集成电路设计与集成系统--数字集成电路测试及可测性设计

本书从数字集成电路测试与可测性设计的基本概念出发，系统介绍了数字集成电路测试的概念、原理及方法。主要内容包括：数字集成电路测试基础、测试向量生成、可测性设计与扫描测试、边界扫描测试、内建自测试、存储器测试，以及可测性设计案例及分析。 本书将理论与实践相融合，深入浅出地进行理论讲解，并辅以实例解析，帮助读者从入门级别的理解到信手拈来的精通，实现从理论知识到工程应用的有效过渡。 本书可作为高等院校集成电路设计与集成系统等专业的教材，也可供集成电路及相关行业的工程技术人员参考。

张晓旭，大连东软信息学院教师。曾任职于松下电器软件开发（大连）有限公司，担任半导体开发部门工程师，主要负责集成电路设计、验证、测试等工作。2016年9月至今，任职于大连东软信息学院，担任集成电路设计与集成系统专业教师。参与省级纵向项目2项，市级纵向项目1项。参与横向项目10项。参与发明专利1项，实用新型专利1项。指导学生参与专业竞赛，多次获得省三以上奖励，获全国大学生集成电路创新创业大赛一等奖。

第1章 绪论 001 1.1 电路测试的意义 001 1.2 电路测试的分类及基本方法 005 1.2.1 电路测试分类 005 1.2.2 电路测试基本方法 007 1.3 自动测试设备 009 习题 010 第2章 数字集成电路测试基础 011 2.1 缺陷、错误和故障 011 2.1.1 缺陷、错误 011 2.1.2 故障 012 2.1.3 常用故障模型 013 2.1.4 单固定故障 014 2.2 单固定故障精简 018 2.2.1 故障等效 018 2.2.2 故障支配 020 2.2.3 最小故障集精简 021 2.2.4 测试向量生成举例 023 2.3 多固定故障 024 2.4 故障淹没 024 习题 025 第3章 测试向量生成 027 3.1 自动测试向量生成 027 3.1.1 布尔差分法 028 3.1.2 路径敏化法 030 3.2 随机测试向量生成 036 3.2.1 纯随机测试向量生成 036 3.2.2 伪随机测试向量生成 037 3.3 模拟 042 3.3.1 验证、模拟与仿真 042 3.3.2 逻辑模拟 044 3.3.3 故障模拟 045 3.4 实例 050 3.4.1 自动测试向量生成EDA工具 050 3.4.2 自动测试向量生成实例 052 3.4.3 逻辑模拟与故障模拟实例 068 3.4.4 伪随机测试向量生成电路实例 073 3.4.5 TetraMAX工具脚本 075 习题 075 第4章 可测性设计与扫描测试 078 4.1 可测性设计分析 078 4.1.1 可测性分析 078 4.1.2 电路测试问题 079 4.2 扫描测试设计 083 4.3 全扫描设计 088 4.3.1 扫描路径测试 088 4.3.2 扫描测试计算 089 4.3.3 扫描测试举例 091 4.4 基于EDA工具的扫描设计 092 4.5 实例 094 4.5.1 扫描链插入EDA工具 094 4.5.2 扫描链插入实例 095 4.5.3 DFT Compiler工具脚本 101 习题 102 第5章 边界扫描测试 104 5.1 边界扫描基础 104 5.2 边界扫描结构 105 5.2.1 测试访问端口 108 5.2.2 数据寄存器 109 5.2.3 指令寄存器 112 5.2.4 指令 113 5.2.5 TAP控制器及操作 116 5.2.6 边界扫描链结构 122 5.3 边界扫描描述语言 123 5.4 实例 132 5.4.1 TAP控制器的硬件描述 132 5.4.2 累加器的边界扫描描述 135 习题 138 第6章 内建自测试 139 6.1 内建自测试概念 139 6.1.1 内建自测试类型 142 6.1.2 内建自测试向量生成 143 6.2 响应数据分析 143 6.2.1 数“1”法 144 6.2.2 跳变计数法 144 6.2.3 奇偶校验法 144 6.2.4 签名分析法 145 6.3 内建自测试结构 149 6.3.1 按时钟测试BIST系统 149 6.3.2 按扫描测试BIST系统 150 6.3.3 循环BIST系统 150 6.3.4 内建逻辑块观察器 150 6.3.5 随机测试块 152 6.4 实例 153 6.4.1 内建自测试电路设计 153 6.4.2 多输入签名分析电路设计 157 习题 158 第7章 存储器测试 161 7.1 存储器结构 161 7.2 存储器故障模型 163 7.3 存储器测试算法 165 7.3.1 MSCAN测试算法 166 7.3.2 GALPAT测试算法 166 7.3.3 其他测试算法 167 7.4 存储器测试方法 173 7.4.1 存储器直接存取测试 173 7.4.2 存储器内建自测试 173 7.4.3 宏测试 175 7.5 存储器修复 176 7.6 实例 176 习题 186 参考文献 190