基于片上系统低功耗测试的编码压缩技术研究

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1、中文图书分类号：TN47密级：公开UDC：38学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：基于片上系统低功耗测试的编码压缩技术研究论文作者：郭琨学科：电子科学与技术指导教师：袁海英副教授论文提交日期：2016年5月UDC：38学校代码：10005中文图书分类号：TN47学号：S201302055密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：基于片上系统低功耗测试的编码压缩技术研究英文题目：RESEARCHONCODINGCOMPRESSIONTECHNIQUEBASEDONLOWPOWERSYSTEM-ON-ACHIPTEST论文作者

2、：郭琨学科：电子科学与技术研究方向：片上系统测试与验证申请学位：工学硕士指导教师：袁海英副教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：郭琨日期：2016年6月18日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业

3、大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：郭琨日期：2016年6月18日导师签名：袁海英日期：2016年6月18日摘要摘要随着电路规模、复杂度和工作频率不断攀升，半导体工艺进入深亚微米系统时代，片上系统逐渐成为超大规模集成电路发展的主流趋势。SoC高速测试占用大量测试带宽，对自动测试设备硬件资源提出了严峻的挑战：一方面，往往需要加载很长的测试集才能达到较高的测试覆盖率，极大地提高了测试数据的存储容量；另一方面

4、，SoC测试过程引起触发器翻转活动增加，从而产生大量的测试功耗。因此，开展基于SoC低功耗测试的编码压缩技术研究，有助于加快芯片产品的设计开发和工业应用，推动国内集成电路产业发展进程。论文围绕SoC低功耗测试和测试数据压缩问题展开研究。具体工作如下：1.分析了SoC测试数据压缩和低功耗测试的国内外研究现状；阐述了片上系统测试的基本原理、研究内容和技术挑战；介绍了故障建模、测试向量生成和扫描测试等电路测试技术。2.介绍了两类片上系统低功耗测试方法。在此基础上，论文提出了基于二维汉明距离排序的低功耗测试集预处理方法，涉及无关位二次排序、汉明距离二次排序、测试集二次转置和无关

5、位最小转换填充等步骤，设计了相应的解压结构和有限状态机。最后，针对ISCAS国际标准电路的MINTEST测试集进行了电路验证和实验仿真。实验结果表明，采用低功耗测试集预处理方法后，获得了较高的编码效率和较低的测试功耗。3.介绍了几类测试数据编码方法。在此基础上，针对低功耗测试集，论文提出了基于交替统计游程编码的测试数据压缩方法，给出了ASRL编码规则，实现了动态4m无关位填充算法，设计了相应的解压结构和有限状态机。最后，针对ISCAS国际标准电路的MINTEST测试集进行了电路验证和实验仿真。实验结果表明，ASRL编码方法在压缩效率、测试功耗、测试应用时间和面积开销上均

6、占优势。4.针对低功耗测试集，论文提出了扩展型计数相容模式游程编码的测试数据压缩方法。给出了ECCPRL编码规则、无关位填充方案，针对一个编码实例演示了ECCPRL编码思想。最后，针对ISCAS国际标准电路的MINTEST测试集进行了电路验证和实验仿真。最后，论文分析了片上系统多核并行扫描测试工作中面临的技术挑战，展望了测试硬件开销评估、测试控制器设计、多扫描链结构配置等后续研究工作。关键词：片上系统；低功耗测试；编码压缩；测试集预处理；无关位填充IAbstractAbstractWithmicroelectronicstechnologyandSemicondu

7、ctortechniqueapproachingtheeraofdeepsub-micronsystem,System-on-achiphasbecomethemaintrendonthedevelopmentoflargescaleintegratedcircuits.Withcircuitsize,complexityandoperatingfrequencyrising,highspeedtestingforSoCoftenoccupiesalotoftestbandwidthandputsforwardagreatchalleng