一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种3D芯片测试分析方法和系统


[0001]本专利技术属于集成电路测试
，尤其涉及一种
3D
芯片测试分析方法和系统
。

技术介绍

[0002]随着半导体技术的不断进步，
3D
芯片因其高密度集成
、
高性能和低功耗等优势，越来越多地被应用在各种高性能计算系统中
。
然而，与此同时，
3D
芯片的测试和分析也面临着巨大的挑战
。
由于
3D
芯片的结构复杂，其在运行过程中可能会受到电压
、
电流
、
温度等多种物理量的影响，因此，如何准确
、
高效地测试和分析
3D
芯片的状态，成为了当前研究的重要课题
。
[0003]而传统的
3D
芯片测试方法忽略了不同物理量之间可能存在的相互影响，也难以有效地利用时间序列信息
。
因此如何提高
3D
芯片智能化测试和测试分析的表现效果，是当前
3D
芯片测试领域面临的一个重要问题
。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种
3D
芯片测试分析方法，包括以下步骤：步骤1，收集第一时间步的
3D
芯片的多物理量测试数据，所述多物理量包括在
3D
芯片内部各层的每个物理量的数据，所述物理量包括电压
、r/>电流
、
温度；步骤2，将历史时间步获取的多物理量测试数据和第一时间步的多物理量测试数据转换为多个第一时间步图像数据，所述多个第一时间步图像数据分别对应不同的测试物理量；其中，历史时间步获取的多物理量测试数据和第一时间步的多物理量测试数据均为
3D
芯片内部三维空间内关键位置的物理量测试数据，将所述
3D
芯片内部三维空间内关键位置的物理量测试数据转化为张量向量后，再根据时间步序列组合成第一时间步图像数据，所述第一时间步图像数据为
2D
图像数据；步骤3，使用时间序列分析模型对所有物理量的第一时间步数据图像进行预测，获得对每个物理量在第二时间步的预测数据序列，所述第二时间步为第一时间步的下一时间步；步骤4，在第二时间步，收集所有实时物理量测试数据转换为对应物理量的第二时间步数据序列；步骤5，基于所有物理量的第二时间步的预测数据序列和第二时间步数据序列，确定所有物理量的差分映射序列；步骤6，基于所有物理量的差分映射序列，确定测试状态异常类型；步骤7，根据状态异常类型选择异常序列分析模型，基于所述异常序列分析模型输入数据中的测试物理量类型选择对应物理量的第一时间步图像数据和第二时间步数据序列确定测试异常概率，以及基于所述选择的对应的物理量的差分异常序列确定可疑关键位
置；步骤8，得到所述
3D
芯片的最终测试分析结果，包括向测试用户输出测试异常类型和对应的测试异常概率，以及对应的可疑关键位置
。
[0005]其中，收集
3D
芯片中的电压和电流数据并将其转换为图像数据，包括：在芯片的电源供应线路上安装传感器监测电压和电流，监测和记录电压和电流的变化；将所述传感器的模拟输出信号通过模数转换器
ADC
转换为数字信号，将数据记录在时间序列数据库中；将记录的电压和电流数据转换为对应的图像数据，包括将电压
/
电流数据作为
2D
图像的两个通道，其中图像的每一行代表一个时间点，每一列代表一个传感器，图像的每个像素点的亮度代表该时刻该传感器的电压或电流
。
[0006]其中，收集
3D
芯片中的温度数据并将其转换为图像数据，包括：通过集成到芯片的不同关键位置的传感器进行温度测量；所述传感器的模拟输出信号需要通过
ADC
转换为数字信号，将数据记录在一个时间序列数据库中；将记录的温度数据转换为图像数据，包括将温度数据作为
2D
图像的通道，其中图像的每一行代表一个时间点，每一列代表一个关键位置的传感器，图像的每个像素点的亮度代表该时刻温度传感器的测量值
。
[0007]其中，构建三个独立的
ConvLSTM
模型分别对所述的电压
、
电流
、
温度的
2D
图像数据预测下一时间步的电压
、
电流
、
温度数据
。
[0008]其中，所述步骤4中收集所有实时物理量测试数据转换为对应物理量的第二时间步数据序列，包括：在第二时间步，在
3D
芯片中收集电压和电流数据并通过模数转换器
ADC
转换为数字信号，将数据记录在对电压和电流的第二时间步数据序列中；以及，在
3D
芯片中收集温度数据并通过
ADC
转换为数字信号后记录存储在对温度的第二时间步数据序列中
。
[0009]其中，在步骤5中，基于所有物理量的第二时间步的预测数据序列和第二时间步数据序列，确定所有物理量的差分映射序列，包括：通过将第二时间步的实时物理量测试数据和第二时间步的预测数据进行差值比较，获取所述关键位置对于各测量物理量的差分值；然后，基于对测量物理量电压
、
测量物理量电流和测量物理量温度各自的映射函数，将上述差分值映射到
‑1到1的区间，得到了
3D
芯片内所有关键节点对每个物理量的差分映射值；将对于同一测量物理量差分映射值按照关键节点的位置
i
排序组成对于所述同一测量物理量的差分映射序列
。
[0010]其中，所述测量物理量电压的映射函数
f(V_pred,V_actual)
为：，其中，
V_pred
：电压第二时间步的预测电压数据序列；
V_actual
：电压第二时间步的实际电压数据序列；
tanh
函数为双曲正切函数，输出值在
‑1到1之间
。
