CN112073069B - 一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法，包括如下步骤：将测试向量集划分为一个个游程分段，形成初始游程集；针对初始游程集中只包含确定位的游程的长度值进行聚类分析，获得N个参考值；根据N个参考值和与无关位相邻的确定位对无关位进行赋值，形成游程集；根据参考值设计代码字；将游程集中的游程与N个参考值分别作差，取绝对值最小的值作为相对游程，并根据代码字的设计方式，完成对该游程的编码，获得相对游程编码；依次完成游程集中所有游程的编码，将获取的参考值与相对游程编码作为压缩后的测试向量集存储到测试设备中，以备完成具体的测试需求。本发明所公开的方法能够获得更好的压缩效果，具有更广泛的适用范围。

Description

一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法
技术领域
本发明属于集成电路测试领域，特别涉及一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法。
背景技术
随着集成电路复杂度的日益提高，尤其是超大规模集成电路和系统级芯片(System-on-a-Chip，SoC)的出现，使得集成电路的管脚数目与故障点急剧增加，导致用于检测这些故障的测试向量也成倍增长。如何使用尽可能少的硬件资源来处理这些测试向量，已成为当今集成电路测试面临的重大问题。
集成电路产业发展迅速，电路芯片的复杂度不断提高，测试难度和成本迅速增加，而测试设备的传输带宽和存储能力的增长却相对有限。二者之间的矛盾导致测试成本提高、测试时间增加。为了缓解测试数据急速增长的压力，通常行之有效的方法是采用压缩技术对测试数据进行压缩。
针对测试向量的压缩，既希望得到较高的压缩率，同时需要保证不丢失原始测试向量的信息。最为常用的压缩方式是采用基于编码的无损压缩方法，测试向量编码压缩按照编码的原理可分为统计编码和游程编码两大类，而游程编码由于编码简单的特点在编码技术中应用最为广泛。游程压缩编码(Run-Length)是一种非常简单的无损压缩编码方法，其基本原理为将数据流中连续出现的数据(称为游程)用该数据以及它连续出现的个数来表示。基本的游程编码直接采用基于游程本身的长度设计代码字，代码字不仅较多且平均长度较大，导致对测试向量的压缩率不高。因此需要对代码字进行优化，简单有效的方法是对原始游程长度按照特定规则进行处理，使用数值更小的相对游程来设计代码字，从而进一步提高压缩率。
相对游程长度编码方案仅需编码相对游程长度，即编码当前游程与所选参考值的差值，缩短待编码游程长度，减少对应代码字长度，提高压缩率。相对游程的设计方案有两种：当前游程与前一游程长度的差值作为相对游程；在编码之前寻找一个参考值(例如中位数、平均数、众数等)，将各游程长度与所取参考值进行作差得到相对游程编码。
通过试验分析可知，这两种相对游程的设计方法仅适用于部分测试向量集。以相邻游程的差值作为相对游程，适用于测试向量集中游程长度相差较小的情况；基于某一参考值进行作差得到相对游程，适用于游程长度分布接近正态分布的情况。而当测试向量存在大量长度较短的游程或不规律游程段相对较多时，都难以得到较好的压缩效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法，以达到能够获得更好的压缩效果，具有更广泛的适用范围的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法，包括如下步骤：
(1)测试向量集预处理：将测试向量集划分为一个个游程分段，形成初始游程集；
(2)游程长度聚类分析：针对初始游程集中只包含确定位的游程的长度值进行聚类分析，获得N个参考值，将参考值进行单独存储，并将参考值设定一个二进制值来表示；
(3)无关位赋值：根据N个参考值和与无关位相邻的确定位对无关位进行赋值，保证赋值后的游程长度分别与N个参考值中的某一个相近，将初始游程集中的所有游程进行处理，形成游程集；
(4)根据参考值设计代码字：代码字由二进制值来表示；
(5)相对游程获取：将游程集中的游程与N个参考值分别作差，取绝对值最小的值作为相对游程，并根据代码字的设计方式，完成对该相对游程的编码，获得相对游程编码；
(6)完成测试向量集的编码：依次完成游程集中所有游程的编码，将获取的参考值与相对游程编码作为压缩后的测试向量集存储到测试设备中，以备完成具体的测试需求；
(7)测试过程：将压缩后的测试向量集传输给解压电路进行解压，根据代码字的设计方式进行解压，获得完整测试向量集，最后将完整测试向量加载到待测电路上完成测试。
上述方案中，步骤1中的初始游程集中包括：0游程、1游程、01交替游程和10交替游程四种类型。
上述方案中，步骤2的聚类分析采用K近邻聚类算法。
上述方案中，步骤2中的N选择2的自然数次幂。
上述方案中，步骤4中，代码字由参考值代码、游程类型、差值的正负位、差值的绝对值组成。
