专利名称：基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法
技术领域：
本发明涉及数字集成电路SOC测试技术领域，具体涉及到可复用 IP (Intellectual Property)芯核的 SOC 测试技术领域。
背景技术：
随着集成电路工艺的提高，由多个芯片构成的复杂系统可以集成在一个芯片上， 系统芯片SoC应运而生。随着对芯片可靠性需求的提高，SoC测试技术得到了广泛的研究。SoC测试可以分为离线测试和在线测试。在线测试是指在电路运行时进行物理故障检测。在线测试显得越发重要的原因主要有以下几点首先，在航天、军事等安全性要求很高的关键领域，需要在工作的同时完成测试；第二，在线测试可以保障电路的最大运行时间，避免电路的间断工作；第三，在线测试便于发现电路内部的潜在故障，尽早处理，减少经济损失；第四，在线测试是后续自修复工作的基础。根据逻辑功能的不同，数字电路分为组合电路和时序电路。相对复杂的系统中广泛使用的是时序电路。其特有的记忆功能使得适用于组合电路的在线测试方法不再奏效。 因此，时序电路在线测试技术研究具有十分重要的意义。在线测试分为并发测试和非并发测试。并发测试指被测模块的测试过程与系统工作同时进行的测试。非并发测试是指整个系统处于在线状态，针对一个离线的子系统进行测试。针对在线测试中遇到的一些问题，科研人员开展了积极的研究工作。扫描设计可以很好的实现时序电路内部状态的可观性；在线内建自测试(BIST，Build-in-Self-Test) 是在离线BIST基础上经过改进实现的在线测试方法Jhang Zhaobo在文献Z. B. Zhang, Z.L.Wang, X. L. Gu, and K. Chakrabarty, "Physical defect model ing for fault insertion in system reliability test，”(系统可靠性故障注入的的物理检测模型) Proceedings of IEEE International Test Conference. Austin, TX, 2009, pp. 1-10.中提出了一种通过检测电路的部分输出引脚来减小冗余的在线测试方法；Hussain Al-Asaad在 ilS^A. Hussain and Μ. Paolo,"Non-concurrent on-line testing via scan chains, "( 于扫描链的非并发在线测试方法)Proceedings of the IEEE Autotestcon Conference. Anaheim, CA, Sep, 2006, pp. 656-662.中提出了一种新的扫描链单元，应用该单元对电路进行扫描设计，可以实现时序电路的非并发测试。但上述方法有的会造成较大的测试延迟，有的有较大的硬件冗余，所使用的BIST 结构中大量的测试向量还会对存储器的容量有一定的要求。
发明内容
为了解决现有在线测试的方法中存在的测试延迟、硬件冗余以及所需要的存储器容量较大的问题，本发明提出了一种基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法。本发明所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法首先，采用对时序电路组合部分的等效输出引脚进行故障仿真的方法获取对故障检测重要的重要等效输出引脚；然后，采用对时序电路组合部分的等效输入引脚进行故障仿真的方法获得改进测试向量集；最后，根据改进测试向量集和对故障检测不重要的等效输出引脚，将触发器分成定输入触发器和重要触发器两类，并将重要触发器串联形成部分扫描链。所述重要等效输出引脚是相对于不重要的等效输出引脚而言的，所述不重要的等效输出引脚是指在故障覆盖率略有降低但仍符合要求的情况下，在故障检测中不必关注的等效输出引脚，将这类等效输出引脚定义为不重要的等效输出引脚，则其余等效输出引脚定就义为重要等效输出引脚。所述定输入触发器是无关触发器、0无关触发器和1无关触发器。