二分區間的數據壓縮方法及集成電路的測試數據存儲方法與流程
2023-10-08 23:59:49
本發明涉及一種集成電路測試技術，更具體涉及一種集成電路測試中的數據存儲技術。
背景技術：
隨著集成電路的發展，如何處理越來越龐大的測試數據已成為集成電路測試的關鍵難題之一。根據itrs在2010年的報告數據，測試一個晶片，在2009年，僅僅需要85個測試模式數，也只需要壓縮比為80；而到2019年，對測試模式數的要求則需要達到20370個，對壓縮比的要求則需要達到12000。僅僅十年，模式數增加到240倍，壓縮比增加到150倍。
關於減少測試數據量的研究，一直是研究的熱點，主要可以分為三類：測試集壓縮(testsetcompaction)方法、內建自測試(built-inself-test,bist)方法和靜態編碼壓縮方法。(1)測試集壓縮方法。其特點是確保在不降低故障覆蓋率的情況下，有選擇性嘗試使用不同的敏化路徑，通過算法調整測試立方體(testtubes)中無關位(don’tcarebits)的位置，或者將相容的兩個或多個測試向量合併成單一測試向量的方法來減少總的測試向量的個數，以期達到測試集最小化或最優化。其優勢是所有工作由軟體實現，不會增加額外的硬體成本。但其缺點也非常明顯，測試向量的個數的減少造成了對非模型故障的覆蓋率的降低。本方法另一缺點是壓縮後測試集的測試數據量仍然非常龐大，很難一次性完全直接存儲在ate(自動測試機)的存儲器中。因此，需要與其它方法結合使用。(2)內建自測試方法。其在被測電路中新增一部分電路，該電路專門用於測試，能夠完成測試模式生成、測試控制、測試調度和測試結果分析，這樣可以不依賴外部的自動測試設備獨立進行測試。能夠通過減少昂貴的自動測試設備的成本費來達到節約測試成本的目的，還可以支持測試重用和全速測試。其缺點在生成測試模式時，產生了大量的對測試毫無貢獻的測試模式，既增加了測試功耗，又浪費了測試時間；另外，有部分未設計bist方法的ip核也限制其應用。(3)靜態編碼壓縮方法。其通過編碼技術用一個較小的測試集te去編碼測試集td，將存儲和傳輸時對td的操作變換成對te的操作，即存儲te在ate的存儲器中，測試時，也僅傳輸te而不是td到被測晶片，最終te到td的還原由被測晶片上的解壓電路來完成。靜態編碼方法採用的是無損壓縮方法，還原後的測試集的確定位跟原始測試集的確定位完全一一對應，還原後的無關位都被程序填充成了特定的值，因此其只會增加而不會降低被測電路的故障覆蓋率。該方法的另一優勢是可以不需要提供被測電路的內部結構，能夠很好地保護ip核的智慧財產權。因此，該技術在集成電路測試領域中得到了廣泛應用。當前比較成熟的編碼有很多，如golomb編碼、fdr碼、vihc碼、交替連續碼、variable-tail碼、混合遊程碼、svic碼、變遊程碼、efdr、mfvlc、mfvrcvb、afdr、共遊程碼和整數存儲無理數的方法等。
上述三類方法均存在缺點。測試集壓縮方法的目標是追求測試集的最小化，但該問題是np完全問題(np的英文全稱是non-deterministicpolynomial的問題，即多項式複雜程度的非確定性問題)。另一方面，其非模型故障的故障覆蓋率會受到影響，測試集壓縮後的測試集的數據量仍然非常大，並不能直接存儲和傳輸，還需要進一步壓縮。
由於測試時通常存在著抗隨機故障(randomresistantfault,rrf)，故內建自測試方法存在故障覆蓋率不高、測試序列較長的弊端。雖然可以通過加權或採用混合模式等方法來進一步提高測試效率，但隨著電路規模的擴大，rrf的增多，所需要的硬體開銷將顯著增加。
靜態編碼壓縮方法中，由於在cut(circuitundertest，待測電路)與ate(automatictestequipmen，自動測試設備)之間數據傳輸存在著信號難以同步的缺點，不解決好同步問題，將會嚴重影響測試效率，改進通訊方式，又將會增加通訊協議的複雜性。另外，基於編碼的測試數據壓縮技術對多掃描鏈結構並不能很好的相容，需要對每一條掃描鏈都提供一個獨立的解壓電路才能使解壓效率最高。
