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    環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的高效測試結(jié)構(gòu)

    2021-07-30 10:34:18鄺繼順
    計算機應(yīng)用 2021年7期
    關(guān)鍵詞:輪詢觸發(fā)器測試數(shù)據(jù)

    張 玲,鄺繼順

    (1.江西財經(jīng)大學(xué)軟件與物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院,南昌 330013;2.湖南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,長沙 410082)

    0 引言

    測試功耗過高、測試集規(guī)模過大和由其引起的測試應(yīng)用時間過長的問題是數(shù)字集成電路成本高的主要原因。如何降低集成電路測試數(shù)據(jù)規(guī)模和測試功耗成為富有挑戰(zhàn)性的研究熱點[1]。好的測試結(jié)構(gòu)能以合理的硬件代價、較短的測試數(shù)據(jù)移位路徑實現(xiàn)對集成電路(Integrated Circuit,IC)內(nèi)部結(jié)點的“觀察”和“控制”,將電路多個測試需求統(tǒng)一,獲得較好的測試效果。測試結(jié)構(gòu)設(shè)計是個老問題,也一直是集成電路測試的關(guān)鍵問題。

    掃描測試是數(shù)字集成電路測試方案的基本手段,它通過將時序電路中的全部或部分時序單元設(shè)置成掃描單元來控制和觀察相應(yīng)電路結(jié)點的值。直鏈結(jié)構(gòu)是最早提出的通用掃描結(jié)構(gòu),單直鏈結(jié)構(gòu)[2]將電路中的觸發(fā)器串聯(lián)成單獨掃描鏈,由于其測試數(shù)據(jù)移位路徑較長,移位時間和能耗都比較大;多掃描直鏈結(jié)構(gòu)[3]將單掃描鏈分成多個較短的直鏈,用較多的測試端口換取測試應(yīng)用時間的減少和測試移位路徑的縮短,但測試數(shù)據(jù)規(guī)模沒有變化。為降低測試功耗和減小測試集規(guī)模,針對測試集的優(yōu)化方法通過低功耗的測試產(chǎn)生算法[4],掃描鏈重排序技術(shù)[5]和無關(guān)位的填充[6]等來獲得測試功耗的降低和測試集規(guī)模的減??;針對直鏈結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要通過掃描鏈的阻塞和重組[7]或阻隔掃描單元[8]來獲得測試功耗的降低[9]。循環(huán)掃描結(jié)構(gòu)[10]在直鏈結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上首尾相連,其設(shè)計初衷是為電路建立自測試結(jié)構(gòu),實現(xiàn)零存儲測試,它可以獲得傳統(tǒng)線性反饋移位寄存器自測試結(jié)構(gòu)的效果,卻有著普通直鏈相當?shù)挠布鷥r[11]。循環(huán)掃描結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的重用,因此它不僅可充當移動測試數(shù)據(jù)的通路實現(xiàn)確定性測試,而且可實現(xiàn)測試響應(yīng)作為下個測試向量的測試模式[12],但其功耗沒有降低。隨機訪問掃描(Random Access Scan,RAS)結(jié)構(gòu)[13]可像隨機存儲器那樣根據(jù)地址隨機訪問電路中的掃描單元,因此它提供了一種理想的可測試結(jié)構(gòu),理論上其測試時間和功耗問題都能得到較大改善;但電路中觸發(fā)器的分布隨機,硬件代價非常大,布線難以實現(xiàn)。針對RAS 的多數(shù)工作都是在如何減少硬件代價上[14]。

