Testverfahren in Der Mikroelektronik: Methoden Und Werkzeuge

ISBN-13: 9783642644566 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 219 str.

Wilfried Daehn

Opis

Die Akzeptanz mikroelektronischer Systemlosungen in industriellen und privaten Anwendungsbereichen hangt in starkem Masse von der Fehlerfreiheit und Zuverlassigkeit der eingesetzten elektronischen Schaltungen ab. Dies ist durch Verbesserungen in der Fertigung allein nicht mehr zu gewahrleisten. Die Komplexitat heutiger VLSI-Schaltungen hat dabei den Anteil der Testkosten an den gesamten Herstellungskosten eines digitalen Systems in rasanter Weise steigen lassen. Das Buch gibt einen Uberblick uber die Algorithmen, Methoden und Werkzeuge, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Die mathematisch exakte Formlierung der Testaufgabe zieht sich dabei als roter Faden durch das ganze Buch, von der Fehlermodellierung bis hin zum testfreundlichen Schaltungsentwurf."

Spis treści

Inhaltsverzeichnls.- 1 Einführung und Abgrenzung.- 1.1 Testen im Produktionsablauf.- 1.2 Begriffsklärung und Abgrenzung.- 1.2.1 Verifikation.- 1.2.2 Validierung.- 1.2.3 Identifikation.- 1.2.4 Testen.- 2 Fehlermodelle.- 2.1 Funktionsfehlermodell.- 2.2 Haftfehlermodell.- 2.2.1 Haftfehler in Bipolarschaltungen.- 2.2.2 Haftfehler in MOS-Schaltungen.- 2.2.3 Fehleräquivalenz und Fehlerdominanz bei Haftfehlern.- 2.3 CMOS-Unterbrechungsfehler.- 2.4 Verzögerungsfehler.- 3 Testmusterberechnung.- 3.1 Testmusterberechnung für kombinatorische Schaltungen.- 3.1.1 Boolesche Differenzen und Schaltungstest.- 3.1.1.1 Boolesche Differenz der inversen Schaltfunktion.- 3.1.1.2 Boolesche Differenz konjunktiv verknüpfter Schaltfunktionen.- 3.1.1.3 Boolesche Differenz disjunktiv verknüpfter Schaltfunktionen.- 3.1.1.4 Rechenregeln für BoolescheDifferenzen.- 3.1.2 Einzelpfadsensibilisierung.- 3.1.3 D-Algorithmus.- 3.1.4 PODEM.- 3.1.5 Sonstige Verfahren.- 3.2 Testmusterberechnung für sequentielle Schaltungen.- 4 Fehlersimulation.- 4.1 Simulationsmethoden.- 4.2 Serielle Fehlersimulation.- 4.3 Fehlerparallele Fehlersimulation.- 44 Musterparallele Fehlersimulation.- 4.5 Deduktive Fehlersimulation.- 4.6 Nebenläufige Fehlersimulation.- 4.7 Simulation it einer Fehlerstichprobe.- 5 Testbarkeitsanalyse.- 5.1 Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, und Testbarkeit kombinatorischer Schaltungen.- 5.2 Statistische Verfahren zur Testbarkeitsanalyse.- 5.2.1 Schätzung der Einstellbarkeit.- 5.2.2 Schätzung der Testbarkeit eines Fehler.- 5.2.3 Schätzung der Beobachtbarkeit.- 5.2.4 Schätzung der bedingten Beobachtbarkeit.- 5.2.5 Schätzung der bedingten Einstellbarkeit.- 5.3 Probabilistische Verfahren.- 5.3.1 Exakte funktionsorientierte Berechnung von Signal- und Fehlererkennungswahrscheinlichkeiten.- 5.3.2 Strukturorientierte approximotive Berechnung von Signal- und Fehlererkennungswahrscheinlichkeiten.- 5.4 Charakterisierung schwer erkennbarer Fehler.- 6 Testfreundlicher Entwurf.- 6.1 Testfreundlicher Entwurf zur Vereinfachung der Fehlermodellierung.- 6.1.1 Vermeidung von CMOS-Unterbrechnungsfehlern.- 6.1.2 Vermeidung von Gatterverzögerungsfehlern.- 6.1.3 Vermeidung von undefinierter Signalpegel.- 6.2 Testfreundlicher Entwurf zur Vereinfachung der Testanwendung.- 6.2.1 Reed-Muller-Form.- 6.3 Testfreundlicher Entwurf zur Vereinfachung der Testmusterberechnung.- 6.3.1 Vollständiger Prüfbus.- 6.3.2 Einfluß des Prüfbus auf die Testgenerierung.- 6.3.3 Unabhängig testbare Module mit Prüfbus.- 6.3.4 Unvollständiger Prüfbus.- 7 Selbsttest integrierter Schaltungen.- 7.1 Architektur selbsttestender Schaltungen.- 7.2 Testmustergeneratoren für den eingebauten Selbsttest.- 7.2.1 Zähler für den erschöpfenden Test.- 7.2.2 Linear rückgekoppelte Schieberegister.- 7.2.3 Linceare zellulare Automaten.- 7.2.4 Nichtlinear rückgekoppelte Schieberegister.- 7.3 Testdatenkompression.- 7.3.1 Signaturanalyse.- 7.3.2 Mehrfacheingangssignaturregister.- 7.3.3 Lineare zellulare Automaten.- 7.3.4 Klassifikation von linearen Datenkompressoren.- 7.4 Blockselbsttestverfahren.- A1 Hypergeometrisch und binomial verteilte Zufallsvariable.- A2 Wahrscheinlichkeitsfunktion und Momente betavermeilter Zufallsvariabler.- A3 Primitive Polynome bis zum Grad 258.- Literatur.

Blurb

Die Akzeptanz mikroelektronischer Systemlösungen in industriellen und privaten Anwendungsbereichen hängt in starkem Maße von der Fehlerfreiheit und Zuverlässigkeit der eingesetzten elektronischen Schaltungen ab. Dies ist durch Verbesserungen in der Fertigung allein nicht mehr zu gewährleisten. Nur durch konsequentes Testen aller gefertigten Baugruppen und ICs können die um den Faktor 400 schärferen Anforderungen an die Fehlerfreiheit erfüllt werden. Die Komplexität heutiger VLSI-Schaltungen hat dabei den Anteil der Testkosten an den gesamten Herstellungskosten eines digitalen Systems in rasanter Weise steigen lassen. Das Buch gibt einen Überblick über die Algorithmen, Methoden und Werkzeuge, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Die mathematisch exakte Formulierung der Testaufgabe zieht sich dabei von Beginn an als roter Faden durch alle Kapitel des Buches, beginnend bei der Fehlermodellierung über die Testmusterberechnung, Fehlersimulation und Testbarkeitsanalyse hin zum testfreundlichen Schaltungsentwurf.