1、邊界掃描sram簇板級(jí)互連測(cè)試研究 邊界掃描技術(shù)已成為了vlsi和asic測(cè)試的重要辦法，但是，盡管邊界掃描器件越來(lái)越多，非邊界掃描器件仍然大量存在。在復(fù)雜設(shè)計(jì)中，vlsi和asic雖然能夠完成電路的許多功能，但并不是全部的規(guī)律功能都可以集成，相當(dāng)多的功能仍需要采納分別器件或通用實(shí)現(xiàn)，而它們很少支持邊界掃描。因此，由邊界掃描器件和非邊界掃描器件組裝的非徹低bs器件電路板仍將在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)光內(nèi)廣泛存在，它們的測(cè)試問(wèn)題已成為板級(jí)邊界掃描測(cè)試技術(shù)需要討論的關(guān)鍵問(wèn)題。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）是一種應(yīng)用極為廣泛的元件，但因?yàn)槌杀竞徒Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性的緣由，ram的的設(shè)計(jì)很少包含邊界掃描結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中也無(wú)法用其他器

2、件所替代。 ram可分為動(dòng)態(tài)（dram）與靜態(tài)（sram）兩種。本文以靜態(tài)sram為討論對(duì)象，在定義 sram簇的電路模型和互連故障模型的基礎(chǔ)上，利用"虛擬數(shù)據(jù)通道"測(cè)試辦法，對(duì)多驅(qū)動(dòng)矛盾和sram簇的控制線、地址線和數(shù)據(jù)線之間的板級(jí)互連故障舉行分析和討論，從而提出一種更優(yōu)化的測(cè)試向量生成算法，并將此算法運(yùn)用于測(cè)試程序產(chǎn)生測(cè)試圖形序列。這些測(cè)試圖形序列不僅易于產(chǎn)生，而且有短的測(cè)試序列和高的故障籠罩率。2 sram簇板級(jí)測(cè)試的基本原理文獻(xiàn)中提出了一種測(cè)試ram的i/o完整性的測(cè)試序列：首先寫入走步"1"的測(cè)試向量到指定地址000000，100000，000

3、010，000 001，然后從各地址讀回相應(yīng)寫入的值。文獻(xiàn)則提出了檢測(cè)ram數(shù)據(jù)線和地址線的互連故障的測(cè)試條件，通過(guò)對(duì)這些測(cè)試條件的合并和對(duì)地址、數(shù)據(jù)線互連故障測(cè)試的組合，提出了一種新的測(cè)試算法。這種算法在文獻(xiàn)中帶有邊界掃描結(jié)構(gòu)的ram簇測(cè)試的示例中已有應(yīng)用。但是，上面所提到的辦法都沒(méi)有涉及到數(shù)據(jù)線和地址線之間的橋接故障，沒(méi)有考慮bsc的多驅(qū)動(dòng)矛盾。下面，我們將綜合上述文獻(xiàn)的測(cè)試條件和測(cè)試矢量的優(yōu)點(diǎn)，討論數(shù)據(jù)線和地址線之間橋接的測(cè)試條件，并確定普通性的測(cè)試條件和禁止條件，開發(fā)一個(gè)完備的sram簇測(cè)試矢量算法。這種算法產(chǎn)生的測(cè)試矢量具有以下優(yōu)點(diǎn)： 能夠避開多bsc驅(qū)動(dòng)矛盾； 能夠籠罩全部可測(cè)sr

