逻辑内建自测试技术进展综述

逻辑内建自测试(logic buit-in self-test,LBIST)是一种可测试性设计技术,利用芯片、板级或系统上的部分电路测试数字逻辑电路本身。LBIST对于许多应用来说至关重要,尤其是国防、航空航天、自动驾驶等生命和任务关键型的应用。这些应用需要执行片上、板上或系统内自检,以提高整个系统的可靠性及执行远程诊断的能力。该文首先给出了常用的LBIST分类,并描述了经典的,也是工业界应用最成功的LBIST架构——使用多输入特征寄存器和并行移位序列产生器的自测试架构;其次,对国内外研究团队、研究进展进行了总结;再次,详细剖析了LBIST的基本原理、时序控制、确定性自测试设计、低功耗设计、“X”容忍等关键技术点,列举出了主流的LBIST商业工具,并逐一分析了其软件架构和技术特点;最后,讨论当前LBIST技术仍需进一步解决的问题,并进行展望。     

嵌入式存储器内建自测试方法

集成电路工艺的改进使存储器的测试面临着更大的挑战.本文在时存储器的故障模型分析的基础上,对具有代表性的测试算法进行了深入的研究,并且详细分析了嵌入式存储器内建自测试的实现原理.通过仿真表明该方法对多数常见故障具有较高的覆盖率.     

基于伪随机测试的模数混合信号内建自测试法

利用伪随机序列作为测试激励,通过计算输入输出的互相关函数得到K维特征空间,在特征空间的基础上进行分析,判别电路有无故障,实验证明该方法简单可行,且提高了测试的效率和正确性,适用于模拟及混合信号测试,适用于混合信号电路的内建自测试（BIST）。     

一种基于格雷码的电路自测试序列分配算法

为了降低组合电路内建自测试的测试功耗,提出了一种基于格雷码的测试序列分配算法.分组式格雷码序列和种子序列相异或生成单跳变测试序列,根据电路的基本输入权重,合理分配测试序列位,减少了电路内部节点的跳变,有效降低了电路的测试功耗.该算法应用在改进的布斯二阶乘法器的自测试中,根据不同的数据通道位宽,相对于传统自测试架构,测试...     

一种新型内建自测试重播种技术

测试数据压缩是SoC(System on a Chip)测试领域研究的一个热点问题.本文提出一种新型的内建自测试重播种技术,这项技术利用一个LFSR(Linear Feedback Shift Register)的种子对多个确定性测试向量进行编码压缩,能够显著提高测试数据的压缩率.在ISCAS89基准电路上进行的实验数据显示,这项技术可以减少约30%的LFSR种子数量,进而降低了测试成本.     

一种选择多个单元的重新播种内建自测试方法

随着集成电路技术的迅速发展,芯片的集成度越来越高,怎样对电路进行有效测试就显得越来越重要。其中内建自测试被认为是解决测试问题有效方法之一。文中提出了一种选择多个单元的重新播种BIST测试方法,实验结果表明该方法可以降低硬件开销。     

硬件复用的内建自测试结构设计

现代数字集成电路因规模庞大而导致测试困难,内建自测试是一种有效的可测性设计技术;由于内建自测试在电路内部设计测试生成与分析模块,需要消耗额外的硬件资源;通过对测试生成与特征分析模块的结构分析,提出基于硬件结构复用的可重构逻辑块观测器,并基于该模块设计了可重构的内建自测试结构;仿真结果表明,该测试结构通过硬件结构的时分复用,能有效地降低硬件资源消耗,测试逻辑正确有效,测试速度较快。     

一种选择多个单元的重新播种内建自测试方法

随着集成电路技术的迅速发展，芯片的集成度越来越高，怎样对电路进行有效测试就显得越来越重要。其中内建自测试被认为是解决测试问题有效方法之一。文中提出了一种选择多个单元的重新播种BIST测试方法，实验结果表明该方法可以降低硬件开销。     

面向存储器核的内建自测试

存储器内建自测试是当前针对嵌入式随机存储器测试的一种经济有效的途径。它实质是BIST测试算法在芯片内部的硬件实现,形成“片上BIST测试结构999作为E-RAM核与芯片系统其他逻辑电路的接口,负责控制功能,实现片上E-RAM的自动测试。根据一个实际项目,本文介绍了MBIST的整体设计过程,并针对测试开销等给出了定量和定性的讨论。     

MT-6000中的内建自测试设计

MT-6000是一款时分多路复用串行数据总线控制芯片。其特点是高集成度,高容错性以及在恶劣环境下的高可靠性等。芯片设有内建自测试功能来保障其可用性,同时自测试方法简洁,其功能覆盖达80%以上。研究了MT-6000的系统结构,设计了核心部分的内建自测试,包括自测试码产生方法及自测试电路。最后给出了实验分析结果。     

