專利名稱：一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)、方法及診斷向量生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，屬于一種邏輯集成電路的時序故障定位方法， 特別是涉及一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)、方法及診斷向量生成裝置。
背景技術(shù)：
近年來集成電路的設(shè)計廣泛采用深亞微米和超深亞微米工藝以提升性能。 同時，隨著工藝尺度的縮小，芯片的缺陷密度逐漸增加，每代工藝中的量產(chǎn)學(xué) 習(xí)過程也變得更加復(fù)雜。因此，在電路設(shè)計過程中廣泛采用掃描設(shè)計技術(shù)以提升電路的可測性(Design-For-Testability, DFT)和可診斷性，從而提升芯片 質(zhì)量以及芯片生產(chǎn)的優(yōu)良率。掃描設(shè)計技術(shù)是一種廣泛采用的結(jié)構(gòu)化可測試性設(shè)計(DFT)技術(shù)。該技 術(shù)中基于掃描的邏輯診斷已經(jīng)成為量產(chǎn)加速階段(yield ramp-up)不可缺少 的手段，通過邏輯診斷可以幫助失效分析設(shè)備快速尋找到引起失效的缺陷位 置，從而加速失效分析過程。通過掃描設(shè)計技術(shù)，在電路中插入一種稱為掃描鏈的移位寄存器結(jié)構(gòu)，通 過掃描鏈可以非常方便地實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的有效傳遞以及內(nèi)部狀態(tài)的有效導(dǎo)出。在電路中實現(xiàn)的掃描又分為"全掃描"和"部分掃描"兩種。全掃描是將 電路中所有的時序單元都置換為掃描單元，并且接入一個或者多個掃描鏈中， 這樣可以非常容易地實現(xiàn)故障的控制和傳導(dǎo)。部分掃描則是選擇性地組成掃描 鏈，例如可以將關(guān)鍵路徑上的時序單元以及難于滿足掃描結(jié)構(gòu)要求的單元排除 在掃描鏈之外，以確保芯片滿足面積和性能方面的要求。掃描測試的實現(xiàn)過程是讀入電路網(wǎng)表并且實施設(shè)計規(guī)則檢查(Design Rule Check, DRC)，確保符合掃描測試的設(shè)計規(guī)則；將電路中原有的觸發(fā)器或 者鎖存器置換為特定類型的掃描觸發(fā)器或者鎖存器(如多路選擇D觸發(fā)器，時 鐘控制的掃描觸發(fā)器，以及電平敏感的掃描設(shè)計)，并且將這些掃描單元鏈接 成一個或者多個掃描鏈，這一過程稱之為測試綜合；測試向量自動生成(Automatic Test Pattern Generation, ATPG)工具根據(jù)插入的掃描電路以及形成 的掃描鏈自動產(chǎn)生測試向量；故障仿真器(Fault Simulator, FS)對這些測試向量 實施評估并且確定故障覆蓋率情況。而現(xiàn)有技術(shù)中，掃描單元及其控制電路可能會占到芯片總面積的30%。即使是在存儲部件占多數(shù)的面積的微處理器芯片中，掃描電路及其控制邏輯所占 的硅片面積相對于組合邏輯電路來說仍然很大。這使得在掃描單元及其控制電 路上發(fā)生的故障可能占到故障總數(shù)的50%。因此掃描鏈故障診斷對于芯片故障 診斷具有重大意義。從測試角度而言，發(fā)現(xiàn)掃描鏈中的掃描單元是否存在故障并不困難。只要 將flush向量(0011)移入并直接移出掃描鏈即可判斷掃描鏈?zhǔn)欠翊嬖诠收?。但從診斷角度而言，定位故障掃描單元卻具有很大的挑戰(zhàn)性。首先，掃描 鏈中的故障效果只有通過掃描輸出才能直接觀察到；其次，掃描鏈中的故障效 果會因為掃描移位而具有全局性。這是因為在向量移入過程中，故障掃描單元 的上游將會被污染，而在移出過程中，故障掃描單元的下游會被污染，所以經(jīng) 過掃描移入移出過程后整條掃描鏈已被污染。為解決定位故障掃描單元中存在的問題，目前有三類可行的方案，第一類 方案就是專門為待測掃描鏈生成一組診斷向量；第二類方案將已有的失效向量 注入故障模擬器，通過比較失效向量和故障模擬器的響應(yīng)進行診斷；最后一類方案就是通過修改電路中的觸發(fā)器單元提高電路的可診斷性。在第一類方案中，測試向量生成方法可分成三種， 一種是將待測掃描單元 的故障效果通過組合邏輯傳播給輸出或者傳播給可以正常觀測的偽輸出；第二 種方法是把可以反映故障效果的邏輯值通過組合邏輯傳播給待測掃描單元。對 于以上兩種方法只要在待測掃描單元上發(fā)現(xiàn)了與期望響應(yīng)不相同的結(jié)果，就可 以認(rèn)為該待測掃描單元是存在故障的。第三種方法不是確定性測試生成方法， 而是從功能向量中選取可以使得待測掃描鏈中所有掃描單元置1和置0概率相 當(dāng)?shù)墓δ芟蛄?，通過比較失效芯片各輸出的O、 1出現(xiàn)概率和期望輸出的0、 1 出現(xiàn)概率推斷出故障掃描單元的位置。這類方案得到的診斷分辨率與電路結(jié)構(gòu)相關(guān)，無法保證診斷的精度。 第二類方案不需要為待測掃描鏈生成專門的診斷向量，而是利用已有的測 試向量和這些向量的失效響應(yīng)進行故障模擬。在診斷過程中，故障被注入到模擬器中，并施加向量得到相應(yīng)的失效響應(yīng)。通過比較從模擬器得到的失效響應(yīng) 和從測試設(shè)備上得到的實際失效響應(yīng)估計故障注入位置與實際故障發(fā)生位置 是否相同，如果相同則診斷過程結(jié)束，如果不同則反復(fù)迭代上述過程，直到得 出滿意的診斷結(jié)果。這類方案雖然可以準(zhǔn)確定位故障，但故障被注入到模擬器中并施加向量 后，通常會得到大部分相同的失效響應(yīng)，而無法確定故障的真正位置，只有通 過反復(fù)迭代，才能得出滿意的診斷結(jié)果。這會給電路帶來很大開銷，占據(jù)大量 時間和資源。第三類方案是通過修改電路設(shè)計提高電路的可診斷性。大致分成兩種方 法，第一種方法為掃描單元提供旁路掃描鏈，使得掃描單元的掃描輸出結(jié)果可 以傳播到多條掃描鏈上。第二種方法是為掃描單元提供某種置位的機制，在故 障發(fā)生時，故障掃描鏈里的掃描單元被置成某種特殊的向量。這種特殊向量在 移出過程中可以敏化一類或者幾類故障。通過修改電路設(shè)計的方法來提高電路的可診斷性可以確保邏輯診斷的精 度，并在診斷速度上較前兩類有較大的提高。但是，現(xiàn)有的第三類方案，僅僅診斷掃描鏈上存在的故障。 