所述的等效输入引脚和等效输出引脚的概念为将电路的功能性输入和触发器的输出定义为组合部分的等效输入，将电路的功能性输出和触发器的输入定义为组合部分的等效输出。结合故障仿真技术，对被测电路进行分析，分别分析每个触发器对应的等效输入/输出引脚对于故障检测的重要程度，结合相应的优化算法，寻找到对测试影响不大的触发器，将其余影响较大的触发器连接成部分扫描链，就可以在满足一定故障覆盖率的前提下，有效降低在线测试的硬件冗余。所述采用对时序电路组合部分的等效输出引脚进行故障仿真的方法确定对故障检测不重要的等效输出引脚，是指根据原始电路和故障注入后电路的故障仿真结果，获取对故障检测重要的重要等效输出引脚，具体过程为第一步按照顺序在时序电路的组合部分电路中注入一个故障；第二步针对经过注入该故障后的故障电路，将现有测试集中的所有测试向量输入电路进行测试，逐一检测每个等效输出管脚的状态，并根据每个等效输出管脚的状态对该等效输出引脚的相应故障标志位作如下处理若可以检测到该故障，则将该等效输出管脚的相应的故障标志位置1 ；若无法检测到该故障，则将该等效输出管脚的相应的故障标志位置0 ；第三步循环第一步和第二步，直到所有故障注入完毕；第四步将每一个等效输出管脚的所有故障标志位做累加，获得该等效输出管脚的故障标志位累加和；第五步将故障标志位累加和从大到小排序，将最大的故障标志位累加和所对应的等效输出管脚选为重要等效输出管脚，同时，记录该等效输出管脚的所有故障标志位为1 的故障，并将其它所有等效输出管脚的表示该故障的故障标志位均清零，然后，将该等效输出管脚对应的故障标志位累加和置0 ；第六步计算已获得的所有重要等效输出管脚的故障标志位所覆盖的故障数量， 并根据所述故障数量计算获得对应的故障覆盖率，如果所述故障覆盖率达到要求的故障覆盖率的最小值，则完成所有重要等效输出管脚的获取；否则，返回执行步骤四。所述采用对时序电路组合部分的等效输入引脚进行故障仿真的方法获得改进测试向量集的过程为采用原始测试向量集进行仿真，并根据仿真结果获得改进测试向量集的过程为第一步按顺序，将原始测试集中的某位置0，然后计算可测故障数；第二步将同一位置1，然后计算可测故障数；第三步分别计算获得上述测试集中的某位置0和置1时能检测到的故障覆盖率；若均为100%，则该位对应的等效输入管脚为无关输入，将测试向量集中该位置的数据为无关位X ；执行步骤五；若仅置0时为100%，则该位对应的等效输入管脚为0无关输入，将测试向量集中该位置的状态为0 ；执行步骤五；若仅置1时为100%，则该位对应的等效输入管脚为1无关输入，将测试向量集中该位置的状态为1 ；执行步骤五；若均不为100 %，执行下一步；第四步在置0和置1故障覆盖率中选择较大的一个，若该故障覆盖率为置0时的故障覆盖率，且大于重要程度量化比例，将测试向量集中该位置的状态为0 ；执行步骤五；若该故障覆盖率为置1时的故障覆盖率，且大于重要程度量化比例，将测试向量集中该位置的状态为1 ；执行步骤五；第五步循环进行以上四步，直到遍历原始测试集中的所有位置，即测试完所有等效输入引脚，获得改进测试向量集。重要程度量化比例，是在某一位输入引脚置为定值时，电路测试系统所能接受的
故障覆盖率的最小值。根据改进测试向量集选择并连接定输入触发器和重要触发器，并重要触发器串联连接组成部分扫描的扫描单元。其中定输入触发器包括无关触发器、0无关触发器和1无关触发器，其中，测试向量集中的无关位、0无关位和1无关位所对应的触发器分别选用无关触发器、0无关触发器和1无关触发器。本发明将D触发器分成定输入触发器和重要触发器，当某个D触发器作为等效输入或等效输出引脚时，对应的输入或输出的测试数据对故障的检测起到了较为重要的作用，本发明将这些D触发器称之为重要触发器，所述重要触发器采用SFF实现并连入扫描链，一方面通过扫描实现测试向量的输入和测试响应的输出，另一方面又要在测试中锁存电路工作状态。如果某个D触发器对应的等效输入引脚置为定值，并且不关注对应等效输出引脚的状态，均不会造成故障覆盖率的明显降低，本发明将这种D触发器称为定输入D触发器，定输入D触发器仅应用于电路正常工作，与测试无关，因此不必连入扫描链。本发明运用部分输出管脚检测电路故障的方法具体实现，同时提出了对电路测试向量集进行改进的方法，并运用部分扫描的思想，考虑到测试集的差异，设计了时序电路的部分扫描的扫描链单元，进而实现了时序电路的在线测试。本发明所述的扫描单元的设计方法，能够在达到较高故障覆盖率的同时，减小测试电路的硬件冗余、缩短测试向量的位数、减小存储空间，而且方便测试压缩和向量生成， 具有广泛的应用价值。
