大n，直至压缩率不再增加，即获得最终n的数值

e、查找最佳有理渐近分数x/y，使得x/y＝f。1)取a＝f*10^n-1，b＝10^n-1；2)依次记为c₁，c₂，…，c_m，d＝a％b；3)令a＝b，b＝d；4)重复执行步骤2)和3)，直到d＝0或者c_m+1>>10，转步骤5)；5)取e₁＝c_m，e₂＝c_m*c_m-1+1；6)依次按规律计算：e_i＝c_m+1-i*e_i-1+e_i-2，i＝3，…，m；7)取x＝e_m，y＝e_m-1，则x/y＝f。

f、编码。记录其对应分子x和分母y，将x，y按偶数位标记编码即为对应编码。

g、将游程长度序列R除去前n位，若不为空，重复执行步骤d、e和f，否则，编码结束。

本发明，数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，直接通过计算即可将测试集对应的游程长度序列转换为最佳有理渐近分数，压缩时，直接通过计算即可得到游程序列小数对应的最佳有理渐近分数，无需建立字典和逐条查找，效率高；解压时，通过简单计算即可还原原始测试数据，解压结构简单。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，其特征在于，步骤包括：

a、生成确定的完全测试集T；

b、将所有测试向量级联，即将一个向量的尾部接另一个向量的首部，记为S；

c、填充无关位，统计游程长度，将无关位全部填充为0，按照0游程统计游程长度，得到游程长度序列R；

d、取游程长度序列R的前n位，在第一位游程长度后添加一个小数点，将n位游程长度序列转换成游程长度序列小数f；

e、查找最佳有理渐近分数x/y，使得x/y＝f：

f、编码，记录其对应分子x和分母y，将x，y按偶数位标记编码即为对应编码；

g、将游程长度序列R除去前n位，若不为空，重复执行步骤d、e和f，否则，编码结束。

2.根据权利要求1所述的数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，其特征在于，a：完全测试集T采用自动测试模式生成工具ATPG生成。

3.根据权利要求1所述的数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，其特征在于，c：若游程长度大于等于9时，进行游程切分，即测试字段000000000的游程长度为9。

4.根据权利要求1所述的数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，其特征在于，d：n为整数，取8至20，逐步增大n，直至压缩率不再增加，即获得最终n的数值。

5.根据权利要求1所述的数字集成电路中测试数据的编码压缩方法，其特征在于，查找最佳有理渐近分数x/y，使得x/y＝f的步骤包括：

1)取a＝f*10^n-1，b＝10^n-1；

2)依次记为c₁，c₂，…，c_m，d＝a％b；

3)令a＝b，b＝d；

4)重复执行步骤2)和3)，直到d＝0或者c_m+1>>10，转步骤5)；

5)取e₁＝c_m，e₂＝c_m*c_m-1+1；6)依次按规律计算：e_i＝c_m+1-i*e_i-1+e_i-2，i＝3，…，m；7)取x＝e_m，y＝e_m-1，则x/y＝f。