一旦掃描鏈上 發(fā)生失效，后續(xù)的組合邏輯診斷過程也就無法進行，組合邏輯中的失效信息就 不能夠通過邏輯診斷獲得；另外，第三類方案會給電路設(shè)計帶來額外的面積和 布線開銷，更重要的是，特殊的可測性設(shè)計會改變傳統(tǒng)的工業(yè)流程，所以這種 方法很少在工業(yè)界得到應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)、方法及診斷向量生成裝 置。其在沒有任何面積和布線開銷的情況下對發(fā)生時序故障的掃描鏈進行診 斷，且不改變傳統(tǒng)的掃描鏈診斷流程。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，包括診 斷向量生成裝置，診斷向量獲取模塊和故障診斷模塊，其中所述診斷向量生成裝置，通過模擬發(fā)生時序故障時待測芯片的電路的邏輯 狀態(tài)，被用來生成時序故障診斷向量；所述故障診斷模塊，通過分析從測試設(shè)備上得到的響應(yīng)結(jié)果，進行故障定位；所述診斷向量獲取模塊，利用所述診斷向量生成裝置獲取所述時序故障診 斷向量并存儲該時序故障診斷向量，并將該時序故障診斷向量傳給所述故障診 斷模塊進行掃描鏈故障診斷。所述診斷向量生成裝置還包括時序故障類型判斷模塊和系統(tǒng)控制模塊， 其中所述時序故障類型判斷模塊，用于判斷待測掃描鏈的時序故障的類型； 所述系統(tǒng)控制模塊，用于根據(jù)不同情況，調(diào)用系統(tǒng)中的各個模塊協(xié)調(diào)工作。 所述診斷向量生成裝置包括輸入譯碼器，兩個結(jié)構(gòu)完全一致的經(jīng)過時序展開后的待測芯片電路副本，模擬掃描單元故障模型，輸入模塊，以及約束電路模塊，其中所述模擬掃描單元故障模型，用于模擬待測芯片電路副本中的掃描單元， 其中不同的時序故障類型對應(yīng)不同的模擬掃描單元故障模型，模擬掃描單元故 障模型由時序故障類型確定；所述輸入模塊，用于向所述電路副本輸入向量；所述約束電路模塊，用于對診斷向量生成裝置中的電路進行約束。 所述約束電路模塊，包括兩個異或門和一個或門，其中 一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接待測芯片電路副本的組合邏輯電路的原 始輸出；另一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接每個所述模擬掃描單元故障模型的輸出；所述或門的輸入端，用于對應(yīng)連接所述兩個異或門的輸出結(jié)果，并判斷待 測的候選對是否可以區(qū)分。所述診斷向量獲取模塊，利用固定型故障測試生成工具生成所述或門輸出 上發(fā)生固定為O故障的測試向量，作為時序故障診斷向量。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了一種診斷向量生成裝置，包括兩 個結(jié)構(gòu)完全一致的經(jīng)過時序展開后的待測芯片電路副本，模擬掃描單元故障模 型，輸入模塊，以及約束電路模塊，其中所述模擬掃描單元故障模型，用于根據(jù)測定的時序故障類型，模擬待測芯 片電路副本中的掃描單元；所述輸入模塊，用于向所述電路副本輸入向量；所述約束電路模塊，用于對所述診斷向量生成裝置中的電路進行約束。 所述診斷向量生成裝置，還包括輸入譯碼器。所述模擬掃描單元故障模型，為過緩上升故障模型、過緩下降故障模型、 過速上升故障模型、或過速下降故障模型的一種或任意組合。所述輸入模塊，包括原始輸入子模塊和偽輸入子模塊，其中 所述原始輸入子模塊，用于產(chǎn)生加載到待測芯片原始輸入端的向量；所述偽輸入子模塊，用于產(chǎn)生加載到待測芯片偽輸入端的向量，該向量通過掃描移 位加載到待測芯片的掃描單元上-,原始輸入子模塊及偽輸入子模塊分別輸出到電路副本的邏輯狀態(tài)一致。所述約束電路模塊，包括兩個異或門和一個或門，其中一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接待測芯片電路副本的組合邏輯電路的原 始輸出；另一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接每個所述模擬掃描單元故障模型的輸出；所述或門的輸入端，用于對應(yīng)連接所述兩個異或門的輸出結(jié)果，并判斷待 測的候選對是否可以區(qū)分。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了一種掃描鏈故障診斷方法，包括步驟步驟A、根據(jù)待測掃描鏈的時序故障類型，建立診斷向量生成裝置；步驟B、對所述診斷向量生成裝置求解，獲取可同時區(qū)分多個故障對的時 序故障診斷向量，并將該時序故障診斷向量存儲于診斷向量集合；步驟C、將所述診斷向量集合中的時序故障診斷向量逐一加載至待測芯片 得到故障響應(yīng)，依據(jù)該故障響應(yīng)，對待檢測芯片進行掃描鏈故障診斷。所述步驟A之前，還包括歩驟步驟A'.確定待測掃描鏈的時序故障類型，其中待測芯片的掃描鏈為待測掃描鏈。所述步驟A包括歩驟步驟Al.根據(jù)待測芯片的時序故障類型，建立模擬掃描單元故障模型； 步驟A2.利用所述模擬掃描單元故障模型，建立診斷向量生成裝置。所述步驟A2包括步驟步驟A21.將待測芯片經(jīng)過時序展開得到待測芯片電路副本，該電路副本 包括偽輸入的掃描鏈，偽輸出的掃描鏈，以及待測芯片的組合邏輯電路及其原 始輸入和原始輸出，并用所述模擬掃描單元故障模型模擬掃描鏈上的掃描單元；步驟A22.用兩個完全一樣的所述待測芯片電路副本，分別模擬掃描單元 發(fā)生時序故障時的待測芯片的電路的邏輯狀態(tài)；步驟A23.使用一異或門將兩個所述待測芯片電路副本中待測芯片的組合 邏輯電路的原始輸出對應(yīng)連接到異或門的輸入端；使用另一異或門將兩個所述 待測芯片電路副本中偽輸出端的模擬掃描單元故障模型的輸出對應(yīng)連接到異 或門的輸入端；步驟A24.使用一個或門將所述兩個異或門的輸出對應(yīng)連接到或門的輸入:^山乂而；步驟A25.將輸入譯碼器的輸出端對應(yīng)連接到所述模擬掃描單元故障模型 的故障注入端。所述步驟B包括步驟步驟Bl.利用固定型故障測試生成工具，對所述步驟A建立的診斷向量 生成裝置求解，若可解，則存儲該解，并進入步驟B2;若不可解，則進入步 驟B4;步驟B2.將已被步驟Bl得到的解，所區(qū)分的候選對從候選對集合中刪除； 歩驟B3.判斷候選對集合是否為空；若是，時序故障診斷向量生成過程 結(jié)束；若否，則返回步驟B1;歩驟B4.余下的不可區(qū)分的候選對為等價故障對，存儲于等價故障對集合。