图1为采用时序电路的框图；图2是采用本发明所述重要触发器的时序电路框图；图3是本发明所述重要触发器结构示意图；图4是对功能选择器进行测试时的重要触发器过程示意图；图5是对测试选择器进行测试时的重要触发器过程示意图；图6是重要触发器正常工作时的过程示意图；图7是对时序电路组合部分进行测试时重要触发器的过程示意图；图8是重要触发器进行数据移入或移出时的过程示意图；图9是时序电路的时钟控制逻辑示意图；图10是非并发测试时的时钟选择机制示意图；图11是并发测试时的时钟选择机制示意图。图12是具体实施方式
三所述的无关触发器的结构示意图。图13是具体实施方式
四所述的1无关触发器的结构示意图。图14是具体实施方式
五所述的0无关触发器的结构示意图。图15是具体实施方式
一中所述的原始测试电路的结构示意图。图16是图15经过具体实施方式
一所述的方法，确定重要等效输出管脚之后简化之后获得的测试电路结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法中，首先，采用对时序电路组合部分的等效输出引脚进行故障仿真的方法获取对故障检测重要的重要等效输出引脚；然后，采用对时序电路组合部分的等效输入引脚进行故障仿真的方法获得改进测试向量集；
最后，根据改进测试向量集和对故障检测不重要的等效输出引脚，将触发器分成定输入触发器和重要触发器两类，并将重要触发器串联形成部分扫描链。所述定输入触发器是无关触发器、0无关触发器和1无关触发器。所述采用对时序电路组合部分的等效输出引脚进行故障仿真的方法确定对故障检测不重要的等效输出引脚，是指根据原始电路和故障注入后电路的故障仿真结果，获取对故障检测重要的重要等效输出引脚，具体过程为第一步按照顺序在时序电路的组合部分电路中注入一个故障；第二步针对经过注入该故障后的故障电路，将现有测试集中的所有测试向量输入电路进行测试，逐一检测每个等效输出管脚的状态，并根据每个等效输出管脚的状态对该等效输出引脚的相应故障标志位作如下处理若可以检测到该故障，则将该等效输出管脚的相应的故障标志位置1 ；若无法检测到该故障，则将该等效输出管脚的相应的故障标志位置0 ；
第三步循环第一步和第二步，直到所有故障注入完毕；第四步将每一个等效输出管脚的所有故障标志位做累加，获得该等效输出管脚的故障标志位累加和；第五步将故障标志位累加和从大到小排序，将最大的故障标志位累加和所对应的等效输出管脚选为重要等效输出管脚，同时，记录该等效输出管脚的所有故障标志位为1 的故障，并将其它所有等效输出管脚的表示该故障的故障标志位均清零，然后，将该等效输出管脚对应的故障标志位累加和置0 ；第六步计算已获得的所有重要等效输出管脚的故障标志位所覆盖的故障数量， 并根据所述故障数量计算获得对应的故障覆盖率，如果所述故障覆盖率达到要求的故障覆盖率的最小值，则完成所有重要等效输出管脚的获取；否则，返回执行步骤四。所述选取的所有检测输出引脚的故障标志位所覆盖的故障数量可以达到要求的故障覆盖率，是指选取的所有检测输出管脚能够检测输出的故障数量达到系统要求的故障覆盖率。本实施方式所述的采用仿真的方法筛选检测输出管脚的方法的原理为针对每一个输出引脚，计算出其能够检测出的故障数量，按数量的多少进行排序。值得指出的是，直接取排序结果的前几位输出的方法并不能达到最好的效果。但这样得到的结果不一定是最优的，因为排名前几位的管脚所能检测出的故障有好多是重复的。因此，在每一次排序结束后，取能够检测数故障数量最大的引脚，同时可以检测出的故障将不再参与以后的排序，在剩余的故障中进行下一次排序，如此循环往复，直到故障覆盖率达到要求为止。采用本实施方式所述的方法与采用现有方法选取检测输出管脚相比较，在选取同样个数的输出引脚时，可以得到较高的故障覆盖率。检测输出引脚数量的减少，可以很好的实现响应分析部分的优化、减小测试的时间冗余和硬件冗余。