一种基于顺序等分分段式的低功耗扫描测试方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及集成电路的扫描测试技术领域，尤其涉及一种基于顺序等分分段式的 低功耗扫描测试方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在集成电路设计中，扫描设计是主要的可测试性设计技术之一，但是芯片在扫描 测试模式下的功耗是正常工作模式下的数倍，芯片很可能会在测试过程中因过热而损坏。 因此，为提高测试可靠性和芯片良品率以及降低封装成本，必须降低扫描测试功耗。由于原 扫描链的扫描设计结构在扫描测试模式下会进行大量的扫描移位操作，而扫描移位操作具 有行波效应，即扫描单元值的翻转会沿着扫描链一直传递，因而会引起其驱动的组合电路 的翻转，从而产生不必要的测试功耗。因此，通过对扫描链进行分段设计以间隔地激活分段 后的各个短扫描链，降低扫描移位模式下行波效应带来的影响，从而降低扫描测试移位模 式引起的功耗。
[0003] 如图1所示为传统基于顺序等分分段式的扫描测试方法，被测电路中N条扫描链 长度相等，N条扫描链按照基于顺序等分的方式分成M段（图中仅示出划分为A、B、C三段）， 各条扫描链分段后仍采用原始未分段时的扫描输入输出端口，通过适配器对扫描测试实施 分段后的扫描链进行控制。
[0004] 如图2、3所示，传统基于顺序等分分段式的扫描测试方法中扫描链的分段方法 中，每一条扫描链采用顺序等分分为三段，分别为A、B、C段，分段前输入测试激励为[CBA]， 相应的测试响应为[CBA];分段后，原扫描链变为三条短扫描链，分别为ScanPathA、Scan PathB、ScanPathC;分段后短扫描链输入端共用原始扫描输入端，输出端经三态缓冲器4 连接至原扫描链输出端，通过适配器对三态缓冲器进行控制。在扫描移位模式（扫描使能 信号Scan_En为高电平）下，间隔给予分段后各个短扫描链时钟，使原始扫描输出端分时接 收分段后各个短扫描链的输出值，首先是ScanPathA，然后是ScanPathB，最后是Scan PathC;进入扫描捕获模式（扫描使能信号Scan_En为低电平），同时给予三个短扫描链时 钟，进行测试响应捕获。该方法中，分段后的扫描设计结构是复用原始长链时的测试激励， 即分段后的输入测试向量依然是[CBA]，相应的输出测试响应也为[CBA]。
[0005]由上可知，传统的顺序等分分段式的扫描测试方法虽然能够有效地降低扫描移位 模式下的功耗，但存在以下技术问题：
[0006] 1)多条并行扫描链长度不等问题：上述传统的顺序等分分段式扫描测试方法是 基于设计中每条扫描链的长度都是相等的情况，则当设计中存在多条并行扫描链且长度不 相等时上述方法并不适用；
[0007] 2)特殊周期内的正确移位问题：由于上述传统的顺序等分分段式扫描测试方法 中是通过复用长链扫描结构生成的测试激励，因而在不能够复用该测试激励的特征周期 内，例如在两个扫描移位模式之间出现的特殊移位周期，由于测试激励的失效，导致不能实 现正确移位。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种基于顺序等分分段式的低功耗扫描测试方法和装置，具有实现方法简单、功耗低、能够适 用于多条并行扫描链的扫描测试且测试移位准确的优点。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
[0010] 一种基于顺序等分分段式的低功耗扫描测试方法，步骤包括：
[0011] 1)通过平衡扫描链的长度使并行执行的各扫描链长度相等；向各扫描链共同施 加一个分段使能信号，并将各扫描链分别顺序等分分段为预设个数的短扫描链；
[0012] 2)各扫描链并行执行扫描测试时，在扫描移位模式下，通过所述分段使能信号控 制进行分段模式扫描，使所述步骤1)得到的各短扫描链复用分段前原扫描链所对应的测 试激励进行分段移位，其中当执行到不能复用所述测试激励的时钟周期时，则通过所述分 段使能信号控制所述步骤1)得到的各短扫描链恢复为分段前的原扫描链进行长链模式扫 描。
[0013] 作为本发明方法的进一步改进：所述步骤2)中不能复用所述测试激励的时钟周 期为扫描移位模式中正常情况下应当为扫描捕获模式的时钟周期。
[0014] 作为本发明方法的进一步改进，所述步骤2)的具体实施步骤为：
[0015] 2. 1)根据各扫描链的目标扫描设计生成分段前原扫描链所对应的测试激励，并固 定约束所述分段使能信号为无效值；