4、am互連故障； 測(cè)試序列短。下面，首先提出sram簇的電路模型和故障模型，然后研究數(shù)據(jù)線、地址線、控制線以及數(shù)據(jù)線和地址線之間的固定（開路）、橋接測(cè)試條件和相應(yīng)的禁止條件，這些禁止條件描述了那些不能被插入到下面所描述的測(cè)試條件中去的測(cè)試圖形。最后，通過(guò)對(duì)這些測(cè)試條件和禁止條件的重新羅列和組合，在綜合分析的基礎(chǔ)上得到測(cè)試矢量的詳細(xì)構(gòu)成，提出了一種測(cè)試算法和相應(yīng)的測(cè)試圖形生成程序。2.1 sram簇互連測(cè)試的電路模型一種典型的sram簇的互連電路模型1所示。它包括：1、地址線（am-1 ,，a1，a0），可由2態(tài)或3態(tài)bs單元驅(qū)動(dòng)；2、數(shù)據(jù)線（dn -1,d1,d0 ），數(shù)據(jù)線為雙向并由雙向bs單

5、元驅(qū)動(dòng)；3、控制信號(hào)，包括芯片使能（ce），輸出訪能（oe）和寫使能（we），它們由2態(tài)或3態(tài)bs單元驅(qū)動(dòng)。sram簇的每一個(gè)互連節(jié)點(diǎn)都可由多個(gè)3態(tài)的bs單元來(lái)驅(qū)動(dòng)，需注重的是存在這種多驅(qū)動(dòng)的狀況下，必需要求任何時(shí)刻只能有一個(gè)3 態(tài)的bs單元的輸出訪能控制端有效，其他不能使能，以避開多驅(qū)動(dòng)矛盾。在本文中，我們假設(shè)惟獨(dú)一片sram，對(duì)于有多個(gè)與同一地址和數(shù)據(jù)總線相連的存儲(chǔ)器芯片組成的存儲(chǔ)器組件，只需對(duì)每一芯片分離舉行互連故障測(cè)試即可，同時(shí)假定sram的內(nèi)部規(guī)律無(wú)故障。在sram簇的互連測(cè)試?yán)铮鎯?chǔ)器的讀寫操作是通過(guò)邊界掃描的"虛擬通道"來(lái)實(shí)現(xiàn)激勵(lì)與采集，運(yùn)用一組合適的測(cè)試圖形

6、序列輸入到邊界掃描單元中去控制地址線、數(shù)據(jù)線和控制線實(shí)現(xiàn)讀寫。圖2為sram簇測(cè)試時(shí)實(shí)現(xiàn)一個(gè)sram的讀（read）寫（write）周期時(shí)序。存儲(chǔ)器讀寫信號(hào)都由寫使能we控制，we為高電平常舉行讀操作，為低電平常舉行寫操作。同時(shí)規(guī)定地址信號(hào)、oe信號(hào)與we信號(hào)不得同時(shí)轉(zhuǎn)變。2所示，t1、t2和t3為一個(gè)讀周期，t4、 t5和t6為一個(gè)寫周期。sram的讀寫操作的測(cè)試圖形序列如表1所表示。表中dr表示從sram中讀取的數(shù)據(jù)值，a和d分離表示所寫數(shù)據(jù)單元的地址向量和所寫數(shù)據(jù)向量，x表示隨意值。本文正是根據(jù)一定的測(cè)試算法來(lái)產(chǎn)生sram簇的互連測(cè)試的測(cè)試圖形。這些測(cè)試圖形不僅能滿足下面所描述的故障測(cè)試

7、條件，而且能滿足故障籠罩和避開多驅(qū)動(dòng)矛盾。2.2 故障模式和測(cè)試條件sram簇的互連故障有呆滯故障、開路故障以及在地址線、數(shù)據(jù)線和控制線間的橋接故障。sram簇的互連故障檢測(cè)的基理是將一組測(cè)試向量的序列首先寫入sram，讀出sram簇的響應(yīng)序列，通過(guò)分析得到互連網(wǎng)絡(luò)上的故障行為。下面研究是按單一故障模式分離舉行，且開路故障為呆滯故障s-a-1 或s-a-0，橋接故障為"線與"或"線或"。四元組（rd，a，dr，de）代表對(duì)地址a的一個(gè)讀操作，讀取的數(shù)據(jù)值為dr，期望數(shù)據(jù)是 de；一個(gè)三元組（wr，a，d）代表了一個(gè)寫操作，即在地址 寫入數(shù)據(jù)。 和代表包含