所述采用对时序电路组合部分的等效输入引脚进行故障仿真的方法获得改进测试向量集的过程为采用原始测试向量集进行仿真，并根据仿真结果获得改进测试向量集的过程为第一步按顺序，将原始测试集中的某位置0，然后计算可测故障数；第二步将同一位置1，然后计算可测故障数；第三步分别计算获得上述测试集中的某位置0和置1时能检测到的故障覆盖率；若均为100%，则该位对应的等效输入管脚为无关输入，将测试向量集中该位置的数据为无关位X ；执行步骤五；若仅置0时为100%，则该位对应的等效输入管脚为0无关输入，将测试向量集中该位置的状态为0 ；执行步骤五；若仅置1时为100%，则该位对应的等效输入管脚为1无关输入，将测试向量集中该位置的状态为1 ；执行步骤五；若均不为100 %，执行下一步；第四步在置0和置1故障覆盖率中选择较大的一个，若该故障覆盖率为置0时的故障覆盖率，且大于重要程度量化比例，将测试向量集中该位置的状态为0 ；执行步骤五；
若该故障覆盖率为置1时的故障覆盖率，且大于重要程度量化比例，将测试向量集中该位置的状态为1 ；执行步骤五；第五步循环进行以上四步，直到遍历原始测试集中的所有位置，即测试完所有等效输入引脚，获得改进测试向量集。从测试向量集的角度来讲，如果某位的状态被置为定值了，则从硬件的角度来讲， 该位置对应的D触发器不必连入扫描链，而是仅将其用定输入触发器实现既可，S卩采用1 无关触发器、0无关触发器或者无关触发器进行替换即可。本实施方式中，第四步和第三步的过程相类似，第四步是在不能保证故障覆盖率为100%的情况下，导致故障覆盖率稍有降低，在置0和置1都会降低故障覆盖率的情况下， 取故障覆盖率最高的情况，而若该故障覆盖率小于重要程度量化比例，则该位对应的故障输入管脚为重要引脚，测试适应保存其工作状态。从测试向量集的特点来看，mintest的测试集中好多位是无关位X，这些无关位的取值与能否检测出故障没有关系。在由mental ATPG软件生成的测试几种，虽说每一位均被定为固定的值，但改变测试向量中某一位的值，对故障覆盖率也不会造成很大的影响。本部分重点讨论如何实现测试向量集的优化。理想的测试集中，如果若干个测试向量中的每一位都可以取到相同的值，那么无论是从硬件开销，测试功耗，还是测试向量的存储和压缩的角度讲，都有很大的优势。因此， 本实施方式将测试集进行相应的改造，并将测试集应用到经过故障注入的电路中进行故障仿真，根据仿真结果，力争在不影响故障覆盖率的情况，实现高效的测试。其中，重要程度量化比例指改变测试集中的某一位后，所能够接受的故障覆盖率的最小值。运用本实施方式所述的方法能够找到一些对电路测试不是很重要的引脚，实现测试集的优化，获得的改进后的测试向量集进行故障测试，一方面避免了管脚状态频繁的跳变，减小了测试功耗，另一方面为后续减小硬件冗余奠定了基础。根据改进测试向量集选择并连接定输入触发器和重要触发器，并重要触发器串联连接组成部分扫描的扫描单元。其中定输入触发器包括无关触发器、0无关触发器和1无关触发器，其中，测试向量集中的无关位、0无关位和1无关位所对应的触发器分别选用无关触发器、0无关触发器和1无关触发器。所谓部分扫描，其基本思想是将部分扫描单元连接成扫描链用于测试。这种思路虽然降低了硬件冗余，但同时也降低了电路的可控性和可观性，必然对故障覆盖率有所影响。为了减小这种影响，本实施方式中，将D触发器分成定输入触发器和重要触发器，扫描 D触发器作为等效输入或等效输出引脚时，输入或输出的测试数据对故障的检测起到了较为重要的作用，这些D触发器称之为重要触发器，所述重要触发器采用SFF实现并连入扫描链，一方面通过扫描实现测试向量的输入和测试响应的输出，另一方面又要在测试中锁存电路工作状态，如果某个D触发器对应的等效输入引脚置为定值，并且不关注对应等效输出引脚的状态，均不会造成故障覆盖率的明显降低，这种D触发器称为定输入D触发器，定输入D触发器仅应用于电路正常工作，与测试无关，不必连入扫描链。本实施方式获得的部分扫描单元的结构参见图1所示，该种扫描单元与现有的全扫描的扫描单元相比较(参见图2所示)，本实施方式的扫描单元仅将部分D触发器用SFF替换连入扫描链，通过scaru in和SCan_out实现单元状态的可控性和可观性。