    為改善測試結(jié)構(gòu)本身導(dǎo)致的移位功耗,設(shè)計低功耗的測試結(jié)構(gòu),我們前期提出的代表掃描結(jié)構(gòu)[9]將電路中的觸發(fā)器分成多個環(huán)形鏈,為每個環(huán)形鏈遴選一個“代表”,這些代表組成測試數(shù)據(jù)的移位路徑,實現(xiàn)對電路的分級管理,降低了測試移位功耗;但由于該結(jié)構(gòu)的環(huán)形鏈和代表組成的代表鏈共用測試端口,它最大的缺點就是相對于直鏈結(jié)構(gòu),測試時間會有所損失,假設(shè)電路中有x個環(huán)形鏈,則每個測試向量的應(yīng)用會有x個時鐘周期的時間損失。為克服該缺陷,并進一步降低測試移位功耗,本文提出環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu)RRR Scan,該結(jié)構(gòu)將電路中的觸發(fā)器設(shè)計成多個環(huán)形鏈,并串聯(lián)環(huán)形鏈成為測試數(shù)據(jù)通路,實現(xiàn)測試端口的輪詢復(fù)用。環(huán)形鏈的環(huán)形移位模式具有測試數(shù)據(jù)重用的特性,可以減小測試數(shù)據(jù)規(guī)模;而其輪詢復(fù)用則縮短了測試數(shù)據(jù)的移位路徑,具有低功耗的特性。該結(jié)構(gòu)除具有通用掃描結(jié)構(gòu)的所有性質(zhì)外,本身還具有低功耗、數(shù)據(jù)重用的特性,靈活性大大增加。

    1 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu)

    1.1 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的結(jié)構(gòu)原理

    圖1 給出環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的結(jié)構(gòu)示意圖,該結(jié)構(gòu)包含n個環(huán)形鏈,測試時,環(huán)形鏈可工作于三種模式:直鏈掃描模式、隱身模式和環(huán)形移位模式。當為第i個環(huán)形鏈傳輸測試數(shù)據(jù)時,則該環(huán)形鏈處于直鏈掃描模式,其他環(huán)形鏈處于隱身模式(數(shù)據(jù)流向見圖中虛線)。相對于傳統(tǒng)直鏈來說,該結(jié)構(gòu)較大地縮短了測試數(shù)據(jù)的移位路徑,因此降低了測試移位功耗。對于每個環(huán)形鏈來說,可工作于環(huán)形移位模式,因此可實現(xiàn)測試響應(yīng)作為下個測試向量的測試模式,實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)的重用。該結(jié)構(gòu)根據(jù)電路觸發(fā)器的物理分布布線,將物理上相近的觸發(fā)器設(shè)置在一個環(huán)形鏈中,并根據(jù)測試端口個數(shù)將這些環(huán)形鏈串聯(lián)成多個測試數(shù)據(jù)通路,不會產(chǎn)生較大的布線代價。但是,如何實現(xiàn)該結(jié)構(gòu),并以較小的硬件代價對該結(jié)構(gòu)的工作過程進行準確控制是關(guān)鍵,也是難點。

    圖1 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口結(jié)構(gòu)的示意圖Fig.1 Schematic diagram of RRR Scan architecture

    1.2 結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)

    為以較小的硬件實現(xiàn)該結(jié)構(gòu),本文將電路中的觸發(fā)器設(shè)計成同樣結(jié)構(gòu)的環(huán),見圖2,設(shè)該結(jié)構(gòu)包含n個環(huán)形鏈,每個環(huán)形鏈包含x個觸發(fā)器,還剩下m個掃描單元(m<x),環(huán)形鏈i包含的觸發(fā)器編號依次為FFi1,F(xiàn)Fi2,…,F(xiàn)Fix,對應(yīng)的時鐘信號表示為CLOCKi,測試主路徑(Main path,Mp)在圖中用虛線給出。環(huán)形鏈中的掃描單元與傳統(tǒng)掃描單元一樣,由Scan_Enable(SE)使能,只需在環(huán)形鏈i的入口掃描單元FFi1上增加一個二選一選擇器,用來選擇來自外部的測試數(shù)據(jù)(Mp上的數(shù)據(jù))和來自掃描鏈本身的測試數(shù)據(jù),在出口掃描單元FFix上增加一個二選一選擇器,用來選擇來自環(huán)形鏈的測試數(shù)據(jù)或來自外部的測試數(shù)據(jù)(Mp的測試數(shù)據(jù))。

