DFT理论知识 ATPG 详解

### DFT ATPG 原理

#### 一、概述

自动测试模式生成（Automatic Test Pattern Generation, ATPG）是设计可测试性（Design For Testability, DFT）中的关键技术之一。ATPG 的主要目的是生成测试向量，用于检测芯片设计中的故障。通过 ATPG，可以在制造过程中和制造后对芯片进行高效、全面的测试，确保芯片的高质量和可靠性。

#### 二、基本原理

**1. 故障模型**

- **定义**：故障模型是描述芯片中可能存在的故障的抽象模型。常见的故障模型包括固定故障（Stuck-at Fault）、桥接故障（Bridging Fault）、延迟故障（Delay Fault）等。
- **固定故障**：固定故障是最常用的故障模型，假设电路中的某个节点固定在逻辑 0（Stuck-at-0, s-a-0）或逻辑 1（Stuck-at-1, s-a-1）。

**2. 测试向量生成**

- **目标**：ATPG 的目标是生成一组测试向量，能够检测到设计中所有可能的故障。
- **过程**：
  - **故障注入**：在设计中注入故障模型，模拟故障状态。
  - **故障激活**：生成输入向量，使得故障状态在电路中被激活。
  - **故障传播**：确保故障状态能够传播到电路的输出端，使得故障状态可以被观测到。
  - **测试向量生成**：生成一组输入向量和预期输出向量，用于检测故障。

**3. 测试覆盖率**

- **定义**：测试覆盖率是指测试向量能够检测到的故障占所有可能故障的比例。
- **计算**：测试覆盖率 = 检测到的故障数 / 所有可能的故障数。

#### 三、ATPG 工具

**1. 常见工具**

- **Mentor Graphics Tessent**：一款强大的 ATPG 工具，支持多种故障模型和测试策略。
- **Synopsys TetraMAX**：另一款常用的 ATPG 工具，提供