所述時序故障診斷向量，包括測試向量，原始輸出和偽輸出，其中所述測試向量，包括原始輸入和偽輸入；所述原始輸出，是指所述電路副本的組合邏輯電路的輸出；所述偽輸出，是指所述電路副本中輸出端模擬掃描單元故障模型的輸出。所述步驟C包括步驟步驟Cl，將所述診斷向量集合中的時序故障診斷向量中的所述測試向量 逐一加載至待測芯片；歩驟C2，判斷待測芯片的故障響應(yīng)與時序故障診斷向量中的所述偽輸出 和所述原始輸出是否相同，若是，則轉(zhuǎn)到步驟C3;否則返回步驟C1;步驟C3，依據(jù)該時序故障診斷向量對應(yīng)的解，確定實際故障的位置。本發(fā)明的有益效果在于1、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法可以有效的診斷掃描鏈中存在 的時序故障。2、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法不會給電路帶來任何的硬件開 銷也不會改變現(xiàn)有的設(shè)計測試流程。3、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法，任何通用的固定型故障測試生成工具都可以用作掃描鏈診斷向量的生成。4、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法可以有效的降低證明故障是等價故障的計算時間。5、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法可以在不影響分辨率和準(zhǔn)確率的情況下有效壓縮向量數(shù)目，使得一個向量可以區(qū)分多個候選對，從而減少測 試生成和測試的時間開銷。


圖l是掃描鏈模型示意圖；圖2是本發(fā)明掃描鏈故障診斷系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明診斷向量生成裝置實施例的示意圖；圖4是本發(fā)明診斷向量生成裝置中模擬掃描單元故障模型實施例的示意圖；圖5是采用圖4中模擬掃描單元故障模型進行掃描單元故障注入的示意圖；圖6是本發(fā)明掃描鏈故障診斷方法實施例的一流程圖； 圖7是本發(fā)明掃描鏈故障診斷方法中建立診斷向量生成裝置實施例的流 程圖；圖8是本發(fā)明的掃描鏈故障診斷方法實施例的另一流程圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明的一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)、方法及診斷向量生成裝置進行進 一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。在詳細介紹本發(fā)明的一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)、方法及診斷向量生成裝置 前，首先說明本發(fā)明定義掃描鏈的長度是該掃描鏈中掃描單元的個數(shù)；掃描單元又稱掃描觸發(fā)器，通過掃描使能信號(Scan Enable, SE)可以工 作在兩種模式下功能模式和掃描模式，在工作模式下(SE^)它與正常的觸發(fā) 器相同，在掃描模式下(SE4)，掃描觸發(fā)器將其邏輯狀態(tài)直接傳遞給與其在掃 描鏈上的直接下游相連的掃描單元。作為一種可實施方式，本發(fā)明中，掃描觸發(fā)器采用可測性設(shè)計中廣泛采用 的多路選擇觸發(fā)器(固X-DFF)，其包括DI輸入端和S工輸入端，其中，SI輸 入端的輸入來自直接上游掃描單元的輸出，DI輸入端為數(shù)據(jù)輸入端，當(dāng)電路 處于非掃描模式下時，數(shù)據(jù)經(jīng)由DI單元進入掃描觸發(fā)器。當(dāng)電路處于掃描模 式時，數(shù)據(jù)經(jīng)由SI輸入端進入掃描觸發(fā)器。從掃描輸入到掃描輸出，對每一個掃描單元從大到小編號，稱為掃描單元 的索引；對于一個給定的掃描單元，它的上游掃描單元由所有索引值大于該掃描單 元的掃描單元組成。類似的，它的下游掃描單元由所有索引值小于該掃描單元 的掃描單元組成。圖l為掃描鏈?zhǔn)疽鈭D。參照圖l，該掃描鏈由5個掃描單元組成，那么掃 描鏈的長度為5，對于掃描單元2來說，掃描單元4， 3為掃描單元2的上游 掃描單元，掃描單元1， 0為掃描單元2的下游掃描單元。本發(fā)明的實質(zhì)是通過對根據(jù)待測芯片的時序故障類型建立的診斷向量生 成裝置不斷求解，找到可以同時區(qū)分多個候選對的時序故障診斷向量的集合， 并根據(jù)這些時序故障診斷向量輸入待測芯片后的響應(yīng)結(jié)果，準(zhǔn)確定位實際故 障。本發(fā)明提供一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，是利用構(gòu)建的診斷向量生成裝置， 模擬一向量輸入發(fā)生時序故障的待測芯片時電路的邏輯狀態(tài)，通過模擬求得此 向量，作為時序故障診斷向量，對故障進行定位。圖2是掃描鏈故障診斷系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明的診斷向量生成裝置實施例的示意圖，參照圖2、圖3，本發(fā)明的掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，包括時序故障類型判斷模塊1'(圖2中的"副本A""副本B"分別為"電 路副本A'""電路副本B'"，予以譯碼器分開)，用于判斷待測掃描鏈 的時序故障的類型；診斷向量生成裝置2'，通過模擬發(fā)生時序故障時待測芯片的電路的邏輯 狀態(tài)，被用來生成時序故障診斷向量；所述診斷向量生成裝置2'，如圖3所示，由兩個結(jié)構(gòu)完全一致的待測芯 片經(jīng)過時序展開后的電路副本A'和B'，模擬掃描單元故障模型24'，輸入 模塊21，，約束電路模塊22'，以及輸入譯碼器23'組成，其中輸入譯碼器 23'包括與電路副本A'連接的譯碼器A，以及與電路副本B'連接的譯碼器B。所述模擬掃描單元故障模型24'，用于模擬掃描鏈中的掃描單元。所述電路副本A，和電路副本B'(圖3中A、 B分別為A，及B，)，用 于分別模擬發(fā)生時序故障時電路的邏輯狀態(tài)。由于兩個電路副本的結(jié)構(gòu)完全一致，下面只對電路副本A'進行詳細說 明，電路副本B'與之完全相同。經(jīng)過時序展開后的電路副本A'，包括偽輸入的掃描鏈；偽輸出的掃描鏈；待測芯片的組合邏輯電路。所述電路副本A'中的掃描鏈的掃描單元根據(jù)測定的時序故障類型，由不同時序故障類型的模擬掃描單元故障模型模擬。