    表1 給出了環(huán)形鏈輪詢復(fù)用端口的測試結(jié)構(gòu)的工作模式(圖中X 表示無關(guān)位,其值可以為0 或為1)。如表1 所示,SE=0 時,該電路工作于功能模式(Functional mode),如表中第一行所示。SE=1時,電路處于測試模式,以圖2中的環(huán)i來說明,Ci1=0,Ci2=1,則FFi1選擇來自Main path(Mp)上的數(shù)據(jù),即Oi1=Mp=Scan_in;而對于FFix來說,Ci2=1,它被Main path 選擇,即Oi3=Oi2,此時環(huán)i工作于直鏈掃描模式(Linear scan mode),如表中第二行所示。Ci1=1,Ci2=1,則FFi1選擇來自FFix的數(shù)據(jù),即Oi1=Oi2;而對于FFix來說,Ci2=1,它被Main path選擇,即Oi3=Oi2,此時環(huán)i工作于循環(huán)移位模式(Ring shift scan mode),實現(xiàn)了測試響應(yīng)作為下個測試向量的測試模式,如表中第三行所示。Ci2=0,對于FFix來說,Oi3=Scan_in,所以Ci1無論為什么值(用x表示),環(huán)形鏈均被隱藏,此時環(huán)i工作于隱身模式(Stealth scan mode),實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)移位路徑的縮短,如表中第四行所示。

    圖2 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的一個測試通路結(jié)構(gòu)Fig.2 Architecture of one test access of RRR Scan

    表1 工作和掃描模式的控制Tab.1 Control of work and scan modes

    圖3 給出包含11 個觸發(fā)器的掃描通路的例子,11 個觸發(fā)器被分到3 個環(huán)形鏈中,其中每個環(huán)形鏈包含3 個觸發(fā)器,觸發(fā)器編號如圖3 所示,從右到左分別為第0 個環(huán)形鏈(由觸發(fā)器FF01、FF02、FF03組成)、第1 個觸發(fā)器(F11、FF12、FF13組成)和第2個環(huán)形鏈(由觸發(fā)器FF21、FF22、FF23組成)。作為通用掃描結(jié)構(gòu),假設(shè)其任意兩個相鄰測試向量為V1和V2,對應(yīng)測試響應(yīng)為R1,R2,其中:V2對應(yīng)的測試數(shù)據(jù)為(V21,V22,V23,V11,V12,V13,V01,V02,V03,V0),它們分別對應(yīng)觸發(fā)器FF21,F(xiàn)F22,F(xiàn)F23,F(xiàn)F11,F(xiàn)F12,F(xiàn)F13,F(xiàn)F01,F(xiàn)F02,F(xiàn)F03的測試數(shù)據(jù);V1對應(yīng)測試響應(yīng)數(shù)據(jù)為(R21,R22,R23,R11,R12,R13,R01,R02,R03,R0),分別對應(yīng)觸發(fā)器為FF21,F(xiàn)F22,F(xiàn)F23,F(xiàn)F11,F(xiàn)F12,F(xiàn)F13,F(xiàn)F01,F(xiàn)F02,F(xiàn)F03的測試響應(yīng)。其具體工作過程在表2中給出。

    圖3 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口結(jié)構(gòu)的例子Fig.3 Example of RRR Scan

    如表2 所示:第一列表示測試時間,單位為時鐘周期;第二、三、四列分別表示三個環(huán)形鏈的掃描模式;最后一列為測試數(shù)據(jù)的應(yīng)用過程。如表1 所示,在第一個時鐘周期,為了將直鏈上的測試數(shù)據(jù)送入,并將測試響應(yīng)移出,三個環(huán)的第3 個掃描單元的選擇器C22、C12、C02均為0,即都選擇來自數(shù)據(jù)通路Mp上的數(shù)據(jù),處于隱身模式,它們的時鐘CLOCK 均為0,處于維持狀態(tài),此時完成掃描單元F0的測試數(shù)據(jù)R0的移出和V0的移入,如表中第二行所示。

    表2 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口結(jié)構(gòu)工作過程的一個例子Tab.2 One operation example of RRR Scan

    在第2~4 個時鐘周期,對于環(huán)形鏈0 來說,它的第1 個掃描單元的選擇器的控制信號C01=0,所以選擇器輸出O01=Scan_in;它的第3 個掃描單元選擇器的控制信號C02=1,因此輸出O03=O02,即該環(huán)被展開,并串到鏈上;對應(yīng)時鐘CLOCK0等于掃描時鐘clk,環(huán)0工作于直鏈模式;C22、C12均為0,因此環(huán)1 和環(huán)2 依舊工作于隱身模式,保持數(shù)據(jù)。這3 個時鐘周期為環(huán)0傳輸測試數(shù)據(jù),完成測試響應(yīng)R01、R02、R03移出和測試向量V01、V02、V03的移入,如表第三行所示。

