一种低功耗扫描自测试电路以及自测试方法技术

本发明专利技术提供了一种低功耗扫描自测试电路，所述自测试电路包括相移器、线性反馈移位寄存器、多输入特征分析寄存器，其特征在于，所述扫描自测试电路还包括扫描森林结构，所述扫描森林结构包括与相移器连接的多棵扫描树，其中每棵扫描树包括多个扫描链，所有所述扫描链连接于同一时钟信号的输入端，使同一扫描树的所有扫描链被同一个时钟信号驱动；每一个测试使能信号的输入端连接所有所述扫描链，使不同的权值分配到所有扫描链中；所述的每棵扫描树的多个扫描链中，每一个扫描链的每一对触发器在电路中没有共同通达的节点，扫描链与扫描链之间距离相近的触发器相连接；所述线性移位反馈寄存器包括用于保存所有确定性测试向量的寄存位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子集成
，特别涉及一种低功耗扫描自测试电路以及自测试方法。
技术介绍
随着电路规模的增大，功能和测试能耗之间的差距变得越来越大。随着能耗的增大，芯片过热的问题也显现出来。芯片过热会导致产品寿命的缩短。现在已经提出了一些关于更准确的功率模型。一种是低功耗芯片的外互联设计的快速模拟方法，另外一种是针对低功耗3D网络的重要的TSV建模/仿真技术的堆叠式IC设计。基于扫描的自测试方法(BIST)由于随机码交换活动的增多，他们比确定的扫描测试有更大的功耗。因此，找到一种有效的低能耗的自测试方法(BIST)是非常必要的。最近的研究方法主要是针对通过允许自动选择低能耗的伪随机测试模式来减少扫描切换的开关活动。然而，很多以前的低能耗BIST方法可能会导致一些故障覆盖丢失。因此，获取高的故障覆盖率在低能耗的BIST方案中也是非常重要的。甲醛伪随机测试模型可以有效地提高固肠覆盖率。但是这些方法由于频繁对触发器的扫描，通常会导致更多的能量损耗。此外，大部分之前的确定BIST方法都没有关注过低能耗的问题。因此，需要一种能够有效的把伪随机自测试和确定性自测试结合在一起，使得测试能力达到最大化的低功耗扫描自测试电路以及自测试方法。
技术实现思路
本专利技术的一个方面在于提供一种低功耗扫描自测试电路，所述自测试电路包括相移器、线性反馈移位寄存器、多输入特征分析寄存器，所述扫描自测试电路还包括扫描森林结构，所述扫描森林结构包括与相移器连接的多棵扫描树，其中每棵扫描树包括多个扫描链，所有所述扫描链连接于同一时钟信号的输入端，使同一扫描树的所有扫描链被同一个时钟信号驱动；每一个测试使能信号的输入端连接所有所述扫描链，使不同的权值分配到所有扫描链中；所述的每棵扫描树的多个扫描链中，每一个扫描链的每一对触发器在电路中没有共同通达的节点，扫描链与扫描链之间距离相近的触发器相连接；所述线性反馈移位寄存器包括用于保存所有确定性测试向量的隐蔽寄存位。优选地，所述扫描自测试电路还包括MUX复用器，驱动所述MUX复用器的时钟信号与驱动所有扫描树的时钟信号一致。本专利技术的另一个专利技术在于提供一种低功耗自测试的方法，所述方法包括如下步骤：a、建立扫描森林结构，所述扫描森林结构包括与相移器连接的多棵扫描树，其中每棵扫描树包括多个扫描链，所有所述扫描链连接于同一时钟信号的输入端，使同一扫描树的所有扫描链被同一个时钟信号驱动；每一个测试使能信号的输入端连接所有所述扫描链，使不同的权值分配到所有扫描链中；所述的每棵扫描树的多个扫描链中，每一个扫描链的每一对触发器在电路中没有共同通达的节点，扫描链与扫描链之间距离相近的触发器相连接；b、通过门逻辑控制对所有所述扫描链简化生成简化电路，为扫描链的测试使能信号选择权值；c、伪随机自测试，根据所述低功耗扫描自测试电路，通过伪随机测试向量产生器生成加权伪随机测试向量，进行伪随机自测试；d、确定性自测试，在线性反馈移位寄存器生成的本原多项式中，选择具有最小度数的本原多项式编码所有确定性测试向量；e、确定性测试向量补种，根据所述低功耗扫描自测试电路对所述确定性测试向量进行低功耗补种。优选地，所述测试使能信号的权值选择通过可测试性增益函数确定。优选地，所述测试使能信号的权值选择测试性增益函数的最小值。优选地，所述加权伪随机测试向量产生通过如下步骤实现：c1：一个扫描树的扫描链被激活，其余扫描链固化；当一个扫描链进入扫描状态，通过加权伪随机向量产生器简化电路，否则，扫描链设为扫描转移模式；c2：扫描森林的所有扫描树重复步骤c1的过程对所有扫描链遍历一次。优选地，所述确定性测试向量的编码过程中：若所述线性反馈移位寄存器不能编码所有确定性向量，则加入附加变量。优选地，所述确定性测试向量的编码过程中，若本原多项式的度数都被占用，仍然存在未编码的确定性测试向量，则所述本原多项式的度数+1。优选地，所述低功耗补种方法包括：e1：把所有的扫描链分成多组，种子移入线性反馈移位寄存器；e2：若所述种子被用到一组激活的扫描链，则在线性反馈移位寄存器加入附加变量，e3：重复步骤e2的过程，使所有的扫描链都补入种子。本专利技术为了减少确定性BIST中的测试能耗，当没有有效的路径时，我们提出一种新的低能耗的补种方法。这也是这项工作的另外一个亮点。在本专利技术提供的一种低能耗自测试系统以及自测试方法能够把低能耗伪随机测试和低能耗确定性测试结合在一起，同时能够实现低能耗补种。