所述輸入模塊21'，用于向所述電路副本輸入向量，包括 原始輸入子模塊2ir ，用于產(chǎn)生加載到待測芯片原始輸入端的向量，在掃描鏈診斷過程中，我們假設(shè)電路的原始輸入部分是無故障的，因此兩個所述電路副本的原始輸入的邏輯狀態(tài)應(yīng)該一致；到待測芯片偽輸入端的向量，該向 量通過掃描移位加載到待測芯片的掃描單元上，兩個所述電路副本的偽輸入的 邏輯狀態(tài)應(yīng)該一致。約束電路模塊22'，用于對電路副本中的電路進行約束，包括異或門221':一異或門221a'，將其輸入端對應(yīng)連接待測芯片電路副本的組合邏輯電 路的原始輸出；另一異或門221b'，將其輸入端對應(yīng)連接每個所述模擬掃描 單元故障模型的輸出；或門222':將其輸入端對應(yīng)連接所述兩個異或門的輸出結(jié)果，并判斷待 測的候選對是否可以區(qū)分。當(dāng)兩個電路副本的輸出中有一個或者多個不一樣時，或門的輸出為l，也 就是說對應(yīng)候選對可以區(qū)分。通過這個診斷向量生成裝置生成的時序故障診斷 向量可以準(zhǔn)確定位時序故障發(fā)生在選定的候選對中的哪個掃描單元上。輸入譯碼器23',用于模擬在掃描過程中，掃描單元被"污染"的情況；每個電路副本包括一個輸入譯碼器，其能夠根據(jù)擴展輸入的值產(chǎn)生由連續(xù) 0和連續(xù)1組成的輸出。診斷向量獲取模塊3'，利用診斷向量生成裝置獲取時序故障診斷向量 并將該時序故障診斷向量，并將該時序故障診斷向量傳給所述故障診斷模塊進 行掃描鏈故障診斷；所述診斷向量獲取模塊，還包括候選對集合。所述候選對集合，是根據(jù) 故障掃描單元所在的掃描鏈，將掃描單元以兩個為一組建立起來。所述診斷向量獲取模塊，是利用固定型故障測試生成工具對所述診斷向量 生成裝置求解，生成所述或門輸出上發(fā)生固定為O故障的測試向量，作為時序 故障診斷向量。因為期望或門上的輸出為1，所以對或門上的輸出進行固定為 0故障的檢測。所述解由時序故障診斷向量和輸入譯碼兩部分組成。若解存在，那么對應(yīng)的候選對則可以區(qū)分，生成的這個時序故障診斷向量 就可以用于掃描鏈故障的診斷。否則這樣的解不存在，說明候選對不可區(qū)分，是一對等價故障。對于等價故障，將不能區(qū)分實際故障發(fā)生在候選對中哪一個掃描單元上。故障診斷模塊4'，通過分析從測試設(shè)備上得到的響應(yīng)結(jié)果，進行故障定位；故障診斷模塊利用生成的診斷向量集合，將其中的時序故障診斷向量逐一 加載至待測芯片得到故障響應(yīng)，依據(jù)故障響應(yīng)，對待檢測的芯片進行故障定位。系統(tǒng)控制模塊5'，用于根據(jù)不同情況，調(diào)用系統(tǒng)中的各個模塊協(xié)調(diào)工作。 本發(fā)明的一種診斷向量生成裝置，用來為存在時序故障的掃描鏈生成時序故障診斷向量，應(yīng)用所產(chǎn)生的時序故障診斷向量對準(zhǔn)確定位掃描鏈上的時序故障具有很大意義。下面結(jié)合上述目標(biāo)詳細介紹本發(fā)明一種診斷向量生成裝置，如圖3所示，包括由待測芯片的電路經(jīng)時序展開生成的兩個電路副本A和B;由于兩個電路副本A和B完全一致，因此下面只對電路副本A進行詳細說 明，電路副本B與之完全相同。所述電路副本A包括偽輸入的掃描鏈； 偽輸出的掃描鏈； 待測芯片的組合邏輯電路。所述電路副本A中的掃描鏈上的掃描單元根據(jù)測定的時序故障類型，由不 同時序故障類型的模擬掃描單元故障模型模擬。所述模擬掃描單元故障模型，用于模擬掃描鏈中的掃描單元。假設(shè)一條掃描鏈上包含n個掃描單元，則一個電路副本的偽輸入包含n 個模擬掃描單元故障模型，偽輸出包含n個模擬掃描單元故障模型，共2n個 模擬掃描單元故障模型。圖4是本發(fā)明診斷向量生成裝置中模擬掃描單元故障模型實施例的示意 圖，參照圖4，所述模擬掃描單元故障模型又分為4種故障模型，這4種故障 模型分別是過緩上升故障模型(Slow To Rise, STR)、過緩下降故障模型 (Slow To Fall, STF)、過速上升故障模型(Fast To Rise, FTR)、過速下 降故障模型(Fast To Fall, FTF)。故障效果如表1所示。我們的目標(biāo)是發(fā) 現(xiàn)掃描鏈中發(fā)生表1所示故障的掃描單元。表1本發(fā)明使用的掃描鏈故障模型故障模型期望移出向量實際移出向量STR11110000111Q0000STF00001111oooiimFTR11110000llll丄OOOFTF000011110000Q111從表l可以看出，對于時序故障來說只有滿足一定的敏化條件，故障才會被激活。例如，對于過緩上升故障來說，其敏化條件是存在0—1跳變才能引起故障。也就是說，對于某個候選掃描單元i來說，其直接下游掃描單元i-l邏輯狀態(tài)為0且掃描單元i的邏輯狀態(tài)為1才會在掃描移入或者移出時引起掃 描單元i的故障，故障使得掃描單元i上期望為1的邏輯值變?yōu)榱?0。所述過緩上升故障模型，如圖4 (a)所示，at (106)為模擬掃描單元故障 模型i (即模擬掃描單元i)的實際輸出，也就是輸入到電路組合邏輯部分的 偽輸入的邏輯值；g,(101)為模擬掃描單元故障模型i (即掃描單元i)的實際 輸入；gH(102)為模擬掃描單元故障模型i-1 (即掃描單元i-l)的實際輸入； 模擬掃描單元故障模型i與模擬掃描單元故障模型i-l的輸出連接到一與門 (103)，其輸出為f,; Sl (107)用來控制&1 (106)與g,(101)連接還是與^連 接。若"107)為0，使得&(106)直接與g,(101)相連接；若"107)為1，使 得a, (106)直接與&相連接。所述過緩下降故障模型，如圖4 (b)所示，&1 (113)為模擬掃描單元故障 模型i (即模擬掃描單元i)的實際輸出，也就是輸入到電路組合邏輯部分的 偽輸入的邏輯值；gjl08)為模擬掃描單元故障模型i (即掃描單元i)的實際 輸入；gw(109)為模擬掃描單元故障模型i-l (即掃描單元i-l)的實際輸入； 模擬掃描單元故障模型i與模擬掃描單元故障模型i-l的輸出連接到一與非門 (110)，其輸出為f^ Sl (114)用來控制a, (113)與g,(108)連接還是與fi連 接。若"114)為0，使得ai(113)直接與&(108)相連接；若"114)為1，使 得a, (113)直接與&相連接。所述過速上升故障模型，如圖4 (c)所示，ai (120)為模擬掃描單元故障 模型i (即模擬掃描單元i)的實際輸出，也就是輸入到電路組合邏輯部分的 偽輸入的邏輯值；gi(115)為模擬掃描單元故障模型i (即掃描單元i)的實際 輸入；gw(116)為模擬掃描單元故障模型工+l (即掃描單元I+1)的實際輸入; 模擬掃描單元故障模型i與模擬掃描單元故障模型1+1的輸出連接到一與非門(117)，其輸出為f" Sl (121)用來控制at (120)與gi(115)連接還是與^連 接。