Probabilistische Verfahren für den Test hochintegrierter Schaltungen

Die Arbeit behandelt den Selbsttext hochintegrierter digitaler Schaltungen mit zufällig erzeugten Mustern. Es wird ein neues Verfahren vorgestellt, um die Wahrscheinlichkeit abzuschätzen, mit der ein Fehler durch ein zufällig erzeugtes Muster erkannt wird, und um darauf aufbauend die notwendige Zahl von Zufallsmustern zu bestimmen. Beim konventionellen Zufallstest benötigen viele Schaltungen unwirtschaftlich große Mustermengen. Um dieses Problem zu lösen, wird eine Methode vorgeschlagen, für Zufallsmuster solche optimalen Verteilungen zu bestimmen, die eine besonders hohe Fehlererfassung erwarten lassen. In vielen Fällen kann so die nötige Musterzahl um mehrere Größenordnungen gesenkt werden. Zur Ausführung eines einfachen Selbsttests wird ein Modul vorgestellt, der auf dem Chip integriert werden kann und im Testmodus die Muster mit den geforderten Verteilungen erzeugt. Der Mehraufwand an Schaltelementen für den Selbsttest mit optimierten Zufallsmustern ist mit dem herkömmlichen Zufallstest vergleichbar. Aufgrund der behandelten Verfahren kann daher die Klasse der Schaltungen vergrößert werden, die mit Zufallsmustern selbsttestbar sind, ohne daß signifikante Mehrkosten anfallen.

Inhalt

1. Das Testproblem für integrierte Schaltungen.- 1.1 Die Rolle des Produktionstests.- 1.2 Ebenen der Fehlermodellierung.- 1.3 Testbarkeitsmaße und Testregeln.- 1.4 Teststrategien für synthetisierte Schaltungen.- 2 Grundlagen, Definitionen und Vorarbeiten.- 2.1 Grundlegende Sachverhalte und Definitionen.- 2.2 Die Aufgabenstellung.- 2.3 Vorarbeiten von anderer Seite und Abgrenzung der Ergebnisse.- 3 Fehlerentdeckungs- und Signalwahrscheinlichkeiten.- 3.1 Die Aufgabenstellung und ihre Komplexität.- 3.2 Die exakte Berechnung von Signalwahrscheinlichkeiten.- 3.3 Schätzung der Signalwahrscheinlichkeiten im Programmsystem PROTEST.- 3.4 Modellierung des Signalflusses.- 3.5 Anwendungen.- 3.6 Behandlung von Redundanz.- 4 Die Bestimmung effizienter Zufallstests.- 4.1 Die Gütefunktion für den Zufallstest.- 4.2 Eigenschaften der Gütefunktion.- 4.3 Zur Auswahl des Optimierverfahrens.- 4.4 Optimierung bezüglich einer Variablen ,.- 4.5 Die Methode des steilsten Abstiegs.- 4.6 Die Methode des zyklischen Abstiegs.- 4.7 Fehlersimulation mit optimierten Zufallmustern.- 4.8 Bemerkungen zur Redundanz.- 5 Anwendungen bei Test-und Synthesealgorithmen.- 5.1 Anforderungen an Pseudozufallsfolgen.- 5.2 Der externe Test mit optimierten Zufallsmustern.- 5.3 Der Selbsttest mit optimierten Zufallsmustern.- 6 Praktische Ergebnisse.- 6.1 Usntersuchte Schaltungen.- 6.2 Validierung der Schätzergebnisse von PROTEST.- 6.3 Musterzahlen für optimierte und für nicht optimierte Eingangswahrscheinüchkeiten.- 6.4 Fehlersimulation mit optimierten und nicht optimierten Mustermengen.- 6.5 Optimierte Mustererzeugung per Hardware.- 1. Der Aufbau von PROTEST.- 2. Beweis der Formel (4.11).- 3. Reduktion deterministischer Testmengen.- 4. Autokorrelation der erzeugten Zufallsfolge.- 5. Beispiele optimierterEingangswahrscheinlichkeiten.