具有非扫描设计测试代价的扫描设计，含有把电路中的时序单元转化为可控制和可观测的单元，并将这些时序单元连接成一个或多个移位寄存器，构造成一条或多条扫描链，从而把时序电路的测试码生成转化为组合电路测试码生成问题的步骤，其特征在于它是基于“扫描森林”式扫描设计结构的一种具有非扫描设计测试代码的扫描设计方法，对于扫描触发器群Ｆ↓［１，１］，Ｆ↓［１，２］，……，Ｆ↓［ｋ，ｃ］构成的时序单元而言，它把电路的原始输入端ＳＩ↓［１］，……，ＳＩ↓［ｋ］同时作为“扫描森林”中各个扫描树的根结点，以便当电路处在测试状态时作为扫描输入Ｓｃａｎ－ｉｎ，用来置入扫描测试向量，它按照两个扫描触发器是否在电路结构上发生汇聚的原则，在每个原始输入端ＳＩ↓［ｉ］的后继连接了一组不会在电路结构上汇聚的，即没有任何一个相同的后继单元的扫描触发器，接着在这一组扫描触发器Ｆ↓［１，１］，Ｆ↓［１，２］，……，Ｆ↓［ｋ，ｃ］中任选一个扫描触发器作为下一层的根结点，用于连接下一组符合上述特征的触发器组Ｆ↓［１，１］，Ｆ↓［１，２］，……，Ｆ↓［ｋ，ｃ］，依此类推，把所有扫描触发器分组并连接到“扫描森林”中的某个结点上，以构造成“扫描森林”；具体而言，上述具有非扫描设计测试代价的扫描设计方法依次含有如下步骤： （１）初始化：设初始状态为电路中所有的扫描触发器均未被分组，它们构成一个集合Ｆ（Ｆ＝｛ｆ↓［１］，ｆ↓［２］，……ｆ↓［ｎ］｝）； （２）首先建立一个空的新组Ｇ↓［ｉ］，任取Ｆ中一个扫描触发器ｆ↓［ｉ］加入Ｇ↓［ｉ］，作为Ｇ↓［ｉ］的第一个成员，即Ｇ↓［ｉ］＝｛ｆ↓［ｉ］｝，并将ｆ↓［ｉ］从Ｆ中去除掉； （３）根据现有的判断是否会发生上述汇聚现象的技术判断Ｆ中所有的扫描触发器，逐个地选择出全部满足不会和Ｇ↓［ｉ］里的所有触发器在电路结构上汇聚的扫描触发器加入Ｇ↓［ｉ］，再把这些触发器从触发器群Ｆ中去除掉，以构成一个完整的组Ｇ↓［ｉ］； （４）再建立一个新组Ｇ↓［ｉ＋１］，任取触发器群Ｆ中一个扫描触发器作为新组Ｇ↓［ｉ＋１］的第一个成员，再按照步骤（３）中的判断方法构造出Ｇ↓［ｉ＋１］； （５）依此类推，把所有扫描触发器归入各自的组，把触发器群即集合构造为组的集合； （６）按照宽度优先的方法构造“扫描森林”，即把上述构造的各组依次连接到原始输入即扫描输入上，从而构造出“扫描森林”结构，其步骤如下： 当电路原始输入端的数目ｋ大于或等于扫描触发器组的组数ｇ时，则从ｋ个原始输入中任选ｇ个，使每一个原始输入端连接一个扫描触发器组即可； 当ｇ＞ｋ时，从扫描触发器组ｇ中任选ｋ个组分别连接到每一个原始输入上，但每个原始输入只能连一个扫描触发器组，构成扫描森林的第一层；再从剩下的（ｇ－ｋ）个组中选出ｋ个，再从第一层的每一个扫描触发器组中任选一个扫描触发器作为根结点，连接这ｋ个组中的任意一个扫描触发器组，构造出扫描森林第二层；依次连接剩下所有的组； （７）所有叶结点将被两两异或，构成一个或多个异或树，最后连接到ＭＩＳＲ（多输入特征分析器）上作为扫描输出。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
属于集成电路可测试性设计
技术介绍
扫描设计是一种针对时序电路的结构化可测试性设计。它将电路中的时序单元转化成为可控制和可观测的单元，并将这些时序单元连接成一个或多个移位寄存器，构造成一条或多条扫描链。在采用完全扫描方法后，时序电路的测试码生成就转化为组合电路的测试生成问题，因此可以大大降低测试码生成代价，同时获得很高的故障覆盖率。因此，扫描设计是工业界中最为普遍采用的可测试性设计方法。但是，在采用扫描设计后，测试序列的长度大大变长，从而使得测试码置入代价增加很大，测试时间，测试功耗等方面的代价也变得非常高。以往有一些方法用来改进扫描设计，以降低测试代价，但这些策略均难以达到令人满意的效果。这些方法有(1)将测试向量进行排序或将扫描触发器进行排序，如Fujiwara提出的奇偶扫描测试，利用动态规划的最优设计方法来构造多扫描链等等。这些方法在一定程度上降低了测试码置入代价，但其减少的代价最多不超过50％，而且随着集成电路的规模不断增大，测试时间变得非常长时，这些方法并不能从根本上解决问题。(2)并行扫描该方法降低了测试码置入的时间，但同时带来了管脚开销的问题。例如，当将扫描触发器划分为k个扫描链时，需要在电路中增加2k+1个额外管脚来置入扫描向量。