Введение к работе
Актуальнооть работы. Развитие и совершенствование интегральной техники цифровых схем усложняют задачу их контроля. Условия доогупа к различным чаотям сложных цифровых схем для обнаружения неисправностей крайне ограничены, поскольку количество выводов в предлагаемых промышленностью корпусов микросхем на несколько порядков меньше, чем количество логических вентилей на криоталле. Кроме того, внешний тестер по оравнению с микросхемой имеет меньше надежность. Поэтому применения внешней аппаратуры для контроля микросхемы нецелесообразно.
Эффективным решением проблемы контроля микросхем являетоя использование встроенного псевдослучайного тестирования. Так как при реализации встроенного контроля современных цифровых схем оложнооть их увеличивается незначительно. Для реализации встроенного псевдослучайного тестирования в самопроверяемой микросхеме должны содержаться генератор псевдослучайных тестов и компактер выходных реакций. При построении генератора используется сдвиговый регистр о линейными обратными овязями, главное преимущество которого состоит в проототе его реализации, в том числе и аппаратурной.
Важными задачами при встроенном контроле являютоя генерация тестовых последовательностей, оценка достоверности контроля и ожатие выходных реакций. Этими вопросами занимаются многие советские и зарубежные ученые и специалисты. Одна из основных трудностей при решении этих вопрооов заключается в определении соотношения между параметрами доотовернооти контроля и длины теотов с учетом реальных статиотических характеристик рассматриваемых последовательностей. Она может быть решена при помощи имитационного моделирования. Однако время, необходимое для моделирования цифровых охем, пропорционально числу вентилей в квадрате.
Цель работы. Целью диосертационной работы является создание методов и алгоритмов оценки достоверности теотов при встроенном поевдоолучайном тестировании микросхем (МС), позволявших в простых случаях избежать имитационного моделирования неисправностей или существенно сократить его объем.
Научная новизна. Научная новизна дисоертации заключается в следующем:
- исоледована математичеокая ..одель процесса контроля МС пу-
тем использования языка теории конечных автоматов;
разработан метод нахождения квазиоптимальных входных вероятностей при псевдослучайном тестировании, что позволяет значительно сократить длину последовательностей по сравнению с равновероятными поступлениями входных тестов;
описанная в зарубежной литературе методика -ST/4FAW модифицирована и развита для получения безошибочной тестируемости узлов и полноты покрытия неисправностей комбинационной и последовательной схем без помощи моделирования неисправностей.
Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы теории конечных автоматов, цепей Маркова, теории вероятности, математической статистики, линейной алгебры, моделирования дискретных устройств.
Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в следующем:
1. Исследованные в работе методы сжатия выходных реакций мо
гут быть использованы для реализации встроенного псевдослучайного
тестирования МС, достоверность которого может быть получена по
матрицам переходных вероятностей. При этом временная сложность
вычислений достоверности линейно зависит от количества вентилей
в тестируемой схема. В то же время для имитационного моделирования неисправностей машинное время пропорционально числу вентилей в квадрате.
-
Рассмотренный в работе метод анализа тестируемости может быть использован для тёстопригодного проектирования ЫС. Время моделирования без неисправностей для исследованных в эксперименте МС средней степени интеграции от 3 до 22 раз меньше, чем время моделирования неисправностей.
-
Предложенный в работе метод определения квазиоптимальных входных вероятностей по результатам эксперимента позволяет от 3 до 50 раз сократить длину тестовых последовательностей по сравнению с равновероятными поступлениями входных тестов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на всесоюзной научно-технической конференции "Метрологические проблемы микроэлектроники" (11-13, 06, 1991 г., Менделеево Московской области) и юбилейной научно-технической конференции МЭИ "Новые информационные и электронные технологии в народном хозяй-
стве и.образовании"( М.: МЭИ, ю,12. 1990 г.).
Структура и объем работы. Дисоертация соотоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Основной текст -156 страниц, включая 17 таблиц и 33 риоунков. Список литературы включает 144" названий.