    在第5~7個時鐘,環(huán)形鏈1的第一個掃描觸發(fā)器的選擇器控制信號C11=0,對應(yīng)輸出O11=Scan_in;第三個掃描單元控制信號O12=1,對應(yīng)輸出O13=O12;對應(yīng)時鐘CLOCK1等于掃描時鐘clk,環(huán)1 工作在直鏈模式;C22,C02均為0,因此環(huán)0 和環(huán)2 工作于隱身模式,此3 個周期為環(huán)1 傳送測試數(shù)據(jù),完成測試響應(yīng)R11、R12、R13移出和測試向量V11、V12、V13的移入,如表中第四行所示。

    在第8~10 個時鐘周期,第2 個環(huán)形鏈第一個掃描單元的選擇器控制信號C21=0,對應(yīng)輸出O21=Scan_in;第三個掃描單元控制信號C22=1,對應(yīng)輸出O23=O22;對應(yīng)時鐘CLOCK2等于掃描時鐘clk,環(huán)2 工作于直鏈模式;C12、C02均為0,環(huán)1 和環(huán)0 工作于隱身模式,此3 個周期為環(huán)2 傳送測試數(shù)據(jù),完成測試響應(yīng)R21、R22、R23的移出和測試向量V21、V22、V23的移入,如表中第五行所示。

    除可用于通用測試結(jié)構(gòu)外,由于每個環(huán)形鏈可工作于環(huán)形移位模式,該結(jié)構(gòu)還可用于數(shù)據(jù)壓縮場合。用于數(shù)據(jù)壓縮時,環(huán)形鏈工作于環(huán)形移位模式,測試響應(yīng)在移出掃描鏈的同時,還傳送給掃描鏈作為下個測試向量使用。另外,該結(jié)構(gòu)將物理上相近的觸發(fā)器設(shè)置在同一個環(huán)形鏈中,再將這些環(huán)形鏈根據(jù)測試端口個數(shù)分配到不同的測試通路中去,不會增加較多的布線代價,但布線問題和測試壓縮的具體應(yīng)用不屬于本文討論范圍,本文主要討論具有數(shù)據(jù)重用和低功耗性質(zhì)的通用測試結(jié)構(gòu)。

    2 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口結(jié)構(gòu)的分析

    2.1 控制方式和實施方式

    設(shè)該結(jié)構(gòu)包含n個環(huán)形鏈,每個環(huán)形鏈具有x個掃描單元,還剩m(m<x)個掃描單元直接設(shè)置于Mp 上,則這n個環(huán)形鏈輪詢地使用測試端口(test pin),而其他環(huán)形鏈工作于保持模式,其時序控制在圖4中給出。圖4給出了一個測試向量的移入和其上個測試響應(yīng)的移出過程,其中clk 為掃描時鐘,CLOCKn,CLOCKn-1,…,CLOCK1分別為第n個環(huán)形鏈、第n-1個環(huán)形鏈,…,第1個環(huán)形鏈的時鐘。

    如圖4 所示,其具體時序描述如下:經(jīng)過m個時鐘,將直鏈上的測試數(shù)據(jù)移入和移出;在下x個周期內(nèi),為環(huán)形鏈n移入測試數(shù)據(jù),并移出測試響應(yīng),此時,環(huán)形鏈n的時鐘CLOCKn=clk,其工作于直鏈模式,而其他環(huán)形鏈的時鐘控制信號為0,工作于隱身模式;在下x個周期內(nèi),再以同樣的方式為環(huán)形鏈(n-1)分配測試數(shù)據(jù)和移出測試響應(yīng),直到完成n個環(huán)形鏈的測試數(shù)據(jù)的分配和移出,即完成了一個測試向量的應(yīng)用和測試響應(yīng)的移出。從該時序圖中可以看出,該結(jié)構(gòu)中的每個環(huán)形鏈的時鐘控制信號CLOCKi是一組完全相同的信號,它們很容易從掃描時鐘信號clk 中獲得,而無須增加額外的測試端口。

    圖4 環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口測試結(jié)構(gòu)控制時序圖Fig.4 Control sequence diagram of RRR Scan

