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  • ‘宏图娱乐’生产制造中的低功耗测试方法

    发布时间: 2020-12-01 00:10首页:主页 > 国内 > 阅读()
    本文摘要:不受无线和低功效器件的普及以及获取绿色电子系统的市场需求驱动,设计师更加多地使用较低功率设计来应付更加艰难的功能性功耗挑战。直到最近,管理生产测试过程中的功率问题早已沦为第二大倍受业界注目的拒绝。但随着器件物理尺寸的大大增大和电压门限的大大减少,更加多的人认识到测试过程中过大的功耗不会影响数字IC的可靠性,并造成电源引发的故障、过早过热,以及最后测试时再次发生错误问题。 这些现象的再次发生拒绝生产测试使用类似的电源管理和较低功率设计技术。

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    不受无线和低功效器件的普及以及获取绿色电子系统的市场需求驱动,设计师更加多地使用较低功率设计来应付更加艰难的功能性功耗挑战。直到最近,管理生产测试过程中的功率问题早已沦为第二大倍受业界注目的拒绝。但随着器件物理尺寸的大大增大和电压门限的大大减少,更加多的人认识到测试过程中过大的功耗不会影响数字IC的可靠性,并造成电源引发的故障、过早过热,以及最后测试时再次发生错误问题。

    这些现象的再次发生拒绝生产测试使用类似的电源管理和较低功率设计技术。功能模式与测试模式较为多份研究指出,深亚微米器件的测试模式功耗要比功能模式低好几倍。虽然典型测试模式功耗无限大一般来说是功能性功耗的2倍左右,但由于多种原因实际功耗要小得多。例如,为了减少测试仪成本,有时不会对多个模块同时展开测试,但在功能性操作者中,许多个模块同时工作的可能性并不大。

    扫瞄期间逻辑电路中的电源以及扫瞄/捕捉期间的高电源速率也不会产生较高的功耗。某种程度,切换测试波形中的较慢捕捉脉冲不会造成危害的峰值电源脉冲,从而经常出现IR压降问题。另外,减少扫瞄移往循环的频率以延长测试时间也不会在测试仪上导致过高功耗。

    测试功耗值不同于功能性功耗的其它原因还包括针对最坏情况下功能性功耗的现场测试拒绝,老化测试以及器件的高电压测试。所有这些操作者都会造成电压和温度的下降,从而对测试结果和器件的较低功率电路导致潜在的负面影响。在任何减少测试功耗的方法中,测试覆盖率影响必需要小,并且对自动测试波形分解(ATPG)工具和流程的影响要减少到大于程度。某种程度,也不该明显影响测试数据量和测试时间。

    另外,测试模式功耗减少得过于多也有可能造成电路受到的形变过于而影响测试质量,因此这种情况不应防止。最后,使用的策略必需不影响物理设计因素,如面积、功率和功能时序,并且不影响开发进度。

    DFT技术:Q输入选通和扫瞄区分Q输入选通和较低功率扫瞄区分(ScanPartitioning)就是两种少见的电源管理技术。在Q输入选通技术中,选通逻辑被智能地挂在关键扫瞄触发器的Q输入末端,以便尽量减少扫瞄移往期间人组电路中的电源活动。选通逻辑是由测试信号掌控的,在捕猎周期和长时间功能模式时不被转录。

    在扫瞄移往操作者期间,Q输入选通可以增加通过扫瞄触发器传播到人组逻辑的电源活动。最重要的是只中选通对扫描模式功耗减少有相当大影响、但对设计中关键时序路径影响较小的寄存器。扫瞄区分是另外一种管理测试功耗的可测性设计(DFT)技术。通过放入DFT逻辑,每条扫瞄链被拆分成多个段,当测试数据从某个扫瞄段读取/修理时,相连到所有其它段的时钟可以被变频器以降低功耗。

    较低功率扫瞄区分早已在一些商用设计中构建,如游戏系统中用于的CELL处理器。减少测试功耗的另外一种涉及DFT技术是数据选通,这种技术可以给目前不出展开测试的设计区域中的扫瞄链读取一个经常数值。

    此时必须放入适当的测试点,以便给空闲链读取零值,从而增加电源活动,而工作链则读取来自测试仪来的数据。DFT技术:禁令输入驱动器输入驱动器在电源动作时的功耗一般来说要比内部逻辑大许多倍。尽量避免输入驱动器电源操作者对管理平均功率、即时功率和IR压降来说十分最重要。它的主要思路是在任何测试模式时钟脉冲期间将所有三态输入驱动器维持在查禁(低压)状态。

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    这种方法可应用于到捕猎和扫瞄移往时钟。这种方法可以在信号被证实时通过用于一个或多个掌控输出信号强制驱动器到低阻来构建。在扫瞄移往期间除了转录的扫描输出插槽外的所有驱动器不应被禁令。