8、多位的向量，ti ,j代表 的第j位。2.2.1 地址線（1）地址線i呆滯為v（開路）的故障測(cè)試iii)，(rd,a1,dr,d1)若地址線i呆滯為v，則drd1。禁止條件a) 在i)和iii)之間不允許有其他（wr，a1，d），其中d=x；b) 在ii)和iii)之間不允許有（wr，a2，d1 ）簡(jiǎn)單驗(yàn)證，走步"1"或"0"序列能滿足以上地址線的呆滯和橋接故障的測(cè)試條件。2.2.2 數(shù)據(jù)線（1）數(shù)據(jù)線i的呆滯為v （開路）故障的測(cè)試 測(cè)試條件ii) (rd,a1,dr,d1)，若數(shù)據(jù)線i呆滯為v ，則drd1。 禁止條件i)和ii)之間不允許（wr，a

9、，d），其中d=x。（2）數(shù)據(jù)線i與數(shù)據(jù)線j 的橋接故障的測(cè)試ii) (rd,a1,dr,d1)，若數(shù)據(jù)線i與數(shù)據(jù)線j橋接，則drd1。 禁止條件 在i)和ii)之間不允許（wr，a，d1），其中d=x。 同樣簡(jiǎn)單驗(yàn)證，在數(shù)據(jù)線上用法計(jì)數(shù)序列和走步"1"或"0"序列同樣能夠滿足以上數(shù)據(jù)線呆滯和橋接故障的測(cè)試條件。（3）地址線i和數(shù)據(jù)線j 之間的橋接橋接故障 數(shù)據(jù)線和地址線之間的橋接故障的測(cè)試較為復(fù)雜。我們同樣假設(shè)數(shù)據(jù)線和地址線之間的橋接為"線與"或者為"線或"。這時(shí)只要保證兩橋接線上的測(cè)試圖形互補(bǔ)，再通過(guò)讀出數(shù)據(jù)推

10、斷故障。用走步"1"序列測(cè)試"線或"橋接，用走步 "0"序列測(cè)試"線與"橋接故障，延續(xù)用法這兩種序列即可滿足故障籠罩。 地址線i電平占優(yōu)，地址線 i與數(shù)據(jù)線j之間的橋接故障測(cè)試。 測(cè)試條件ii) (rd,a1,dr,d1)，若地址線i為v占優(yōu)與地址線 j橋接，則drd1。 禁止條件i)和ii)之間不允許（wr，a1，d1），其中d=x數(shù)據(jù)線j電平占優(yōu)，數(shù)據(jù)線 j與地址線i之間的橋接故障的檢測(cè) 禁止條件 a) （wr，a1，d）無(wú)可滿足測(cè)試條件i)和iii)，其中d=x； b) （wr，a2，d1）無(wú)可滿足測(cè)試條件i

11、)和iii)。2.2.3 控制信號(hào)線控制信號(hào)線上的故障包括控制信號(hào)的呆滯（開路）故障以及控制信號(hào)線和地址線或數(shù)據(jù)線的成對(duì)橋接故障?？刂菩盘?hào)除oe和ce為s-a-0不影響sram的正常讀寫操作而無(wú)法檢測(cè)故障外，控制信號(hào)線上的其余故障都將導(dǎo)致從sram讀出的數(shù)據(jù)是隨意的，或者在囫圇測(cè)試過(guò)程中只讀出一個(gè)數(shù)據(jù)。這種故障檢測(cè)比較簡(jiǎn)單，但不易確定其緣由。根據(jù)上述故障模式分類，并給予相應(yīng)的測(cè)試條件后，除控制信號(hào)ce和oe上的s-a-0的故障不能檢測(cè)外，在數(shù)據(jù)線和地址線上的任何故障都能被檢測(cè)。2.3 測(cè)試算法的設(shè)計(jì)因?yàn)閟ram普通都有很規(guī)章的結(jié)構(gòu)，再考慮到在地址線和數(shù)據(jù)線上同時(shí)存在故障的測(cè)試條件，我們提出一種