[0016] 2. 2)修改生成的所述分段前原扫描链所对应的测试激励中，扫描移位模式下所对 应的分段使能信号为有效值，其中保持不能复用所述测试激励的时钟周期所对应的分段使 能信号为无效值，得到修改后的目标测试激励；
[0017] 2. 3)各扫描链分别输入修改后的目标测试激励进行扫描测试，在扫描移位模式 下，当目标测试激励中分段使能信号为有效值时进行分段模式扫描，使所述步骤1)得到的 各短扫描链复用分段前原扫描链所对应的测试激励进行分段移位；当目标测试激励中分段 使能信号为无效值时，则控制所述步骤1)得到的各短扫描链恢复为分段前的原扫描链进 行长链模式扫描。
[0018] 作为本发明方法的进一步改进：所述步骤1)还包括重新生成测试激励步骤，具体 实施步骤为：当需要对目标扫描链的扫描设计进行布局布线时，则在进行布局布线后，通过 所述分段使能信号控制目标扫描链的各短扫描链恢复为分段前的原扫描链，并重新生成对 应的测试激励。
[0019] 作为本发明方法的进一步改进：所述步骤1)中平衡扫描链的长度具体是通过在 长度较短的扫描链中最后一个扫描单元输出端串接一个D型触发器实现。
[0020] 本发明进一步提供一种基于顺序等分分段式的低功耗扫描测试装置，包括：
[0021] 平衡与分段模块，用于通过平衡扫描链的长度使并行执行的各扫描链长度相等； 向各扫描链共同施加一个分段使能信号，并将各扫描链分别顺序等分分段为预设个数的短 扫描链；
[0022] 测试控制模块，用于各扫描链并行执行扫描测试时，在扫描移位模式下，通过所述 分段使能信号控制进行分段模式扫描，使所述平衡与分段模块得到的各短扫描链复用分段 前原扫描链所对应的测试激励进行分段移位，其中当执行到不能复用所述测试激励的时钟 周期时，则通过所述分段使能信号控制所述平衡与分段模块得到的各短扫描链恢复为分段 前的原扫描链进行长链模式扫描。
[0023]作为本发明装置的进一步改进：所述测试控制模块包括分段时钟及控制信号产生 逻辑单元以及短扫描链间互联逻辑单元，所述分段时钟及控制信号产生逻辑单元用于由原 始测试时钟根据扫描链的长度以及预设分段数，生成对应所述各短扫描链的分段扫描时钟 以及控制各短扫描链工作的控制使能信号，所述短扫描链间互联逻辑单元用于控制将所述 各短扫描链恢复为分段前的原扫描链。
[0024]作为本发明装置的进一步改进：所述分段时钟及输出信号产生逻辑具体通过模计 数器和组合逻辑电路实现。
[0025]作为本发明装置的进一步改进：所述短扫描链间互联逻辑单元包括一个以上的二 选一选择器，所述二选一选择器连接在相邻两个短扫描链之间；所述二选一选择器的两个 输入端分别连接上一个短扫描链的输出端以及原扫描链输入端，通过所述分段使能信号控 制输出上一个短扫描链的输出结果或恢复为原扫描链并作为下一个短扫描链的输入。
[0026] 作为本发明装置的进一步改进：所述测试控制模块还包括复位信号产生逻辑单 元，所述复位信号产生逻辑单元与所述分段时钟及控制信号产生逻辑单元连接；所述复位 信号产生逻辑单元根据扫描使能信号、所述分段使能信号控制所述分段时钟及控制信号产 生逻辑单元。
[0027]与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0028] 1)本发明通过增加一个分段使能信号控制各扫描链执行不同的扫描模式，在扫描 移位模式下，通过分段使能信号控制扫描链进行分段模式扫描，能够有效降低扫描移位模 式下功耗；当处于不能复用测试激励的时钟周期时，则通过分段使能信号控制进行长链模 式扫描，使各短扫描链恢复为分段前的原扫描链进行移位，从而在不能复用测试激励的时 钟周期仍然能够实现正确的移位，提高扫描测试精度。
[0029] 2)本发明通过平衡扫描链的长度，使得对于多条并行的扫描链也能够进行分段模 式扫描，解决并行扫描链长度不等时不能适用分段式扫描的问题。
[0030] 3)本发明进一步的在两个扫描移位模式之间出现正常情况下应当为捕获模式的 特殊移位周期时，通过分段使能信号控制将短扫描链恢复成原扫描链进行长链模式扫描， 使得在正常情况下应当为捕获模式的特征移位周期能够正常移位。
[0031] 4)本发明进一步在需要重新进行布局布线，而不能复用布局布线前生成的测试激 励时，通过分段使能信号控制将短扫描链恢复成原扫描链，重新生成测试激励，因而使得在 基于分段式扫描的基础上，能够与商用的集成电路设计流程相结合。
【附图说明】
[0032] 图1是传统的基于顺序等分分段式的扫描测试方法中结构原理示意图。
[0033] 图2是传统的基于顺序等分分段式的扫描测试方法中分段原理示意图。
[0034] 图3是传统的基于顺序等分分段式的扫描测试方法中分段控制