下面根据图15和图16说明本实施方式所述的工作原理，图15是原有测试电路， 通过等效输出的故障仿真方法确定重要等效输出引脚，并将不重要的等效输出引脚在图15 中用圆点标记在电路的输出端，其中包括DFF1，DFF2，DFF4，DFF5，将测试向量集中这四个 DFF对应的等效输入引脚分别置为相应的0或1，其它各等效输入引脚均使用原始测试向量集中的数据，进行等效输入引脚的故障仿真，若仿真结果显示，DFFl输入置为1时，DFF2输入置为0时，DFF5输入置为1或0时，对电路的故障覆盖率的影响不大，则可以将电路简化成图16所示的形式，图中，DFF1、DFF2和DFF5分别用1无关触发器、0无关触发器和无关触发器替换，并且无需连入扫描链，将剩余的DFF替换成重要触发器的结构进行部分扫描设计。
具体实施方式
二 本实施方式是对具体实施方式
一中所述的重要触发器的进一步说明，下面结合图3和图9说明本实施方式。本实施方式所述重要触发器1包括第一选择器1-1、第二选择器1-2、第三选择器 1-3、第四选择器1-4、测试触发器1-5和功能触发器1-6，第一选择器1-1的使能端输入信号为mode [1]，第二选择器1_2的使能端输入信号为mode W]，第三选择器1-3的使能端输入信号为mode W]，第四选择器1_4的使能端输入信号为mode [1]；第一选择器1-1的0输入端作为所述重要触发器1的测试单元扫描数据输入端， 输入测试扫描数据Si，第一选择器1-1的1输入端与第二选择器1-2的0输入端相连，第二选择器1-2的0输入端作为所述重要触发器1的功能数据输入端，输入功能数据FI，第二选择器1-2的1输入端与第一选择器1-1的0输入端相连，第一选择器1-1的输出端与测试触发器1-5的D信号输入端相连，测试触发器1-5 的Q信号输出端与第三选择器1-3的0输入端相连，测试触发器1-5的Q信号输出端还与第四选择器1-4的1输入端相连，测试触发器1-5的时钟信号为TCLK，第三选择器1-3的输出端为扫描数据输出端，输出扫描数据SO ；第二选择器1-2的输出端与功能触发器1-6的D信号输入端相连，功能触发器1-6 的Q信号输出端与第四选择器1-4的0输入端相连，功能触发器1-6的Q信号输出端还与第三选择器1-3的1输入端相连，功能触发器1-6的时钟信号为FCLK，第四选择器1-4的输出端为功能数据输出端，输出功能数据F0。首先对传统的扫描设计方法参见图1进行说明可测试性设计通过在芯片原始设计中插入各种用于提高芯片可测试性的硬件逻辑，使芯片变得容易测试，从而大幅度降低芯片的测试成本。扫描设计是当前可测性设计所采用的主要方法之一。时序电路由组合部分和具有记忆功能的触发器构成，触发器的输入与组合部分的输出相连，触发器的输出同时作为组合部分的输入。扫描设计是指将被测电路中的时序单元转换为可扫描的触发器，连接成扫描链，使得测试激励可以串行移入扫描链并且测试响应能够串行移出扫描链。由此，复杂的时序测试生成问题变成了简单的组合生成问题，降低了测试生成的复杂度，同时提高了故障覆盖率。每个扫描单元就具有两个输入和两个输出端口。FI、FO分别表示扫描单元的功能输入和输出，相当于原触发器的D和Q，SI、S0分别表示扫描输入和输出，用于完成扫描功能。
所谓在线测试，要求测试与电路工作同时完成，并且测试过程不能影响电路的工作状态。时序电路中，由于触发器能够记录前一时刻电路的工作状态，如果仍然沿用传统的扫描设计进行在线测试，必将由于测试向量在扫描触发器上的移入和移出改变扫描触发器的状态，进而对电路的工作造成难以想象影响。重要触发器很好地解决了这一问题。其结构如图3所示，每个扫描链单元除了四个输入输出端口外，还有一个两位的控制信号mode和两个时钟信号(FCLK，TCLK)。每个单元的控制信号连接在一起，共同由控制电路产生，可以降低布线带来的开销，时钟控制电路如图9所示。FCLK和TCLK分别是功能时钟和测试时钟，同样将各单元的时钟信号连在一起，由时钟选择机制一并产生。单元电路中有两个触发器功能D触发器和测试D触发器。 还有四个用于控制数据的流向二选一选择器。该扫描链单元比基本单元增加了一个触发器和多个选择器，用两个传输门(TG) 和一个非门组合成二选一选择器，可以在一定程度上减小电路的硬件开销。