若s,(121)為0，使得&(120)直接與g,(115)相連接；若&(121)為1，使 得&1 (120)直接與f,相連接。所述過速下降故障模型，如圖4 (d)所示，a, (127)為模擬掃描單元故障 模型i (即模擬掃描單元i)的實際輸出，也就是輸入到電路組合邏輯部分的 偽輸入的邏輯值；g,(122)為模擬掃描單元故障模型i (即掃描單元i)的實際 輸入；gw(123)為模擬掃描單元故障模型i+l (即掃描單元i+l)的實際輸入；模擬掃描單元故障模型i與模擬掃描單元故障模型i+l的輸出連接到一與門 (124)，其輸出為f" Sl (128)用來控制^ (127)與gt(122)連接還是與t連 接。若"128)為0，使得a,(127)直接與&(122)相連接；若&(128)為1，使 得&1 (127)直接與fi相連接。作為一種可實施方式，以移入過程為例，如果該掃描單元i處于故障掃描 單元的上游，那么該掃描單元i沒有被污染，其輸出的邏輯值就是偽輸入的邏 輯值，即期望的邏輯值，那么我們置Sl (107)為0，使得ai (106)直接與gl (101) 相連接。如果該掃描單元i處于故障掃描單元的下游，那么該掃描單元i已經(jīng) 被污染，其輸出的邏輯值為故障邏輯值，那么我們置sJ107)為l，使得a, (106) 與f,(104)相連接。fi是故障的邏輯值，當(dāng)g必—i為10時，在^上的故障將被 敏化，所以f,為0。類似的我們可以建立其他故障的故障模型?？梢钥闯鰃l 為期望的無故障掃描鏈偽輸入值而^為實際的無故障掃描鏈偽輸入值。輸入模塊10，包括原始輸入子模塊11和偽輸入子模塊12:所述原始輸入子模塊11，用于產(chǎn)生加載到待測芯片原始輸入端的向量， 在掃描鏈診斷過程中，我們假設(shè)電路的原始輸入部分是無故障的，因此兩個所 述電路副本的原始輸入的邏輯狀態(tài)應(yīng)該一致；所述偽輸入子模塊12，用于產(chǎn)生加載到待測芯片偽輸入端的向量，該向 量通過掃描移位加載到待測芯片的掃描單元上，兩個所述電路副本的偽輸入的 邏輯狀態(tài)應(yīng)該一致。輸入譯碼器30，每個電路副本包括一個輸入譯碼器，其能夠根據(jù)擴展輸 入的值產(chǎn)生由連續(xù)0和連續(xù)1組成的輸出。用于模擬在掃描過程中，掃描單元 被"污染"的情況；假設(shè)輸入譯碼器的輸出的寬度為5，對2譯碼的結(jié)果為00111，對3譯碼 的結(jié)果00011。
輸入譯碼器的輸出，直接與每個模擬掃描單元故障模型的故障注入端相連 接；我們可以通過擴展輸入完成模擬故障的過程。
圖5是采用圖4中模擬掃描單元故障模型進行的掃描單元故障注入舉例的 示意圖。
作為一種可實施方式，參照圖5，以模擬時序故障發(fā)生在由5個掃描單元 組成的掃描鏈的第二個掃描單元為例，設(shè)輸入譯碼器的輸出寬度為5，對2譯 碼的結(jié)果為00111，對于掃描單元模擬故障輸入模型，前兩個掃描單元模擬故 障輸入模型4和3輸出的邏輯值是無故障的，后三個掃描單元模擬故障輸入模 型2、 l和O是存在故障的，該結(jié)果模擬了在掃描輸入過程中，故障掃描單元 的下游掃描單元被"污染"；而對于掃描單元模擬故障輸出模型來說，前兩個 掃描單元模擬故障輸出模型輸出的邏輯值是故障的，而后三個掃描單元模擬故 障輸出模型輸出的邏輯值是不存在故障的，該結(jié)果模擬了在掃描輸出過程中故 障掃描單元的上游被"污染"。
約束電路模塊40，用于對模擬掃描單元故障模型中的電路進行約束，包
括
異或門41:
一異或門41a將其輸入端對應(yīng)連接待測芯片電路副本的組合邏輯電路的 原始輸出；
另一異或門41b將其輸入端對應(yīng)連接每個所述模擬掃描單元故障模型的 輸出；
或門42:將其輸入端對應(yīng)連接所述兩個異或門的輸出結(jié)果，并判斷待測 的候選對是否可以區(qū)分。
當(dāng)兩個電路副本的輸出中有一個或者多個不一樣時，或門的輸出為l，也 就是說對應(yīng)候選對可以區(qū)分。
本發(fā)明還提供一種掃描鏈故障診斷方法，是根據(jù)故障掃描鏈的故障類型， 建立相應(yīng)的掃描鏈診斷向量生成裝置，并利用固定型故障測試生成工具得到掃 描鏈時序故障診斷向量，從而對掃描鏈中的時序故障進行定位。該方法在沒有任何面積和布線開銷的情況下對故障掃描鏈進行診斷，并且不改變傳統(tǒng)的掃描 鏈診斷流程，從而降低邏輯診斷成本。
圖6是本發(fā)明一種掃描鏈故障診斷方法實施例的一流程圖，參照圖6，本 發(fā)明一種掃描鏈故障診斷方法，包括下列步驟
步驟S100'，將向量0011移入并直接移出掃描鏈，確定待測芯片的掃描 鏈的時序故障類型；
例如一個由8個掃描單元組成的掃描鏈，我們移入并直接移出flush向量 11001100，那么根據(jù)表1，對于過緩上升故障，向量11001100移入并直接移 出時，我們觀察到的移出向量應(yīng)為10001000;而對于過緩下降故障，向量 11001100移入并直接移出時，我們觀察到的移出向量應(yīng)為11011100;而對于 過速上升故障，向量11001100移入并直接移出時，我們觀察到的向量應(yīng)為 11101110;而對于過速下降故障，向量11001100移入并直接移出時，我們觀 察到的向量為11000100。
步驟SIOO，根據(jù)待測芯片的時序故障類型，建立診斷向量生成裝置； 進一步地，步驟S100包括下列步驟
步驟S110，根據(jù)待測芯片的時序故障類型，建立模擬掃描單元故障模型； 本發(fā)明中的模擬掃描單元種故障模型分為4種類型，這4種故障分別是
過緩上升故障(SlowToRise， STR)、過緩下降故障(SlowToFall， STF)、 過速上升故障(Fast To Rise, FTR)、過速下降故障(Fast To Fall, FTF)。 故障效果如表l所示。
歩驟S120，利用模擬掃描單元故障模型，建立診斷向量生成裝置。
圖7是本發(fā)明掃描鏈故障診斷方法中建立診斷向量生成裝置實施例的流 程圖，參照圖7，步驟S120，包括步驟
步驟S121，將待測芯片經(jīng)過時序展開得到待測芯片電路副本，該電路副 本包括偽輸入的掃描鏈，偽輸出的掃描鏈，待測芯片的組合邏輯電路及其原始 輸入和原始輸出，并根據(jù)確定的時序故障的類型，由不同類型的所述模擬掃描 單元故障模型模擬掃描鏈上的掃描單元；
