Test digitaler Schaltkreise (eBook)

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Stephan Eggersglüß, Görschwin Fey, Ilia Polian

1 Einleitung 11
1.1 Test im Entwurfsablauf 12
1.2 Ziele 13
1.3 Allgemeiner Ablauf und Anforderungen 14
1.4 Wichtige Konferenzen und wissenschaftliche Zeitschriften 19
1.5 Aufbau des Buches 20
2 Grundlagen 23
2.1 Boolesche Gatter 23
2.2 Schaltkreise 26
2.3 Zeitverhalten 28
3 Klassische Fehlermodelle 31
3.1 Haftfehler 33
3.2 Pfadverzögerungsfehler 35
3.3 Transitionsfehler 39
3.4 Mehrfach-Entdeckung 41
3.5 Fehlerlistenreduktion 41
3.5.1 Fehleräquivalenz 42
3.5.2 Fehlerdominanz 43
3.6 Einordnung und weitere Themen 44
4 Fehlersimulation 45
4.1 Basisverfahren zur Fehlersimulation 46
4.1.1 Simulation eines einzelnen Testmusters 47
4.1.2 Ereignisgesteuerte Simulation einer Testmenge 49
4.1.3 Simulation einer Testmenge mit Fault Dropping 50
4.2 Parallele Fehlersimulation 52
4.2.1 Musterparallele Fehlersimulation 53
4.2.2 Fehlerparallele Simulation 55
4.2.3 Erweiterungen der parallelen Fehlersimulation 57
4.3 Deduktive Fehlersimulation 59
4.4 Einordnung und weitere Themen 60
5 Deterministische Testmustergenerierung 63
5.1 Boolesche Differenz 64
5.2 D-Algorithmus 66
5.2.1 Fünfwertige Logik L5 67
5.2.2 Implikationen 68
5.2.3 Testmustergenerierung für verzweigungsfreie Schaltungen 70
5.2.4 Testmustergenerierung für rekonvergente Schaltungen 73
5.3 PODEM – Path-Oriented Decision Making 79
5.4 FAN – Fanout-Oriented Test Generation 85
5.4.1 Unique Sensitization 87
5.4.2 Multiple Backtracing 88
5.5 Lernverfahren 91
5.5.1 Statische Verfahren 91
5.5.2 Dynamische Verfahren 93
5.6 Boolesche Erfüllbarkeit 95
5.6.1 Schaltkreis-zu-KNF-Transformation 97
5.6.2 Testmustergenerierung mit Boolescher Erfüllbarkeit 99
5.7 Kompaktierung 103
5.7.1 Statische Kompaktierung 103
5.7.2 Dynamische Kompaktierung 107
5.8 Einordnung und weitere Themen 109
6 Sequentielle Testmustergenerierung 111
6.1 Grundlegende Modellierung 112
6.2 Algorithmen 115
6.2.1 Strukturelle Verfahren 116
6.2.2 Modellierung mittels Boolescher Erfüllbarkeit 118
6.2.3 Einsatz von Interpolation 120
6.3 Klassen von Schaltkreisen 124
6.3.1 Rückkopplungsfreie Schaltkreise 124
6.3.2 Mehrere Taktsignale 125
6.4 Einordnung und weitere Themen 127
7 Design-for-Test (DFT) 129
7.1 DFT für kombinatorische Schaltungen 130
7.2 DFT für sequentielle Schaltungen 132
7.3 Interne Prüfpfade 135
7.4 Reduktion der Testanwendungszeit 139
7.5 Partielle Prüfpfade 140
7.6 Scan-basierter Test für Verzögerungsfehler 141
7.7 Boundary Scan 144
7.8 Einordnung und weitere Themen 145
8 Selbsttest und Testdatenkompression 147
8.1 Eingebauter Selbsttest 147
8.1.1 Pseudozufällige Testerzeugung mit LFSRs 150
8.1.2 Gewichtete Zufallsmuster 154
8.2 Ausgangskompaktierung 157
8.3 Testdatenkompression 162
8.3.1 Illinois Scan 164
8.3.2 LFSR Reseeding 165
8.3.3 Embedded Deterministic Test 167
8.4 Einordnung und weitere Themen 170
9 Diagnose 173
9.1 Scan-Chain-Diagnose 175
9.1.1 Test der Prüfpfade 176
9.1.2 Berechnung oberer und unterer Schranken 177
9.1.3 Vergleichende Bewertung von Fehlerkandidaten 179
9.2 Logikdiagnose 180
9.2.1 Antwortabgleich für Haftfehler 181
9.2.2 Syndrom-Rückverfolgung für Haftfehler 185
9.2.3 Diagnose komplexer Fehler 188
9.2.4 Diagnostische Testmustergenerierung 190
9.2.5 Einordnung und weitere Themen 192
10 Speichertest 195
10.1 Fehlermodelle für Speichertest 195
10.1.1 Allgemeine Beschreibung von Fehlern im Speicher 196
10.1.2 Fehler, die eine Speicherzelle betreffen 196
10.1.3 Fehler, die mehrere Speicherzellen betreffen 198
10.2 Speichertestmethoden 199
10.2.1 Frühe Speichertestmethoden 199
10.2.2 March-Tests 200
10.3 Selbsttest und Selbstreparatur 204
10.4 Einordnung und weitere Themen 206
11 Aktuelle Themen 207
11.1 Moderne Fehlermodelle 207
11.1.1 Mehrfache Entdeckung und erschöpfende Testmuster 207
11.1.2 Defektbasierter Test 208
11.1.3 Kleine Verzögerungsfehler und Parametervariationen 209
11.1.4 Allgemeine Fehlermodellierung 210
11.2 Energieverbrauch in der Testanwendung 211
11.3 Test 3D-integrierter Schaltungen 212
11.4 Einordnung und weitere Themen 214
A Symboltabelle 217
Literaturverzeichnis 219
Index 235