41、VLSI 电路测试中的功率问题与解决方案

VLSI 电路测试中的功率问题与解决方案

在 VLSI 电路测试领域，如何高效检测故障并降低测试功耗是关键挑战。本文将介绍加权随机模式（WRP）和过渡密度模式（TDP）在故障检测中的应用，以及相关测试模式生成器和动态时钟控制方案。

1. 背景知识

• 加权随机模式（WRP） ：WRP 中，位为 1 的概率 p1 可在 [0, 1] 范围内设置，而非传统的 0.5。其主要目的是提高故障检测率并减少测试时间，同时也能降低功耗。此前，WRP 已用于组合电路测试以减少测试长度。
• 过渡密度模式（TDP） ：TDP 主要用于降低测试期间的功耗。过渡密度最初用于估计动态功率，定义为单位时间内信号的过渡次数。其增强故障覆盖率的潜力尚未得到充分探索。
• 全扫描电路的内置自测试（BIST） ：硬件测试模式生成器（TPG）将位串行输入扫描链，测试控制器在测试和正常模式之间切换，对组合逻辑进行逐扫描测试，扫描输出响应位串行发送到签名分析器（SA）。典型的 TPG 使用线性反馈移位寄存器（LFSR）或细胞自动机（CA）生成等概率的 0 和 1。

2. WRP 和 TDP 的故障覆盖率实验

• 加权随机模式实验 ：编写 Matlab 程序构建不同权重的测试向量集，权重从 0.1 到 0.95 以 0.05 为间隔变化。将目标故障覆盖率设置为 95%，对每个电路进行故障模拟，记录达到目标覆盖率所需的向量数量。结果表明，每个电路都存在一个特定的权重，可使测试长