除了可以实现在线测试外，该单元的另一优势在于，两个D触发器在结构上是完全对称的，可以互换使用。这样其中一个就可以看作是另一个的冗余备份。如果一个发生了故障，可以通过切换控制信号控制另一个继续工作，大大提高了电路系统的容错能力。图9所示的时钟控制逻辑系统的测试控制离不开正确的时序逻辑。时钟选择机制由控制电路产生，包括两个时钟信号系统工作时钟FCLK和测试时钟TCLK，FCLK作为功能触发器1-6的时钟，TCLK作为测试触发器1-5的时钟。时钟的频率决定了电路的运行速度，同时也可以通过时钟的停止来实现数据的锁存。将两个时钟分别产生，这样的时钟选择机制使测试过程更加灵活。时钟选择机制与控制信号mode共同实现电路工作与测试状态的切换。其真值表为
权利要求
1.基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，首先，采用对时序电路组合部分的等效输出引脚进行故障仿真的方法获取对故障检测重要的重要等效输出引脚；然后，采用对时序电路组合部分的等效输入引脚进行故障仿真的方法获得改进测试向JEELyffe里集；最后，根据改进测试向量集和对故障检测不重要的等效输出引脚，将触发器分成定输入触发器和重要触发器两类，并将重要触发器串联形成部分扫描链。
2.根据权利要求1所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，所述定输入触发器是无关触发器、0无关触发器和1无关触发器。
3.根据权利要求1所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，所述采用对时序电路组合部分的等效输出引脚进行故障仿真的方法确定对故障检测不重要的等效输出引脚，是指根据原始电路和故障注入后电路的故障仿真结果，获取对故障检测重要的重要等效输出引脚，具体过程为第一步按照顺序在时序电路的组合部分电路中注入一个故障； 第二步针对经过注入该故障后的故障电路，将现有测试集中的所有测试向量输入电路进行测试，逐一检测每个等效输出管脚的状态，并根据每个等效输出管脚的状态对该等效输出引脚的相应故障标志位作如下处理若可以检测到该故障，则将该等效输出管脚的相应的故障标志位置1 ； 若无法检测到该故障，则将该等效输出管脚的相应的故障标志位置0 ； 第三步循环第一步和第二步，直到所有故障注入完毕；第四步将每一个等效输出管脚的所有故障标志位做累加，获得该等效输出管脚的故障标志位累加和；第五步将故障标志位累加和从大到小排序，将最大的故障标志位累加和所对应的等效输出管脚选为重要等效输出管脚，同时，记录该等效输出管脚的所有故障标志位为1的故障，并将其它所有等效输出管脚的表示该故障的故障标志位均清零，然后，将该等效输出管脚对应的故障标志位累加和置0 ；第六步计算已获得的所有重要等效输出管脚的故障标志位所覆盖的故障数量，并根据所述故障数量计算获得对应的故障覆盖率，如果所述故障覆盖率达到要求的故障覆盖率的最小值，则完成所有重要等效输出管脚的获取；否则，返回执行步骤四。
4.根据权利要求1所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，所述采用对时序电路组合部分的等效输入引脚进行故障仿真的方法获得改进测试向量集的过程为采用原始测试向量集进行仿真，并根据仿真结果获得改进测试向量集的过程为 第一步按顺序，将原始测试集中的某位置0，然后计算可测故障数； 第二步将同一位置1，然后计算可测故障数；第三步分别计算获得上述测试集中的某位置0和置1时能检测到的故障覆盖率； 若均为100%，则该位对应的等效输入管脚为无关输入，将测试向量集中该位置的数据为无关位X ；执行步骤五；若仅置0时为100%，则该位对应的等效输入管脚为0无关输入，将测试向量集中该位置的状态为0 ；执行步骤五；若仅置1时为100%，则该位对应的等效输入管脚为1无关输入，将测试向量集中该位置的状态为1 ；执行步骤五；若均不为100%，执行下一步；第四步在置0和置1故障覆盖率中选择较大的一个，若该故障覆盖率为置0时的故障覆盖率，且大于重要程度量化比例，将测试向量集中该位置的状态为0 ；执行步骤五；若该故障覆盖率为置1时的故障覆盖率，且大于重要程度量化比例，将测试向量集中该位置的状态为1 ；执行步骤五；第五步循环进行以上四步，直到遍历原始测试集中的所有位置，即测试完所有等效输入引脚，获得改进测试向量集。