[0011]其中，所述测量物理量电流的映射函数
f(I_pred[i],I_actual[i])
为：
f(I_pred[i],I_actual[i])=tanh((I_actual[i]‑
I_pred[i])/(0.01+abs(I_actual[i])))
，其中，
I_pred[i]：电流第二时间步的预测数据序列的第
i
个元素；
I_actual[i]：电流第二时间步数据序列的第
i
个元素；
tanh
：双曲正切函数，输出值在
‑1到1之间；
abs
函数为绝对值函数
。
[0012]其中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
3D
芯片测试分析方法，包括以下步骤：步骤1，收集第一时间步的
3D
芯片的多物理量测试数据，所述多物理量包括在
3D
芯片内部各层的每个物理量的数据，所述物理量包括电压
、
电流
、
温度；步骤2，将历史时间步获取的多物理量测试数据和第一时间步的多物理量测试数据转换为多个第一时间步图像数据，所述多个第一时间步图像数据分别对应不同的测试物理量；其中，历史时间步获取的多物理量测试数据和第一时间步的多物理量测试数据均为
3D
芯片内部三维空间内关键位置的物理量测试数据，将所述
3D
芯片内部三维空间内关键位置的物理量测试数据转化为张量向量后，再根据时间步序列组合成第一时间步图像数据，所述第一时间步图像数据为
2D
图像数据；步骤3，使用时间序列分析模型对所有物理量的第一时间步数据图像进行预测，获得对每个物理量在第二时间步的预测数据序列，所述第二时间步为第一时间步的下一时间步；步骤4，在第二时间步，收集所有实时物理量测试数据转换为对应物理量的第二时间步数据序列；步骤5，基于所有物理量的第二时间步的预测数据序列和第二时间步数据序列，确定所有物理量的差分映射序列；步骤6，基于所有物理量的差分映射序列，确定测试状态异常类型；步骤7，根据状态异常类型选择异常序列分析模型，基于所述异常序列分析模型输入数据中的测试物理量类型选择对应物理量的第一时间步图像数据和第二时间步数据序列确定测试异常概率，以及基于所述选择的对应的物理量的差分异常序列确定可疑关键位置；步骤8，得到所述
3D
芯片的最终测试分析结果，包括向测试用户输出测试异常类型和对应的测试异常概率，以及对应的可疑关键位置
。2.
如权利要求1所述的一种
3D
芯片测试分析方法，其特征在于，收集
3D
芯片中的电压和电流数据并将其转换为图像数据，包括：在芯片的电源供应线路上安装传感器监测电压和电流，监测和记录电压和电流的变化；将所述传感器的模拟输出信号通过模数转换器
ADC
转换为数字信号，将数据记录在时间序列数据库中；将记录的电压和电流数据转换为对应的图像数据，包括将电压
/
电流数据作为
2D
图像的两个通道，其中图像的每一行代表一个时间点，每一列代表一个传感器，图像的每个像素点的亮度代表该时刻该传感器的电压或电流
。3.
如权利要求1所述的一种
3D
芯片测试分析方法，其特征在于，收集
3D
芯片中的温度数据并将其转换为图像数据，包括：通过集成到芯片的不同关键位置的传感器进行温度测量；所述传感器的模拟输出信号需要通过
ADC
转换为数字信号，将数据记录在一个时间序列数据库中；将记录的温度数据转换为图像数据，包括将温度数据作为
2D
图像的通道，其中图像的每一行代表一个时间点，每一列代表一个关键位置的传感器，图像的每个像素点的亮度代表该时刻温度传感器的测量值
。
4.
如权利要求1所述的一种
3D
芯片测试分析方法，其特征在于，构建三个独立的
ConvLSTM
模型分别对所述的电压
、
电流
、
温度的
2D
图像数据预测下一时间步的电压
、
电流
、
温度数据
。5.
如权利要求1所述的一种
3D
芯片测试分析方法，其特征在于，所述步骤4中收集所有实时物理量测试数据转换为对应物理量的第二时间步数据序列，包括：在第二时间步，在
3D
芯片中收集电压和电流数据并通过模数转换器
ADC
转换为数字信号，将数据记录在对电压和电流的第二时间步数据序列中；以及，在
3D
芯片中收集温度数据并通过
ADC
转换为数字信号后记录存储在对温度的第二时间步数据序列中
。6.
如权利要求1所述的一种
3D
芯片测试分析方法，其特征在于，在步骤5中，基于所有物理量的第二时间步的预测数据序列和第二时间步数据序列，确定所有物理量的差分映射序列，包括：通过将第二时间步的实时物理量测试数据和第二时间步的预测数据进行差值比较，获取所述关键位置对于各测量物理量的差分值；然后，基于对测量物理量电压
、
测量物理量电流和测量物理量温度各自的映射函数，将上述差分值映射到
‑1到1的区间，得到了
3D
芯片内所有关键节点对每个物理量的差分映射值；将对于同一测量物理量差分映射值按照关键节点的位置
i
排序组成对于所述同一测量物理量的差分映射序列
。7.
如权利要求6所述的一种
3D
芯片测试分析方法，其特征在于，所述测量物理量电压的映射函数
f(V_pred,V_actu...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉诚，张少仲，
申请(专利权)人：中诚华隆计算机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：