    芯片制造商常常研发包括上千个信号I/O插槽的芯片,而且大多数插槽有可能是输入或双向插槽。在如此多三态输入插槽的情况下,要防止同时再次发生电源操作者,即便没时钟脉冲时。当大量驱动器被单个掌控信号禁令时,这不会造成过于多的驱动器导通,并在电流拒绝和电压叛方面产生对应的尖峰。

    可以用于一个以上的驱动器禁令掌控信号来尽量避免这种情况,也可以让掌控信号通过错位时延运营。小心用于DFT放入和这种驱动器禁令掌控信号的ATPG是所有较低功率测试方法中的一个最重要考虑到因素。ATPG技术:具备功率意识的测试波形分解除了DFT方法之外,商用化ATPG工具现在也考虑到了具备功率意识的测试波形分解功能。ATPG图案主要针对图案分解时的一个或一组故障。

    会使掌控状态发生冲突的波形可以被拆分成统一的一个波形,这被称作波形传输。当传输已完成时,一般将近3%的控制点不会包括特定的值,这些值确认了针对目标故障的测试。这些确认的控制点称作注目位。

    剩下控制点(称作非注目位)可以用配置文件随机逻辑数填满。这些随机值有时候可以用来测试不作为波形目标的故障。这种非注目位的随机值填满将造成扫瞄期间再次发生大约50%的设计扫瞄触发器电源动作。

    商用化ATPG工具获取的电源管理技术具备调整配置文件随机填满的波形分解功能。反复填满方法则反复最后注目位,直到遇上另外的注目位,从而可保证扫瞄移往读取期间的电源动作大大减少。

    无论用于哪种方法都可以取得某种程度的故障覆盖率。例如,如果ATPG图案是0XXXX110XXXX11XXXX11,其中X代表非注目位,那么随机填满有可能造成最后波形变为01010110101011010111,而反复填满变为01111110111111111111。

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    随机填满有15翻转,而反复填满只有3位翻转,因此在扫瞄链转移期间翻转亲率明显降低。为了防止电源动作增加得过于多,另外一种方法是在对剩下位应用于反复填满之前减少随机位来减少电源动作。

    一些ATPG工具获取对波形的更好自动化掌控,可避免导致IC的形变严重不足。电源器件测试为了解决问题功能性操作过程中的功耗问题,还包括多路电压(MSV)和电源重开(PSO)在内的许多架构级电源管理技术于是以获得更加普遍的应用于。这种技术可以获取高达80%的动态功率减少和几个数量级的漏电功率上升。

    这些设计具备多种电源模式,设计的有所不同区域(也称作域)可以正处于有所不同的电源模式。从DFT看作,当内部扫瞄链、测试传输、存储器BIST等测试结构被?入到这种设计中时,它们必需能在目标电源模式下工作。在以对应电源模式的测试模式测试芯片时,测试结构和构建与维持有所不同电源模式的控制器宏应当在测试仪上几乎高效率。许多传统测试解决方案不在乎这些较低功率特性,并在所有域的电源接上条件下做到测试。

    而在具备功率意识的测试方法中,设计的功能性电源模式被同构到ATPG测试波形。同构必需做包括最少一个正处于进状态的每个电源域的实例,这种状态容许以在用逻辑故障为目标,同时测试电源域隔绝逻辑,并展开进状态检验。

    某种程度,还必须包括最少一个正处于关口状态的每个电源域的实例,用作检验和测试分解。另外一个考虑到因素是测试电源器件结构,还包括电源控制器、电源开关和状态维持(SR)触发器,以及用作功能性电源管理的结构。

    在生产测试期间,必需对这些较低功率器件中的缺失展开准确建模和测试。例如,传统的结构化测试足以测试反对电源变频器和模式切换的逻辑,因为传统的ATPG和故障模型足以解决问题正处于断电中的逻辑问题。例如,在变频器包括一个SR单元的域的电源后,由于SR单元无法维持最初读取的状态,SR单元有可能无法长时间工作。

    目前商用DFT和ATPG工具都反对具备功率器件意识的测试。本文小结生产测试期间的功耗潜在影响无法再行被忽视了。许多IC设计团队的经验指出,好的工程规划、分段机制以及具备功率意识的DFT、ATPG和签署证实工具可以减低测试较低功率架构和元件过程中遇上的测试功率问题。

    本文重点讲解了几种简单的DFT和AFPG技术。随着较低功率电子器件的较慢发展,DFT和ATPG领域中将辈出更加多创意技术、工具和绝佳简单方法。

    表格1:用于测试波形电源管理技术的较低功率扫瞄与传统扫瞄过程中电源功率的较为。


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