33、数字集成电路内置自测试技术：BILBO与CALBO详解

数字集成电路内置自测试技术：BILBO与CALBO详解

1. 测试技术概述

在集成电路测试领域，离线测试对于单个超大规模集成电路（VLSI）电路尤为重要，特别是采用内置测试硬件的方式。我们主要关注利用额外硬件和/或可重构电路进行原位测试的方法，且聚焦于数字电路，通过特定测试向量集来对电路进行测试。

2. BILBO技术

2.1 BILBO基本结构与功能

BILBO（Built-In Logic Block Observation）是一种广泛应用的内置自测试（BIST）技术。其整体结构中，完整电路被划分为多个组合逻辑块，每个逻辑块前后分别有一组存储（寄存器）电路，即BILBO寄存器。在正常模式下，BILBO寄存器是工作电路的一部分；而在测试模式下，前一个BILBO寄存器为后续逻辑块提供输入测试向量，后一个BILBO寄存器则生成测试输出签名，该签名可通过串行扫描输出模式读出以进行检查。

BILBO寄存器功能复杂，它不仅能在正常电路模式和扫描输入/输出移位寄存器模式下工作，还能作为伪随机序列发生器，用于生成输入测试向量和捕获输出测试数据。其工作模式由控制信号C1和C2控制，具体如下：
- C1 = 0, C2 = 1：复位模式，在接收到时钟脉冲时将所有存储电路设置为复位状态。
- C1 = 1, C2 = 1：正常工作模式，每个存储电路独立运行。
- C1 = 0, C2 = 0：扫描路径模式，存储电路呈移位寄存器配置，扫描模式下各阶段间存在反转。
- C1 = 1, C2 = 0：线性反馈移位寄存器（LFSR）模式，为后续组合逻辑块提供伪随机测试向量输入序列，或从被测试的前一个逻辑块获取测试签名。