12、在sram簇的互連測(cè)試中易于產(chǎn)生的測(cè)試序列。假設(shè)sram的地址線和數(shù)據(jù)線的寬度分離為m和n，p、q分離代表 m和n的較大者和較小者。用0(1)表示全0（1）向量；=h1 ,hw表示一個(gè)寬度為w的one-hot vector,(hk=1,hi =0, k), 與互補(bǔ)。于是我們用下面的算法程序描述測(cè)試序列的生成和故障檢測(cè)過(guò)程：通過(guò)對(duì)此程序產(chǎn)生的測(cè)試序列去驗(yàn)證上述故障分類下的測(cè)試條件和禁止條件可以看出，此算法能夠檢測(cè)有 m位地址線和n位數(shù)據(jù)線的sram簇的全部可檢測(cè)互連故障。而且這些測(cè)試序列也很簡(jiǎn)單由測(cè)試程序來(lái)產(chǎn)生。地址和數(shù)據(jù)可分離由一個(gè)m階和 n階的ohc來(lái)產(chǎn)生。ohc的輸出端q/q提供所需的on

13、e-hot/cold 向量。3 試驗(yàn)結(jié)果下面以一個(gè)具有四位地址線和四位數(shù)據(jù)線的 sram為例，容易介紹測(cè)試地址線呆滯、橋接故障的過(guò)程。根據(jù)以上的測(cè)試條件與禁止條件，測(cè)試生成的過(guò)程可描述為：首先，在地址全"0"處寫數(shù)據(jù)全"1"，在地址全"1"處寫數(shù)據(jù)全 "0"，在地址走步"1"處寫數(shù)據(jù)走步"0"，在地址走步"0"處寫數(shù)據(jù)走步"1"；然后通過(guò)邊界掃描鏈路得到響應(yīng)矩陣；通過(guò)響應(yīng)矩陣計(jì)算出故障矩陣，故障矩陣中"1"表示有故障

14、，"0" 表示無(wú)故障。"如表所示，若地址線a2固定為0，則在地址全"0"處所讀出數(shù)據(jù)被地址"0100"處所寫數(shù)據(jù)籠罩，在地址全"1"處所讀出數(shù)據(jù)被地址 "1011"處所寫數(shù)據(jù)籠罩，其故障矩陣惟獨(dú)f2 的地址全"0"和地址全"1"行對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)為1。由此，可推斷故障為地址線a 2固定為0。橋接故障在本文中分為"線與"和"線或" 兩種，前者0占優(yōu)，后者1占優(yōu)。若地址線a2與 a3發(fā)生"線與"橋接

15、故障，0占優(yōu)，則其響應(yīng)矩陣和故障矩陣如下表所示。地址?quot;0"與"1000"處所讀出數(shù)據(jù)被地址"0100"處所寫數(shù)據(jù)籠罩，地址全 "0111"處所寫入的數(shù)據(jù)被地址"1011"處所寫數(shù)據(jù)籠罩，對(duì)應(yīng)故障矩陣f 2與f3共有五處值為1，若數(shù)據(jù)線全"1"與走步"0" 對(duì)應(yīng)故障矩陣中"1"的數(shù)目比數(shù)據(jù)線全"0"與走步"1"對(duì)應(yīng)故障矩陣中"1"的數(shù)目多，則為0占優(yōu)"線與"橋接故障，否則為1占優(yōu)"線或"橋接故障。由此可推斷表2中地址線a 2與a3發(fā)生0占優(yōu)"線與"橋接故障。"線或&