基于微处理器的可测性设计

由于微处理器结构复杂，测试困难，作者在微处理器设计中插入内建自测试（BIST）电路，对指令译码部件的可编程逻辑阵列（PLA）电路和执行部件的控制只读存储器（CROM）电路进行测试。模拟结果表明，微处理器可分别在测试模式与正常工作模式下运行。在测试模式下，微处理器芯片中近40％的晶体管可用自检办法解法。     

系统级的可测性设计

随着IC设计的不断发展，SoC由于其可重用性而被广泛应用，这使得可测性设计（DFT）也被提高到系统级的高度。从顶层模块考虑，必须对不同模块采用不同的测试策略，合理分配测试资源。该文通过实例，提供了一种可行的系统级DFT方案。     

约束输入精简的多扫描链BIST方案

运用有约束的输入精简、LFSR编码与折叠计数器技术,实现了对确定性测试集的压缩与生成.其主要优点是将多种测试方法有机地结合在一起,充分地发挥了各种方法在压缩测试数据方面的优势.与国际上同类方法相比,该方案需要的测试数据存储容量更少,测试应用时间明显缩短,总体性能得到提升;并且能够很好地适应于传统的EDA设计流.     

基于BIST软件测试思想的单元测试框架

BIST是一种成熟的硬件可测性设计的方法,BIST软件测试思想则借用了该技术,它主要包括模板和自治测试部分两大基本结构。在该思想的指导下,整合测试用例、测试点、插装函数、测试报告等测试要素,提出了各个要素的存储或使用方式,以路径覆盖为测试目标,提出了一种BIST软件自测试的测试框架。实践证明,该测试框架有利于BIST软件测试思想的进一步研究和实现。     

数字系统单加权集下随机测试生成方法

为在不引入额外的硬件开销以下较短的测试序列获得较高的故障覆盖率，提出一种基于细胞自动机（CA）的数字集成电路加权随机测试方法。该方法利用可测性测度建立反映故障侦查代价的可测性代价函数，对此函数的寻优得到被测电路主输入处的权值，再由一维混合型CA实现了该权值下的随机序列。对标准电路的实验验证了该方法是一种有效的、且便于BIST的应用的测试生成算法。     

基于树形解压缩器的低测试数据量方法

提出一种由异或门按照完全二叉树形状排列而成的树形向量解压缩器。该解压缩器的少数输出端需要由大部分的输入端来确定,而且该结构对其输出值的确定关系类似于扫描链中确定位的分布概率,可有效降低测试数据量。实验结果表明,对于ISCAS’89基准电路,该结构最高将测试数据量压缩了77倍。     

基于PUF的轻量级RFID安全认证协议

针对现有的RFID(Radio Frequency Identification)认证协议存在的安全隐私保护弱点以及成本过高问题,提出一个基于PUF(Physical Unclonable Functions)的轻量级RFID安全认证协议。利用PUF与LFSR(Linear Feedback Shift Register)实现阅读器和标签之间强的安全认证。另外,协议中增加了阅读器二次验证安全机制,为了保证阅读器与标签共享密钥同步,添加了不良攻击标识M等手段,解决了已有认证协议存在的多种安全漏洞。安全性分析表明该认证协议不仅成本低,而且能够有效地抵抗物理攻击、DoS攻击、同步破坏攻击等多种攻击,满足了认证协议的正确性、安全性、隐私性。     

嵌入式网卡芯片设计及其低功耗DFT技术考虑

针对目前应用于信息家电的以太网多芯片解决方案具有成本高、性能较低等问题,文章设计实现了一款以太网控制SoC单芯片。同时,为了获得较低的测试功耗,进行了可测试技术的低功耗优化。该芯片采用TSMC0．25／μm 2P4M CMOS工艺流片,裸片面积为4．8×4．6mm^2,测试结果表明,该嵌入式以太网控制SoC芯片的故障覆盖率可达到97％,样片的以太网数据包最高吞吐量可以达到7Mbits／s。     

基于LFSR重播种的测试方法研究

LFSR重播种的测试方法是一种内建自测试方法,存在3种重播种方法,分别是部分动态重播种方法,部分测试向量切分的重播和相容时钟的部分动态重播种方法,这3种方法在硬件开销、编码效率、测试时间方面均有所改进.     

改进的多步法快速相关攻击及其应用

本文提出了两个新的流密码多步法快速相关攻击算法.第一个算法适用于噪音不是很大,而攻击者只有很少预计算资源的环境.第二个算法适用于高噪音而只能获得有限密钥流的场合.新算法均适用于任何形式的LFSR,并在所考虑情况下优于以前的结果.作为应用,本文分别给出一级蓝牙流密码E0和LILI-128新的密钥恢复攻击.给定237比特密钥流和228字节存储空间,针对一级蓝牙流密码E0的新攻击可以在235.1次操作中完成.给定224比特密钥流和224.5字节存储,针对LILI-128的新攻击复杂度为270.6次操作.