基于X位的低功耗测试矢量优化设计

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随着集成电路的制造工艺进入纳米量级,芯片的集成度和规模迅速扩大,芯片的测试功耗高达其正常工作模式下的数倍,严重威胁了测试的可靠性和芯片的良品率。测试过程中的高功耗已经成为集成电路设计中的一个不容忽视的问题。探寻有效的测试功耗优化技术成为可测性设计的一个重要研究内容。  本文提出的基于影响指数的低功耗X位填充方案实现了对测试捕获功耗和移位功耗的联合优化。在优化捕获功耗时,本文首先分析了X位对捕获功耗的影响指数,每次选取测试矢量中固定比例的X,按捕获功耗影响指数递减的顺序对X实施以捕获加权翻转数(CWT)为指导的赋值。捕获功耗优化填充完成之后,测试矢量中剩余的X位用以优化移位功耗,其中,相对于扫描移入功耗,对扫描移出功耗贡献较大的X按照移位功耗影响指数递减的顺序进行以移位加权翻转数(SWT)为指导的填充,其余的X位用改进的邻位填充法快速赋值。移位功耗优化结束后,测试激励中的X已全部被填充。如果功耗优化目标未达成,则逐步增加用于捕获功耗优化的X的比例,迭代上述优化过程直至达成功耗优化目标。  在基准电路ISCAS89上的实验结果表明,本文所采用的X位填充技术,能在保证测试覆盖率不变的基础上,减少36.86%的峰值捕获功耗和19.98%的平均移位功耗,有效地保证了芯片测试的安全性。本文方案实现了对芯片Shark的测试功耗的有效优化,将其峰值捕获功耗降低了30.81%,平均移位功耗降低了40.31%,与EDA工具良好兼容,具有实用性。
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