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出了本专利技术的低功耗扫描自测试电路的结构图；图2示出了本专利技术的自测试方法的流程框图；图3示出了本专利技术带有测试使能信号的扫描链示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。通过本实施例对本专利技术提供的低功耗扫描自测试电路以及测试方法给出具体说明，实施例中低功耗扫描自测试电路，在自测试过程中同一个扫描树下的扫描链在同一个周期被相移器(PS)驱动，同时，不同的权值信号分别分配到所有的扫描链中，并且每一个权值信号驱动多个扫描链，显著地减少相移器的大小。如图1所示本专利技术的低功耗扫描自测试电路的结构图，一种低功耗扫描自测试电路，所述自测试电路包括相移器103、线性反馈移位寄存器104、多输入特征分析寄存器102，所述扫描自测试电路还包括扫描森林结构101，所述扫描森林结构101包括与相移器103连接的多棵扫描树106，其中每棵扫描树106包括多个扫描链107，所有扫描链107连接于同一时钟信号(clk)的输入端，使同一扫描树的所有扫描链被同一个时钟信号(clk)驱动；每一个测试使能信号的输入端连接所有所述扫描链，使不同的权值分配到所有扫描链中；每棵扫描树的多个扫描链中，每一个扫描链的每一对触发器在电路中没有共同通达的节点，扫描链与扫描链之间距离相近的触发器相连接；线性反馈移位寄存器104包括用于保存所有确定性测试向量的寄存位105。低功耗扫描自测试电路还包括MUX复用器108，被测电路109，驱动所述MUX复用器108的时钟信号与驱动所有扫描树的时钟信号一致。本专利技术所提供的低功耗扫描自测试电路，结构上能够实现相移器103同时驱动扫描森林中的所有扫描链。能够将权值信号e0…en分配到所有的扫描链中，为每一个扫描链的测试使能信号选择权值。同时，本专利技术提供的低功耗扫描自测试电路在线性反馈寄存器设置用于保存确定性测试向量的寄存位105，使确定位较大的确定性测试向量保存在寄存位105中，从而降低线性反馈移位寄存器的开销。为了对本专利技术所提供的低功耗自测试系统做出更加清晰的说明，在下面的实施例中将结合本专利技术低功耗扫描自测试电路的自测试的方法进行详细说明。如图2所示本专利技术的自测试方法的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗扫描自测试电路，所述自测试电路包括相移器、线性反馈移位寄存器、多输入特征分析寄存器，其特征在于，所述扫描自测试电路还包括扫描森林结构，所述扫描森林结构包括与相移器连接的多棵扫描树，其中每棵扫描树包括多个扫描链，所有所述扫描链连接于同一时钟信号的输入端，使同一扫描树的所有扫描链被同一个时钟信号驱动；每一个测试使能信号的输入端连接所有所述扫描链，使不同的权值分配到所有扫描链中；所述的每棵扫描树的多个扫描链中，每一个扫描链的每一对触发器在电路中没有共同通达的节点，扫描链与扫描链之间距离相近的触发器相连接；所述线性反馈移位寄存器包括用于保存所有确定性测试向量的隐蔽寄存位。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗扫描自测试电路，所述自测试电路包括相移器、线性反馈移位寄存器、多输入特征分析寄存器，其特征在于，所述扫描自测试电路还包括扫描森林结构，所述扫描森林结构包括与相移器连接的多棵扫描树，其中每棵扫描树包括多个扫描链，所有所述扫描链连接于同一时钟信号的输入端，使同一扫描树的所有扫描链被同一个时钟信号驱动；每一个测试使能信号的输入端连接所有所述扫描链，使不同的权值分配到所有扫描链中；所述的每棵扫描树的多个扫描链中，每一个扫描链的每一对触发器在电路中没有共同通达的节点，扫描链与扫描链之间距离相近的触发器相连接；所述线性反馈移位寄存器包括用于保存所有确定性测试向量的隐蔽寄存位。2.根据权利要求1所述的扫描自测试电路，其特征在于，所述扫描自测试电路还包括MUX复用器，驱动所述MUX复用器的时钟信号与驱动所有扫描树的时钟信号一致。3.一种利用权利要求1-2任一权利要求所述的低功耗扫描自测试电路的自测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：a、建立扫描森林结构，所述扫描森林结构包括与相移器连接的多棵扫描树，其中每棵扫描树包括多个扫描链，所有所述扫描链连接于同一时钟信号的输入端，使同一扫描树的所有扫描链被同一个时钟信号驱动；每一个测试使能信号的输入端连接所有所述扫描链，使不同的权值分配到所有扫描链中；所述的每棵扫描树的多个扫描链中，每一个扫描链的每一对触发器在电路中没有共同通达的节点，扫描链与扫描链之间距离相近的触发器相连接；b、通过门逻辑控制对所有所述扫描链简化生成简化电路，为扫描链的测试使能信号选择权值；c、伪随机自测试，根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：向东，刘博，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11