上述方案中，步骤7中的解压方法如下：首先由参考值、差值的正负位和差值的绝对值计算得到游程长度，再根据游程类型得到完整测试向量，完成解压。
通过上述技术方案，本发明提供的一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法首先通过对测试向量确定位游程长度进行聚类分析，自适应的获取参考值，而后基于参考值对测试向量中的无关位进行分别赋值，最后以这些参考值与所有游程的差值作为相对游程。
本方法能够通过聚类算法尽可能地提取出测试向量集自身所蕴含的内在规律，有效缓解测试向量集因短游程过多、游程长度分布规律不明显所造成的负面影响，因此相对于其他的相对游程获取方法，本方法具有更广泛的适用范围，能够获得更优的压缩效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所公开的一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法，如图1所示，具体实施例如下：
(1)测试向量集预处理：将测试向量集划分为一个个游程分段，形成初始游程集。初始游程集包含可能含有无关位的多种游程，包括常规的0游程和1游程，同时针对可能存在的交替游程，增加01交替游程和10交替游程；
(2)游程长度聚类分析：针对初始游程集中只包含确定位的游程的长度值进行聚类分析(例如可采用K近邻聚类算法)，获得N个参考值(N可选2的自然数次幂，同时尽量取较小的值，以减少运算量)，将参考值进行单独存储，并将参考值设定一个二进制值来表示，例如有四个参考值，则对应代码为：00,01,10,11；
(3)无关位赋值：根据N个参考值和与无关位相邻的确定位对无关位进行赋值(当无关位较短时，与前面的相邻位或后面的相邻位组合成一个游程；当无关位较长时，按照参考值对其进行分段，形成多段游程)，保证赋值后的游程长度分别与N个参考值中的某一个相近。将初始游程集中的所有游程进行处理，形成游程集；
(4)根据参考值设计代码字：代码字由二进制值来表示，相对游程编码为：参考值代码+游程类型+差值的正负位+差值的绝对值，不包含参考值代码的相对游程长度编码表如表1所示，其中差值的绝对值由前缀和后缀组成，由前缀表示组号，不同组依次为0、10、110、1110……以第k组为例，后缀由最小的k位二进制数至最大的k位二进制数；
表1相对游程长度编码表
(5)相对游程获取：将游程集中的游程与N个参考值分别作差，取绝对值最小的值作为相对游程，并根据代码字的设计方式，完成对该相对游程的编码，获得相当游程编码；
(6)完成测试向量集的编码：依次完成游程集中所有游程的编码，将获取的参考值与相对游程编码作为压缩后的测试向量集存储到测试设备中，以备完成具体的测试需求；
(7)测试过程：将压缩后的测试向量集传输给解压电路进行解压，根据代码字的设计方式，由参考值、差值的正负和差值的绝对值很容易计算得到游程长度，再根据游程类型即可完成解压，获得完整测试向量集，最后将完整测试向量加载到待测电路上完成测试。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)测试向量集预处理：将测试向量集划分为一个个游程分段，形成初始游程集；
(2)游程长度聚类分析：针对初始游程集中只包含确定位的游程的长度值进行聚类分析，获得N个参考值，将参考值进行单独存储，并将参考值设定一个二进制值来表示；
(3)无关位赋值：根据N个参考值和与无关位相邻的确定位对无关位进行赋值，保证赋值后的游程长度分别与N个参考值中的某一个相近，将初始游程集中的所有游程进行处理，形成游程集；
(4)根据参考值设计代码字：代码字由二进制值来表示；
(5)相对游程获取：将游程集中的游程与N个参考值分别作差，取绝对值最小的值作为相对游程，并根据代码字的设计方式，完成对该相对游程的编码，获得相对游程编码；
(6)完成测试向量集的编码：依次完成游程集中所有游程的编码，将获取的参考值与相对游程编码作为压缩后的测试向量集存储到测试设备中，以备完成具体的测试需求；
(7)测试过程：将压缩后的测试向量集传输给解压电路进行解压，根据代码字的设计方式进行解压，获得完整测试向量集，最后将完整测试向量加载到待测电路上完成测试；
步骤（2）中的N选择2的自然数次幂；
步骤（4）中，代码字由参考值代码、游程类型、差值的正负位、差值的绝对值组成；
步骤（7）中的解压方法如下：首先由参考值、差值的正负位和差值的绝对值计算得到游程长度，再根据游程类型得到完整测试向量，完成解压。
2.根据权利要求1所述的一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法，其特征在于，步骤（1）中的初始游程集中包括：0游程、1游程、01交替游程和10交替游程四种类型。
3.根据权利要求1所述的一种适用于集成电路测试的测试向量无损压缩方法，其特征在于，步骤（2）的聚类分析采用K近邻聚类算法。
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