    2.2 測試功耗和代價分析

    與代表掃描結(jié)構(gòu)[9]不同,該結(jié)構(gòu)直接將不參與移位的環(huán)形鏈屏蔽掉,因此移位功耗的降低與屏蔽掉的路徑的長度有關(guān),屏蔽掉的掃描單元越多,則測試數(shù)據(jù)移位時產(chǎn)生的功耗越低。與文獻[9]一樣,先假設(shè)任意兩個掃描單元之間的測試向量和測試響應(yīng)均存在跳變,則可反映任意位置可能發(fā)生的跳變,并用Matlab對此關(guān)系進行了分析,其中所有電路均被設(shè)置成一個測試通路(多個測試通路的分析方法相同)。

    圖5 給出針對電路S5378 和S9234 的分析結(jié)果,其中橫軸x表示環(huán)形鏈的大小,縱軸表示總的移位功耗(用總的跳變數(shù)WTC 計算[9]),圖中給出了掃描直鏈(Pcon)、代表掃描鏈結(jié)構(gòu)(Prp)和本文提出環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu)(Prtm)的功耗結(jié)果。

    圖5 移位功耗曲線圖Fig.5 Curve of shifting power consumption

    從圖5可以看出,傳統(tǒng)直鏈的功耗與x無關(guān),為固定值;對于代表掃描鏈,其功耗隨環(huán)形鏈x的增大呈先降低后升高的趨勢,因此存在功耗最低點;對于本文提出的環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu),其功耗隨著x的增大而升高,一個極端情況,掃描通路中的所有掃描單元組成一個環(huán)形鏈,這時該結(jié)構(gòu)就成了著名的循環(huán)掃描結(jié)構(gòu)[10];而另一個極端,x=1,即每個掃描單元本身就是一個環(huán)形鏈,每個掃描單元都能被隨機訪問,該結(jié)構(gòu)就成了隨機掃描結(jié)構(gòu)(RAS)[13]。而在所有情況下,相對于傳統(tǒng)掃描直鏈結(jié)構(gòu)和代表掃描結(jié)構(gòu),環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試結(jié)構(gòu)都能獲得較低的測試功耗。除此之外,所有環(huán)形鏈均可工作在環(huán)形移位工作模式,可以實現(xiàn)測試響應(yīng)作為下個測試向量的測試模式,實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)的重用。

    實際上,我們對所有的ISCAS89 大時序電路以及ITC99電路進行了分析,所有移位功耗都是隨著環(huán)形鏈x的增大而增大,且它們的移位功耗曲線變化的規(guī)律完全相同,這是因為本結(jié)構(gòu)中環(huán)形鏈大小的變化均是由1 到其最大值。當環(huán)形鏈為1 時,可隨機訪問每個掃描單元,功耗最小,但其布線較復(fù)雜,所需的選擇器較多;而當環(huán)形鏈達到其最大值時,即測試通路成為一個大的環(huán)形鏈,其移位路徑最長,相應(yīng)的移位功耗也最大。而其他的移位功耗均位于兩個極端條件之間,在假設(shè)條件一致的情況下,它們的變化規(guī)律也會完全一致。從硬件結(jié)構(gòu)上來看,相對于傳統(tǒng)的直鏈結(jié)構(gòu),環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu)在硬件代價有所增加,其硬件代價在于每增加一個環(huán)形鏈,會增加兩個二選一選擇器;相對于代表掃描結(jié)構(gòu)[9]每個掃描單元都增加一個選擇器來說,其硬件代價大大減小。布線代價上來看,該結(jié)構(gòu)可將物理上相近的掃描單元設(shè)置于一個環(huán)形鏈,可結(jié)合電路本身掃描單元的布局獲得優(yōu)化的布線結(jié)構(gòu)。從時延上來看,由于屏蔽了部分環(huán)形鏈,因此測試數(shù)據(jù)的移位路徑長度有所縮短,即其掃描鏈長度有所減小,時延有所減小。測試時間上來看,環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試應(yīng)用時間與傳統(tǒng)掃描直鏈一樣,而對于代表掃描結(jié)構(gòu),假設(shè)測試數(shù)據(jù)通路包含n個環(huán)形鏈,則每個測試向量多出n個時鐘周期的損耗。