正是由於這些原因，對靜態編碼壓縮方法的研究僅停留在學術界，到目前為止還沒有實用的相關eda(electronicsdesignautomation，電子設計自動化)工具出現。
在靜態編碼壓縮方法中，利用整數存儲無理數的方法，理論上可以將整個測試集轉換成若干個整數表示的無理數存儲。該方法的優勢是不需要直接存儲代碼字，而是存儲代碼字的規律。其缺點是如果期望其壓縮效果好，無理數所表示的測試數據量就比較大，可能是若干個測試向量，甚至是整個測試集，此時無理數對應的整數表示就比較大。一方面，該大整數在存儲時佔用較大的空間；另一方面，在測試數據解壓過程中，大整數給數據運算帶來了複雜性，有時甚至不能直接運算。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於提供了一種提高測試效率、佔用空間較小並且運算簡單的二分區間的數據壓縮方法。
本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：一種二分區間的數據壓縮方法，將若干個測試向量甚至整個測試集映射到區間(0，1)，再通過多次二分區間的方法找到該位置，存儲該二分區間的規律即存儲該若干個測試向量甚至整個測試集。
具體步驟為：
步驟1：統計原始測試數據的遊程長度y1、y2、……，yn，其中，yn表示為第n個測試向量的遊程長度，n為正整數，將該測試向量按0類型遊程統計遊程長度，直到無關位結束；
步驟2：轉化成小數，默認小數的整數部分為0，步驟1所統計的遊程長度依次組成小數部分，轉化的小數為0.y1y2……yn，0.y1y2……yn屬於區間(0，1)；
步驟3：初始化區間和原始編碼，記t0＝0，t1＝1，原始編碼為空；
步驟4：二分區間，令比較t′與t大小並編碼，規則為：若t≤t′，編碼增加1位數據0，令t1＝t′；若t＞t′，編碼增加1位數據1，令t0＝t′，重複執行該步驟直到t＝t′。
優化的，所述步驟1中，若無關位與前一遊程可以組成同一遊程，捨棄最後一遊程長度，只記前若干遊程長度；否則記前所有遊程長度。
本發明還公開一種集成電路測試數據的存儲方法，包括如下步驟：
步驟10：根據待測試集成電路的電路結構生成包含若干故障的故障列表；
步驟20：選擇任一故障，運行自動測試向量生成工具以此生成該故障的測試向量，同時將該故障點從故障列表中刪除，最終形成級聯後原始測試數據即測試向量序列s；
步驟30：將若干個測試向量甚至整個測試集映射到區間(0，1)，再通過多次二分區間的方法找到該位置，存儲該二分區間的規律即存儲該若干個測試向量甚至整個測試集。
所述步驟30具體包括以下步驟：
步驟301：遊程長度統計，統計級聯後原始測試數據的遊程長度y1、y2、……，yn，其中，yn表示為第n個測試向量的遊程長度，n為正整數，將該測試向量按0類型遊程統計遊程長度，直到無關位結束；
步驟302：轉化成小數，默認小數的整數部分為0，步驟301所統計的遊程長度依次組成小數部分，轉化的小數為0.y1y2……yn，0.y1y2……yn屬於區間(0，1)；
步驟303：初始化區間和原始編碼，記t0＝0，t1＝1，原始編碼為空；
步驟304：二分區間，令比較t′與t大小並編碼，規則為：若t≤t′，編碼增加1位數據0，令t1＝t′；若t＞t′，編碼增加1位數據1，令t0＝t′，重複該步驟直到t＝t′。
優化的，步驟302中，若無關位與前一遊程可以組成同一遊程，捨棄最後一遊程長度，只記前若干遊程長度；否則記前所有遊程長度。
本發明相比現有技術具有以下優點：提高了測試效率，由於將若干個測試向量甚至整個測試集映射到區間(0，1)，再通過多次二分區間的方法找到該位置，存儲該二分區間的規律即可存儲該若干個測試向量甚至整個測試集，佔用空間較小，並且運算簡單，非常實用。
具體實施方式