这对于现今超大规模集成电路的设计来说，所带来的硬件开销是无法容忍的。(3)采用同一扫描输入信号控制多个扫描链可较大程度地降低片上系统(SOC)扫描测试的测试时间，但是该方法对测试时间及测试功耗的降低仍然大大高于非扫描测试。(4)采用同一扫描输入来驱动多个扫描链中的扫描段，可大大降低测试时间，但同时也带来了较为明显的故障覆盖率降低。(5)通过有效地利用测试码产生算法来产生电路在不同状态下的测试集。实验表明，上述方法对测试时间的降低是非常有限的。因此，大幅度降低扫描设计的测试代价，同时保证其较好的测试生成结果，已成为一个必须而且亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既可大幅度降低扫描设计的测试代价又有较好测试生成结果的。本专利技术针对已有方法所存在的缺陷，在并行扫描概念的基础上，提出了“扫描森林”的扫描设计结构。如图1所示，其中F1，1，F1，2，……，Fk，c为触发器，SI1，……，SIk为电路的原始输入信号，同时作为扫描森林中各个扫描树的根结点，其作用为当电路处在测试状态时作为扫描输入scan-in，用来置入扫描向量。每个原始输入的后继连接了一组符合某一特征的扫描触发器，例如，原始输入SI1连接了一组触发器F1，1，F1，2，……，F1，a。从这一组中任选出的一个扫描触发器(如F1，2)将作为下一层的根结点，用来连接下一组符合某一特征的扫描触发器组，在图中即为F2，1，F2，2，……，F2，b。依此类推将所有触发器分组并连接到“森林”中的某个结点上，以构造成“扫描森林”。所有的叶结点(即没有后继的扫描触发器)将被两两异或，构成一个或多个异或树，最后连到MISR(多输入特征分析器)上作为扫描输出。相应的电路结构图如图2所示。在图2中，每个触发器的输入均连接了一个二选一多路选择器，这样将电路中原来的触发器构造成为扫描触发器。多路选择器的输出端连接触发器的输入端，多路选择器的0输入信号连接原始电路，即原始电路中触发器的输入端所连接的电路部分；多路选择器的1输入信号连接至构造好的扫描森林结构中对应的位置。以扫描触发器F1，1为例，F1，1的1选通信号应与PI1相连接。所有多路选择器的选通信号都连接至一个额外的输入信号test，作为转换电路正常工作与测试状态的开关。当test＝0时，所有的多路选择器选通0信号，电路结构为原来的初始结构，电路处于正常工作状态；当test＝1时，所有的多路选择器选通1信号，电路中的所有扫描触发器构造成为扫描森林的结构，电路进入测试状态。本专利技术所提出的具有非扫描设计的测试代价的扫描设计，其特征在于它是基于“扫描森林”式扫描设计结构的一种具有非扫描设计测试代码的扫描设计方法，对于扫描触发器群F1，1，F1，2，……，Fk，c构成的时序单元而言，它把电路的原始输入端SI1，……，SIk同时作为“扫描森林”中各个扫描树的根结点，以便当电路处在测试状态时作为扫描输入Scan-in，用来置入扫描测试向量，它按照两个扫描触发器是否在电路结构上发生汇聚的原则，在每个原始输入端SIi的后继连接了一组不会在电路结构上汇聚的，即没有任何一个相同的后继单元的扫描触发器，接着在这一组扫描触发器F1，1，F1，2……，Fk，c中任选一个扫描触发器作为下一层的根结点，用于连接下一组符合上述特征的触发器组F1，1，F1，2，……，Fk，c，依此类推，把所有扫描触发器分组并连接到“扫描森林”中的某个结点上，以构造成“扫描森林”；具体而言，上述具有非扫描设计测试代价的扫描设计方法依次含有如下步骤(1)初始化设初始状态为电路中所有的扫描触发器均未被分组，它们构成一个集合F(F＝{f1，f2，……fn})；(2)首先建立一个空的新组Gi，任取F中一个扫描触发器fi加入Gi，作为Gi的第一个成员，即Gi＝{fi}。并将fi从F中去除掉；(3)根据现有的判断是否会发生上述汇聚现象的技术判断F中所有的扫描触发器，逐个地选择出全部满足不会和Gi里的所有触发器在电路结构上汇聚的扫描触发器加入Gi，再把这些触发器从触发器群F中去除掉，以构成一个完整的组Gi；(4)再建立一个新组Gi+1，任取触发器群F中一个扫描触发器作为新组Gi+1的第一个成员，再按照步骤(3)中的判断方法构造出Gi+1；(5)依此类推，把所有扫描触发器归入各自的组，把触发器群即集合构造为组的集合；(6)按照宽度优先的方法构造“扫描森林”，即把上述构造的各组依次连接到原始输入即扫描输入上，从而构造出“扫描森林”结构，其步骤如下当电路原始输入端的数目k大于或等于扫描触发器组的组数g时，则从k个原始输入中任选g个，使每一个原始输入端连接一个扫描触发器组即可；当g＞k时，从扫描触发器组g中任选k个组分别连接到每一个原始输入上，但每个原始输入只能连一个扫描触发器组，构成扫描森林的第一层；再从剩下的(g-k)个组中选出k个，再从第一层的每一个扫描触发器组中任选一个扫描触发器作为根结点，连接这k个组中的任意一个扫描触发器组，构造出扫描森林第二层；依次连接剩下所有的组。