20、组合电路自动测试模式生成（ATPG）相关概念与算法解析

组合电路自动测试模式生成（ATPG）相关概念与算法解析

在数字电路测试领域，自动测试模式生成（ATPG）是一项关键技术，它能够帮助我们高效地检测电路中的故障。本文将深入探讨ATPG中的一些重要定义、算法及其应用。

1. 基本定义

1.1 前向蕴含（Forward Implication）

前向蕴含是根据已知信号推断其他信号值的过程。图7.13（a）中的箭头展示了各种逻辑门的前向蕴含关系，箭头从已知信号指向通过前向蕴含推断出的信号。实现前向蕴含例程的一种方法是使用二维表格，如7.13（b）所示，该表格给出了与门输出c相对于输入a和b的标签。不过，前向蕴含例程也可以使用if - then - else语句以程序方式编写。

以与非门为例，算法7.2展示了如何处理具有任意数量输入的与非门前向蕴含：

算法7.2 与非门前向蕴含
1. 将第一个输入标签复制到门输出。
2. 对于每个额外的输入：
   {
     使用与门前向蕴含表将下一个输入与当前门输出组合。
     将表值存储在当前门输出处。
   }
3. 使用反相器门前向蕴含表对当前门输出取反。
   将表值存储在当前门输出处。

1.2 后向蕴含（Backward Implication）

后向蕴含是根据给定的输出以及可能的部分输入唯一确定门的所有输入的过程。对于输入多于2个的门，使用表格实现后向蕴含比较繁琐，因此通常采用程序方式实现。图7.14展示了后向蕴含的示例。

1.3 蕴含栈（Implication Stack）

蕴含栈是一个下