    由此可見,相對于傳統(tǒng)直鏈掃描結(jié)構(gòu)和循環(huán)掃描結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)提供了更大的靈活性。該結(jié)構(gòu)可以通過環(huán)形鏈的大小來平衡硬件代價和移位功耗之間的約束,在對面積要求比較高的電路中,可以將環(huán)形鏈大小x設(shè)置得較大,從而在獲得較低測試功耗的同時,減小硬件代價;而在對功耗要求比較高的電路中,可以將環(huán)形鏈大小x設(shè)置得較小,從而在合理的硬件代價下獲得較高的測試功耗的節(jié)約。而相對于代表掃描結(jié)構(gòu),相同條件下,該結(jié)構(gòu)均可通過較低的硬件代價減少更多的測試功耗。

    3 實驗和分析

    本文對傳統(tǒng)掃描直鏈、代表掃描結(jié)構(gòu)[9]及本文提出的代表掃描鏈在Intel Pentium 2.13 Hz CPU,2.93 GB 內(nèi)存的Linux C 環(huán)境下進行了對比。對比實驗主要是對ISCAS89 時序電路的mintest 測試集[15]進行了測試,假設(shè)單個測試端口(多個測試端口分析相同)從移位寄存器大小為1 到大小為N(N為掃描直鏈的所有掃描單元的個數(shù))之間進行計算,功耗比較結(jié)果如表3 所示。其中:第一列和第二列分別為電路名稱和其包含的觸發(fā)器個數(shù)(FF),假設(shè)電路僅一個測試端口,因此被設(shè)置為全掃描的單個測試通路;第三列給出了掃描直鏈結(jié)構(gòu)的總移位功耗P_sa;第四、五、六列分別給出代表掃描結(jié)構(gòu)[9]的功耗最低點對應(yīng)的x的值、最優(yōu)功耗R_sa 和其相對于傳統(tǒng)直鏈所降低的移位功耗的比率sag1,其中sag1=(P_sa-R_sa)/P_sa;第七、八列給出了環(huán)形鏈復(fù)用測試端口測試結(jié)構(gòu)的功耗結(jié)果,其中第七列給出該結(jié)構(gòu)對應(yīng)于代表掃描結(jié)構(gòu)的功耗最低點x的功耗,第八列為其相對傳統(tǒng)直鏈所減少的移位功耗比率sag2,其中sag2=(P_sa-M_sa)/P_sa;最后一列為本文提出的環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu)的功耗M_sa相對代表掃描結(jié)構(gòu)的功耗R_sa降低的移位功耗比率,其中sag=(M_sa-R_sa)/M_sa。

    從表3 中可以看出,相對于傳統(tǒng)掃描直鏈,代表掃描結(jié)構(gòu)和環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu)均較大程度地降低了功耗,對于S13207 來說,其環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試功耗降低比率為99.58%;另一方面可以看出,代表掃描結(jié)構(gòu)的功耗最低點,環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu)都獲得了較低的移位功耗,對于S38584 電路來說,其功耗最低點的減少比率為47.30%。

    表3 測試移位功耗比較Tab.3 Comparison of test shifting power consumption

    4 結(jié)語

    測試集規(guī)模過大和測試功耗過高是數(shù)字集成電路測試的巨大挑戰(zhàn),優(yōu)化的通用測試結(jié)構(gòu)不僅可以獲得較好的測試效果,而且可以減小功耗和測試集規(guī)模。本文提出環(huán)形鏈輪詢復(fù)用測試端口的測試結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將掃描單元設(shè)置到多個環(huán)形移位寄存器中,環(huán)形移位寄存器可工作于直鏈模式、環(huán)形移位模式和隱身模式,縮短測試數(shù)據(jù)的移位路徑,可實現(xiàn)測試響應(yīng)作為下個測試向量的測試模式,降低了測試移位功耗,同時可用于測試壓縮,因此是一種本身具有低功耗和測試集重用的通用測試結(jié)構(gòu)。理論和實驗均表明,該結(jié)構(gòu)克服了代表掃描測試時間增大的缺陷,是一種低端口、低功耗、可測試數(shù)據(jù)重用的通用測試結(jié)構(gòu),不會增加額外的測試端口,布線代價合理。本文下一步工作是將該結(jié)構(gòu)用于測試壓縮中,獲得較小的測試集規(guī)模。

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