假設(shè)一條掃描鏈上包含n個掃描單元，則一個電路副本的偽輸入端包含n 個模擬掃描單元故障模型，偽輸出端包含n個模擬掃描單元故障模型，共2n 個模擬掃描單元故障模型。步驟S122,用兩個完全一樣的所述待測芯片電路副本，分別模擬掃描單 元發(fā)生時序故障時的待測芯片的電路的邏輯狀態(tài)；
步驟S123，使用一異或門將兩個所述待測芯片電路副本中待測芯片的組 合邏輯電路的輸出(即原始輸出)對應(yīng)連接到異或門的輸入端；使用另一異或 門將兩個所述待測芯片電路副本中偽輸出端的模擬掃描單元故障模型的輸出 對應(yīng)連接到異或門的輸入端；
步驟S124,使用一或門將上述兩個異或門的輸出對應(yīng)連接到或門的輸入
一山
順；
所述或門，用于判斷待測候選對是否可以區(qū)分。
當(dāng)兩個電路副本的輸出中有一個或者多個不一樣時，或門的輸出為l，也 就是說待測候選對可以區(qū)分。
步驟S125,將一輸入譯碼器的輸出端對應(yīng)連接到所述模擬掃描單元故障 模型的故障注入端。
每個電路副本包括一個輸入譯碼器，其能夠根據(jù)擴展輸入的值產(chǎn)生由連續(xù) 0和連續(xù)1組成的輸出。
假設(shè)輸入譯碼器的輸出的寬度為5，對2譯碼的結(jié)果為00111，對3譯碼 的結(jié)果00011。
輸入譯碼器的輸出，直接與每個模擬掃描單元故障模型的故障注入端相連 接；我們可以通過擴展輸入完成模擬故障的過程。
所述診斷向量生成裝置，其輸入包括原始輸入和偽輸入
所述原始輸入，是用于產(chǎn)生加載到待測芯片原始輸入端的向量。在掃描鏈 診斷過程中，我們假設(shè)電路的原始輸入部分是無故障的，因此兩個所述電路副 本的原始輸入的邏輯狀態(tài)應(yīng)該一致；
所述偽輸入，是用于產(chǎn)生加載到待測芯片偽輸入端的向量，該向量通過掃 描移位加載到待測芯片的掃描單元上，兩個所述電路副本的偽輸入的邏輯狀態(tài) 應(yīng)該一致。
步驟S200，利用固定型故障測試生成工具，產(chǎn)生時序故障診斷向量，構(gòu) 成診斷向量集合，用于對待測芯片進行掃描鏈故障診斷；
所述時序故障診斷向量，包括測試向量，原始輸出和偽輸出，其中 所述測試向量，包括原始輸入和偽輸入；所述原始輸出，是指所述電路副本的組合邏輯電路的輸出；
所述偽輸出，是指所述電路副本中輸出端模擬掃描單元故障模型的輸出。
進一歩地，步驟S200包括下列步驟
步驟S210，利用固定型故障測試生成工具，對歩驟S100建立的診斷向量 生成裝置求解，若可解，則存儲該解，并進入步驟S220;若不可解，則進入 步驟S240;
步驟S220，將已被步驟S210得到的解所區(qū)分的候選對從候選對集合中刪
除；
所述候選對集合，是根據(jù)故障掃描單元所在的掃描鏈，將掃描單元以兩個 為一組建立起來。
對于由4個掃描單元組成的掃描鏈來說，候選對集合為(O，l)、 (0，2)、 (0，3)、 (1，2)、 (1，3)、 (2,3)。因此對于由n各掃描單元組成的掃描鏈來說， 候選對集合中候選對的數(shù)目為n(n-l)/2。而采用本發(fā)明的模擬掃描鏈故障系 統(tǒng)，生成的一個時序故障診斷向量可以用于區(qū)分多個候選對。在診斷過程中， 實際需要的時序故障診斷向量的數(shù)目遠小于n(n-]) /2。
所述步驟S210得到的解，由時序故障診斷向量和輸入譯碼兩部分組成。
所述歩驟S210得到的解，可以同時區(qū)分多個候選對，但由于擴展輸入譯 碼的不同，各候選對的響應(yīng)結(jié)果并不相同，這樣可以根據(jù)響應(yīng)結(jié)果及其對應(yīng)的 擴展輸入譯碼，準(zhǔn)確定位待測芯片中掃面鏈上的故障。
步驟S230,判斷候選對集合是否為空；若是，時序故障診斷向量生成過 程結(jié)束；若否，則進入步驟S210;
步驟S240，余下的不可區(qū)分的候選對為等價故障對，存儲到等價故障對
隹A
朱PI o
所述時序故障診斷向量與其所能區(qū)分的候選對相對應(yīng)在診斷向量生成裝 置中的響應(yīng)結(jié)果一一對應(yīng)。
步驟S300，將所述診斷向量集合中的時序故障診斷向量逐一加載至待測
芯片得到故障響應(yīng)，并依據(jù)故障響應(yīng)，對待檢測芯片進行掃描鏈故障診斷； 進一步地，步驟S300包括下列步驟
歩驟S310，將所述診斷向量集合中的時序故障診斷向量中的測試向量逐 一加載至待測芯片；步驟S320，判斷待測芯片的故障響應(yīng)與時序故障診斷向量中的偽輸出和 原始輸出是否相同，若是，則轉(zhuǎn)到步驟S330;否則返回步驟S310;
步驟S330，依據(jù)該時序故障診斷向量對應(yīng)的解，確定實際故障的位置。
圖8是本發(fā)明的掃描鏈故障診斷方法實施例的另一流程圖。
較佳地，下面通過一實例進一步詳細說明本發(fā)明的掃描鏈故障診斷方法， 如圖3，圖5和圖8所示。
假設(shè)一個由5個掃描單元組成的掃描鏈，我們移入flush向量11001并直 接移出后發(fā)現(xiàn)實際響應(yīng)為10001，而期望響應(yīng)為11001，因此說明該掃描鏈存 在過緩上升故障(STR)。
為了診斷掃描鏈中存在的故障，建立候選對(0， 1) 、 (0， 2) 、 (0， 3) 、 (0， 4)、 (1，2)、 (1，3)、 (1，4)、 (2， 3)、 (2，4)和(3，4);
隨后為待測芯片的電路建立兩個電路副本A 326和B 327。其中，電路 中的掃描單元被展開成為偽輸入和偽輸出。對于待測電路副本電路的偽輸入來 說，把它與輸入端的掃描鏈故障模擬模型相連接，在圖5中，待測電路副本的 偽輸入PPI' 2 (相對組合邏輯電路而言)與掃描鏈故障輸入模型的a2 421相 連接，掃描鏈故障輸入模型的兩個輸入PPI2 415和PPI1 422成為副本電路的 偽輸入?？梢钥闯鲈趕2 420的控制下，輸入待測電路的邏輯值可以是一個無 故障的邏輯狀態(tài)g2 416，也可以是故障的邏輯狀態(tài)f2418。每個掃描鏈故障輸 入模型的s端都被連接到一個輸入譯碼器437上，它可以根據(jù)擴展輸入產(chǎn)生連 續(xù)0和1的譯碼輸出。例如，在擴展輸入處輸入邏輯值OIO，譯碼輸出結(jié)果為 00111，也就是說S4, s3, s2, Sl, s。的輸入值為00111。掃描鏈故障輸入模型438 和439輸入到待測電路中的邏輯值是無故障的，440、 441、 442輸入到待測電 路中的是故障邏輯狀態(tài)，這模擬了在掃描移入過程中，如果第二個掃描單元存 在故障，那么隨著掃描移入，故障狀態(tài)會傳播至其下游掃描單元。類似的，對 于組合邏輯電路的輸出，將其連接至掃描鏈故障輸出模型的輸入端，掃描鏈故 障輸出模型的輸出端成為副本電路的偽輸出。掃描鏈故障輸入和輸出模型共享 輸入譯碼器。整個診斷向量生成裝置建立完成后，其狀態(tài)如圖3所示，電路副 本A 326和電路副本B 327有各自的輸入譯碼器311和322。 A和B的原始輸 入和偽輸入被對應(yīng)連接在一起。A和B的實際輸出通過異或門323對應(yīng)異或在一起。A和B的偽輸出通過異或門324對應(yīng)異或在一起。異或門323和324的 輸出至或門325。