(7)所有叶结点将被两两异或，构成一个或多个异或树，最后连接到MISR(多输入特征分析器)上作为扫描输出。本专利技术所提出的具有非扫描设计测试代价的扫描设计，其特征还在于在构造“扫描森林”时只把电路中部分触发器转化为“扫描森林”内的扫描触发器结构以获得接近于完全扫描设计的故障覆盖率和测试效率，它依次含有以下步骤(1)先把任一扫描触发器恢复成非扫描状态，再遍历其直接后继单元，若其可测度(包括可控度和可观测度)发生了变化，则记录变化的值，同时记录这个单元的后继单元，一直搜索到不再有可测度变化的单元为止，把所有的值累加作为这个扫描触发器所影响的范围；(2)对于每一个扫描触发器都进行上述步骤(1)，从中选择影响值最小的触发器作为非扫描时序单元，在电路中将其恢复为非扫描状态；(3)按步骤(1)、(2)选择出所需数目的非扫描时序单元，同时在每选出一个非本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.具有非扫描设计测试代价的扫描设计，含有把电路中的时序单元转化为可控制和可观测的单元，并将这些时序单元连接成一个或多个移位寄存器，构造成一条或多条扫描链，从而把时序电路的测试码生成转化为组合电路测试码生成问题的步骤，其特征在于它是基于“扫描森林”式扫描设计结构的一种具有非扫描设计测试代码的扫描设计方法，对于扫描触发器群F1，1，F1，2，……，Fk，c构成的时序单元而言，它把电路的原始输入端SI1，……，SIk同时作为“扫描森林”中各个扫描树的根结点，以便当电路处在测试状态时作为扫描输入Scan-in，用来置入扫描测试向量，它按照两个扫描触发器是否在电路结构上发生汇聚的原则，在每个原始输入端SIi的后继连接了一组不会在电路结构上汇聚的，即没有任何一个相同的后继单元的扫描触发器，接着在这一组扫描触发器F1，1，F1，2，……，Fk，c中任选一个扫描触发器作为下一层的根结点，用于连接下一组符合上述特征的触发器组F1，1，F1，2，……，Fk，c，依此类推，把所有扫描触发器分组并连接到“扫描森林”中的某个结点上，以构造成“扫描森林”；具体而言，上述具有非扫描设计测试代价的扫描设计方法依次含有如下步骤(1)初始化设初始状态为电路中所有的扫描触发器均未被分组，它们构成一个集合F(F＝{f1，f2，……fn})；(2)首先建立一个空的新组Gi，任取F中一个扫描触发器fi加入Gi，作为Gi的第一个成员，即Gi＝{fi}，并将fi从F中去除掉；(3)根据现有的判断是否会发生上述汇聚现象的技术判断F中所有的扫描触发器，逐个地选择出全部满足不会和Gi里的所有触发器在电路结构上汇聚的扫描触发器加入Gi，再把这些触发器从触发器群F中去除掉，以构成一个完整的组Gi；(4)再建立一个新组Gi+1，任取触发器群F中一个扫描触发器作为新组Gi+1的第一个成员，再按照步骤(3)中的判断方法构造出Gi+1；(5)依此类推，把所有扫描触发器归入各自的组，把触发器群即集合构造为组的集合；(6)按照宽度优先的方法构造“扫描森林”，即把上述构造的各组依次连接到原始输入即扫描输入上，从而构造出“扫描森林”结构，其步骤如下当电路原始输入端的数目k大于或等于扫描触发器组的组数g时，则从k个原始输入中任选g个，使每一个原始输入端连接一个扫描触发器组即可；当g＞k时，从扫描触发器组g中任选k个组分别连接到每一个原始输入上，但每个原始输入只能连一个扫描触发器组，构成扫描森林的第一层；再从剩下的(g-k)个组中选出k个，再从第一层的每一个扫描触发器组...
【专利技术属性】
技术研发人员：向东，孙家广，陈明静，顾珊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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