5.根据权利要求1所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，所述重要触发器1包括第一选择器1-1、第二选择器1-2、第三选择器1-3、第四选择器1-4、测试触发器1-5和功能触发器1-6，第一选择器1-1的使能端输入信号为mode [1]，第二选择器1_2的使能端输入信号为 mode
，第三选择器1-3的使能端输入信号为mode
，第四选择器1_4的使能端输入信号为 mode[1]；第一选择器1-1的0输入端作为所述重要触发器1的测试单元扫描数据输入端，输入测试扫描数据SI，第一选择器1-1的1输入端与第二选择器1-2的0输入端相连，第二选择器1-2的0输入端作为所述重要触发器1的功能数据输入端，输入功能数据FI，第二选择器 1-2的1输入端与第一选择器1-1的0输入端相连，第一选择器1-1的输出端与测试触发器1-5的D信号输入端相连，测试触发器1-5的 Q信号输出端与第三选择器1-3的0输入端相连，测试触发器1-5的Q信号输出端还与第四选择器1-4的1输入端相连，测试触发器1-5的时钟信号为TCLK，第三选择器1-3的输出端为扫描数据输出端，输出扫描数据SO ；第二选择器1-2的输出端与功能触发器1-6的D信号输入端相连，功能触发器1-6的 Q信号输出端与第四选择器1-4的0输入端相连，功能触发器1-6的Q信号输出端还与第三选择器1-3的1输入端相连，功能触发器1-6的时钟信号为FCLK，第四选择器1-4的输出端为功能数据输出端，输出功能数据F0。
6.根据权利要求2所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，所述的无关触发器由选择器和D触发器组成，所述选择器的0输入端连接D触发器的数据输出端，所述选择器的数据输出端连接D触发器的数据输入端，所述D触发器的数据输出端为无关触发器的数据输出端。
7.根据权利要求2所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，所述1无关触发器由输入选择器、输出选择器和D触发器组成，所述输入选择器的0输入端连接D触发器的数据输出端，所述输入选择器的数据输出端连接D触发器的数据输入端，所述D触发器的数据输出端连接输出选择器的1输入端，所述输出选择器的0输入端置1，该输出选择器的数据输出端为1无关触发器的数据输出端。
8.根据权利要求2所述的基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，其特征在于，所述0无关触发器由输入选择器、输出选择器和D触发器组成，所述输入选择器的0输入端连接D触发器的数据输出端，所述输入选择器的数据输出端连接D触发器的数据输入端，所述D触发器的数据输出端连接输出选择器的1输入端，所述输出选择器的0输入端置0，该输出选择器的数据输出端为0无关触发器的数据输出端。
全文摘要
基于改进测试向量集的部分扫描的扫描单元的设计方法，涉及数字集成电路SOC测试技术领域。本发明解决了现有在线测试的方法中存在的测试延迟、硬件冗余以及所需要的存储器容量较大的问题。本发明首先采用对时序电路组合部分的等效输出引脚进行故障仿真的方法获取对故障检测重要的重要等效输出引脚；然后采用对时序电路组合部分的等效输入引脚进行故障仿真的方法获得改进测试向量集；最后根据改进测试向量集和对故障检测不重要的等效输出引脚，将触发器分成定输入触发器和重要触发器，并将重要触发器串联形成部分扫描链。采用本发明的方法获得的扫描单元在达到较高故障覆盖率的同时，减小测试电路的硬件冗余、缩短测试向量的位数、减小了存储空间。
文档编号G01R31/3185GK102323538SQ20111019155
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者乔立岩, 俞洋, 杨智明, 王帅, 王继业, 邓立宝 申请人:哈尔滨工业大学