因為我們期望或門325上的輸出為1，所以利用通用的診斷向量生成工具 為或門325的輸出上進行固定為0故障的測試生成。向量生成過程如圖8所示， 首先建立如501所示的候選對集合，隨后建立如圖3所示的診斷向量生成裝置， 通過測試生成，我們得到副本A和副本B上的擴展輸入的邏輯狀態(tài)分別是100 和0xx。(此處"x"的不同取值可以區(qū)分不同的候選對，得到不同的響應(yīng)結(jié)果， 但對應(yīng)相同的偽輸入和原始輸入。)那么我們把偽輸入和原始輸入作為一個向 量保存下來。該向量可以區(qū)分如503所示的候選對，待區(qū)分的候選對如504 所示。再對圖3中的或門325的輸出進行固定為0故障的測試生成。又得到副 本A和副本B上的擴展輸入的邏輯狀態(tài)分別是0x0和0xl。因此，又得到一個 向量可以區(qū)分如506中所示的故障對。此時，余下的故障對如507所示。當(dāng)再 次對圖3中的或門325的輸出進行固定為0故障的測試生成時，測試生成工具 報告該故障不可測試。因此，說明507中所示的候選對是不可區(qū)分也就是等價 故障。整個向量生成流程結(jié)束?？梢钥闯?，我們只用了兩個向量就區(qū)分了 10 個故障對，有效地降低了證明故障是等價故障的計算時間。
最后，利用求得的兩個診斷向量加載至待測芯片得到故障響應(yīng)，并依據(jù)故 障響應(yīng)，對待檢測芯片進行掃描鏈故障定位。
需要說明的是，本發(fā)明中的對待測候選對中的兩個掃描單元進行區(qū)分的目 的，是為了找到一個診斷向量能夠同時區(qū)分多個候選對，以便快速定位故障。
本發(fā)明的有益效果在于
1、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法可以有效的診斷掃描鏈中存在 的時序故障。
2、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法不會給電路帶來任何的硬件開 銷也不會改變現(xiàn)有的設(shè)計測試流程。
3、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法，任何通用的固定型故障測試 生成工具都可以用作掃描鏈診斷向量的生成。
4、 利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法可以有效的降低證明故障是等 價故障的計算時間。5、利用本發(fā)明提出的掃描鏈故障診斷方法可以在不影響分辨率和準(zhǔn)確率 的情況下有效壓縮向量數(shù)目，使得一個向量可以區(qū)分多個候選對，從而減少測 試生成和測試的時間開銷。
通過結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的描述，本發(fā)明的其它方面及^^征對本 領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述和說明，這些實施例應(yīng)被認(rèn)為其只 是示例性的，并不用于對本發(fā)明進行限制，本發(fā)明應(yīng)根據(jù)所附的權(quán)利要求進行 解釋。
權(quán)利要求
1、一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括診斷向量生成裝置，診斷向量獲取模塊和故障診斷模塊，其中所述診斷向量生成裝置，通過模擬發(fā)生時序故障時待測芯片的電路的邏輯狀態(tài)，被用來生成時序故障診斷向量；所述故障診斷模塊，通過分析從測試設(shè)備上得到的響應(yīng)結(jié)果，進行故障定位；所述診斷向量獲取模塊，利用所述診斷向量生成裝置獲取所述時序故障診斷向量并存儲該時序故障診斷向量，并將該時序故障診斷向量傳給所述故障診斷模塊進行掃描鏈故障診斷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷 向量生成裝置還包括時序故障類型判斷模塊和系統(tǒng)控制模塊，其中所述時序故障類型判斷模塊，用于判斷待測掃描鏈的時序故障的類型； 所述系統(tǒng)控制模塊，用于根據(jù)不同情況，調(diào)用系統(tǒng)中的各個模塊協(xié)調(diào)工作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷 向量生成裝置包括輸入譯碼器，兩個結(jié)構(gòu)完全一致的經(jīng)過時序展開后的待測 芯片電路副本，模擬掃描單元故障模型，輸入模塊，以及約束電路模塊，其中所述模擬掃描單元故障模型，用于模擬待測芯片電路副本中的掃描單元， 不同的時序故障類型對應(yīng)不同的模擬掃描單元故障模型，模擬掃描單元故障模 型由時序故障類型確定；所述輸入模塊，用于向所述電路副本輸入向量；所述約束電路模塊，用于對診斷向量生成裝置中的電路進行約束。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述約束 電路模塊，包括兩個異或門和一個或門，其中一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接待測芯片電路副本的組合邏輯電路的原 始輸出；另 一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接每個所述模擬掃描單元故障模型的輸出；所述或門的輸入端，用于對應(yīng)連接所述兩個異或門的輸出結(jié)果，并判斷待測的候選對是否可以區(qū)分。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描鏈故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷 向量獲取模塊，利用固定型故障測試生成工具生成所述或門輸出上發(fā)生固定為 0故障的測試向量，作為時序故障診斷向量。