下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
本發明提供了一種二分區間的數據壓縮方法，將若干個測試向量甚至整個測試集映射到區間(0，1)，再通過多次二分區間的方法找到該位置，存儲該二分區間的規律即可存儲該若干個測試向量甚至整個測試集。
具體步驟為：
步驟1：統計原始測試數據的遊程長度y1、y2、……，yn，其中，yn表示為第n個測試向量的遊程長度，n為正整數，將該測試向量按0類型遊程統計遊程長度，直到無關位結束，若無關位與前一遊程可以組成同一遊程，捨棄最後一遊程長度，只記前若干遊程長度；否則記前所有遊程長度。
若無關位與前一遊程可以組成同一遊程，捨棄最後一遊程長度，只記前若干遊程長度；否則記前所有遊程長度。以0000100110xxx為例，前三個遊程是確定的，是4、2、0，後面一個遊程可以3，即最後4位是0001；如對於0000100101xxx，前3個遊程分別是4、2和1，後面的無關位不能直接與前一遊程拼成同一遊程，此時只記前3個遊程。此過程主要是將無關位儘可能的往前一遊程填充。
不失一般性，設原始測試數據為：00000001000100001000100000001000001，則遊程長度分別為7、3、4、3、7和5；
步驟2：轉化成小數，默認小數的整數部分為0，步驟1所統計的遊程長度依次組成小數部分，轉化的小數為0.y1y2……yn，0.y1y2……yn屬於區間(0，1)，如步驟1所統計的遊程長度依次為7、3、4、3、7和5，轉化後的小數為0.734375，記為t，有t∈(0,1)；
步驟3：初始化區間和原始編碼，記t0＝0，t1＝1，原始編碼為空；
步驟4：二分區間，令比較t′與t大小並編碼，規則為：若t≤t′，編碼增加1位數據0，令t1＝t′；若t＞t′，編碼增加1位數據1，令t0＝t′，重複執行該步驟直到t＝t′，例如，上述步驟2中小數t＝0.734375，步驟3中初始時t0＝0，t1＝1，原始編碼為空，首先此時t＞t′，編碼在原始編碼為空的基礎上增加1位數據1，即此時編碼為1；重複t′與t並編碼有，t≤t′，此時編碼結果為10，重複該過程，最終t的編碼為101110。
從上面可以看出原始的測試數據為00000001000100001000100000001000001，壓縮後的數據為101110，壓縮前35位，壓縮後6位。
通過以上壓縮方法，提高了測試效率，由於將若干個測試向量甚至整個測試集映射到區間(0，1)，再通過多次二分區間的方法找到該位置，存儲該二分區間的規律即可存儲該若干個測試向量甚至整個測試集，佔用空間較小，並且運算簡單，非常實用。
該二分區間的數據壓縮方法可以應用在測試集成電路的測試中，其測試方法包括如下步驟：
a、根據待測試集成電路的電路結構生成包含若干故障的故障列表；
b、選擇任一故障，運行自動測試向量生成工具(如：synopsys公司的tetramax，開源的atalanta，等)以此生成該故障的測試向量，同時將該故障點從故障列表中刪除，最終形成級聯後原始測試數據即測試向量序列s；
c、遊程長度統計，統計級聯後原始測試數據的遊程長度y1、y2、……，yn，其中，yn表示為第n個測試向量的遊程長度，n為正整數，將該測試向量按0類型遊程統計遊程長度，直到無關位結束。若無關位與前一遊程可以組成同一遊程，捨棄最後一遊程長度，只記前若干遊程長度；否則記前所有遊程長度；
d、轉化成小數，默認小數的整數部分為0，步驟c所統計的遊程長度依次組成小數部分，轉化的小數為0.y1y2……yn，0.y1y2……yn屬於區間(0，1)；
e、初始化區間和原始編碼，記t0＝0，t1＝1，原始編碼為空；
f、二分區間，令比較t′與t大小並編碼，規則為：若t≤t′，編碼增加1位數據0，令t1＝t′；若t＞t′，編碼增加1位數據1，令t0＝t′，重複步驟f直到t＝t′。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。