6、 一種診斷向量生成裝置，其特征在于，包括兩個結(jié)構(gòu)完全一致的經(jīng) 過時序展開后的待測芯片電路副本，模擬掃描單元故障模型，輸入模塊，以及 約束電路模塊，其中所述模擬掃描單元故障模型，用于模擬待測芯片電路副本中的掃描單元， 不同的時序故障類型對應(yīng)不同的模擬掃描單元故障模型，模擬掃描單元故障模 型由時序故障類型確定；所述輸入模塊，用于向所述電路副本輸入向量；所述約束電路模塊，用于對所述診斷向量生成裝置中的電路進行約束。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的診斷向量生成裝置，其特征在于，所述診斷向 量生成裝置，還包括輸入譯碼器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的診斷向量生成裝置，其特征在于，所述模擬掃 描單元故障模型，為過緩上升故障模型、過緩下降故障模型、過速上升故障模 型、或過速下降故障模型的一種或任意組合。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的診斷向量生成裝置，其特征在于，所述輸入模 塊，包括原始輸入子模塊和偽輸入子模塊，其中所述原始輸入子模塊，用于產(chǎn)生加載到待測芯片原始輸入端的向量；所述 偽輸入子模塊，用于產(chǎn)生加載到待測芯片偽輸入端的向量，該向量通過掃描移 位加載到待測芯片的掃描單元上；原始輸入子模塊及偽輸入子模塊分別輸出到電路副本的邏輯狀態(tài)一致。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的診斷向量生成裝置，其特征在于，所述約束電 路模塊，包括兩個異或門和一個或門，其中一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接待測芯片電路副本的組合邏輯電路的原 始輸出；另一異或門的輸入端，用于對應(yīng)連接每個所述模擬掃描單元故障模型的輸出；所述或門的輸入端，用于對應(yīng)連接所述兩個異或門的輸出結(jié)果，并判斷待測的候選對是否可以區(qū)分。
11、 一種掃描鏈故障診斷方法，其特征在于，包括步驟步驟A、根據(jù)待測掃描鏈的時序故障類型，建立診斷向量生成裝置； 步驟B、對所述診斷向量生成裝置求解，獲取可同時區(qū)分多個故障對的時序故障診斷向量，并將該時序故障診斷向量存儲于診斷向量集合；步驟C、將所述診斷向量集合中的時序故障診斷向量逐一加載至待測芯片得到故障響應(yīng)，依據(jù)該故障響應(yīng)，對待檢測芯片進行掃描鏈故障診斷。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的掃描鏈故障診斷方法，其特征在于，所述步 驟A之前，還包括歩驟步驟A'.確定待測掃描鏈的時序故障類型，其中待測芯片的掃描鏈為待 測掃描鏈。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的掃描鏈故障診斷方法，其特征在于，所述步驟A包括步驟步驟Al.根據(jù)待測芯片的時序故障類型，建立模擬掃描單元故障模型；步驟A2.利用所述模擬掃描單元故障模型，建立診斷向量生成裝置。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的掃描鏈故障診斷方法，其特征在于，所述步驟A2包括步驟步驟A21.將待測芯片經(jīng)過時序展開得到待測芯片電路副本，該電路副本 包括偽輸入的掃描鏈，偽輸出的掃描鏈，以及待測芯片的組合邏輯電路及其原 始輸入和原始輸出，并用所述模擬掃描單元故障模型模擬掃描鏈上的掃描單 元；步驟A22.用兩個完全一樣的所述待測芯片電路副本，分別模擬掃描單元 發(fā)生時序故障時的待測芯片的電路的邏輯狀態(tài)；歩驟A23.使用一異或門將兩個所述待測芯片電路副本中待測芯片的組合 邏輯電路的原始輸出對應(yīng)連接到異或門的輸入端；使用另一異或門將兩個所述 待測芯片電路副本中偽輸出端的模擬掃描單元故障模型的輸出對應(yīng)連接到異 或門的輸入端；步驟A24.使用一個或門將所述兩個異或門的輸出對應(yīng)連接到或門的輸入端；步驟A25.將輸入譯碼器的輸出端對應(yīng)連接到所述模擬掃描單元故障模型 的故障注入端。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的掃描鏈故障診斷方法，其特征在于，所述步驟B包括歩驟歩驟Bl.利用固定型故障測試生成工具，對所述步驟A建立的診斷向量 生成裝置求解，若可解，則存儲該解，并進入步驟B2;若不可解，則進入步驟B4;歩驟B2.將己被歩驟Bl得到的解，所區(qū)分的候選對從候選對集合中刪除； 步驟B3.判斷候選對集合是否為空；若是，時序故障診斷向量生成過程 結(jié)束；若否，則返回步驟B1;步驟B4.余下的不可區(qū)分的候選對為等價故障對，存儲于等價故障對集合。
16、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的掃描鏈故障診斷方法，其特征在于，所述時序故障診斷向量，包括測試向量，原始輸出和偽輸出，其中 所述測試向量，包括原始輸入和偽輸入；所述原始輸出，是指所述電路副本的組合邏輯電路的輸出；所述偽輸出，是指所述電路副本中輸出端模擬掃描單元故障模型的輸出。
17、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的掃描鏈故障診斷方法，其特征在于，所述步 驟C包括步驟步驟Cl，將所述診斷向量集合中的時序故障診斷向量中的所述測試向量 逐一加載至待測芯片；步驟C2，判斷待測芯片的故障響應(yīng)與時序故障診斷向量中的所述偽輸出和所述原始輸出是否相同，若是，則轉(zhuǎn)到步驟C3;否則返回歩驟C1;步驟C3，依據(jù)該時序故障診斷向量對應(yīng)的解，確定實際故障的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種掃描鏈故障診斷系統(tǒng)、方法及診斷向量生成裝置。該掃描鏈故障診斷方法包括確定待測芯片的掃描鏈的時序故障類型；根據(jù)待測掃描鏈的時序故障類型，建立診斷向量生成裝置；對所述診斷向量生成裝置求解，獲取可同時區(qū)分多個故障對的時序故障診斷向量，并將該時序故障診斷向量存儲于診斷向量集合；將所述診斷向量集合中的時序故障診斷向量逐一加載至待測芯片得到故障響應(yīng)，并依據(jù)故障響應(yīng)，對待檢測芯片進行掃描鏈故障診斷。其能夠在沒有任何面積和布線開銷的情況下對發(fā)生時序故障的掃描鏈進行診斷，且不改變傳統(tǒng)的掃描鏈診斷流程。
文檔編號G01R31/28GK101320078SQ200810116179
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者李曉維, 飛 王, 瑜 胡 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所