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atpg原理-回复ATPG原理及其应用1. 引言在集成电路设计和制造过程中，自动测试模式生成（Automatic Test Pattern Generation，简称ATPG）是一个重要的环节。
ATPG可以根据设计规则检查的设计文件自动生成模拟制造过程中不可达故障（faults）对应的测试模式，并验证设计的正确性。
2. ATPG原理ATPG原理是基于故障模型的。
故障模型是对集成电路故障的数学描述，在故障模型中，一个故障是由一个或多个信号断开或短接导致的。
常用的故障模型有单激励故障模型（Stuck-at Fault Model）和传播路径故障模型（Path Delay Fault Model）等。
2.1 单激励故障模型（SAF）在单激励故障模型中，故障是指一个节点被“固定”在高电平或低电平状态，不受外界输入电平变化的影响。
所以，对于每个节点，都可以定义一个故障模式，即如果节点被固定为高电平，则故障模式为SA1；如果节点被固定为低电平，则故障模式为SA0。
2.2 传播路径故障模型（PDCF）在传播路径故障模型中，故障是指一个路径中的延迟过高（高延迟故障）或延迟过低（低延迟故障）。
该模型通常用来检测时序电路的失效。
3. ATPG流程ATPG流程是一个基于模式生成器的迭代过程。
其大致步骤如下：3.1 初始化首先，需要对电路结构进行初始化，将所有故障置为未检测状态。
3.2 模式生成然后，根据故障模型，生成针对每个故障的测试模式。
模式生成的方法有很多种，如随机模式生成、启发式模式生成和形式化验证模式生成等。
3.3 模式应用将生成的测试模式应用于电路中，通过观察输出信号，确定是否检测到故障。
若检测到故障，则将对应的故障置为已检测状态。
3.4 判断是否完成判断是否已经检测到所有故障。
如果是，则结束流程；如果不是，则返回第3.2步继续生成模式。
4. ATPG应用ATPG在集成电路设计和制造过程中起着非常重要的作用。
基于扫描的DFT对芯片测试的影响技术分类：测试与测量 | 2006-04-24来源：电子设计应用 | 北京航空航天大学刘玲玲周文夏宇闻\巨数微电子公司徐微邵寅亮引言随着ASIC电路结构和功能的日趋复杂，与其相关的测试问题也日益突出。
在芯片测试方法和测试向量生成的研究过程中,如何降低芯片的测试成本已经成为非常重要的问题。
DFT(可测性设计)通过在芯片原始设计中插入各种用于提高芯片可测性的逻辑，从而使芯片变得容易测试，大大降低了芯片的测试成本。
目前比较成熟的可测性设计主要有扫描设计、边界扫描设计、BIST（Built In Self Test，内建自测试）等。
本文通过对一种控制芯片的测试，证明通过采用插入扫描链和自动测试向量生成（ATPG）技术，可有效地简化电路的测试，提高芯片的测试覆盖率，大大减少测试向量的数量，缩短测试时间，从而有效地降低芯片的测试成本。
基于扫描的DFT方法扫描设计的基本原理时序电路中时序元件的输出不仅由输入信号决定，还与其原始状态有关，因此，对它的故障检测比组合电路要困难的多。
扫描设计就是将时序电路转化为组合电路，然后使用已经很成熟的组合电路测试生成系统，来完成测试设计。
扫描设计可将电路中的时序元件替换为相应的可扫描的时序元件（也叫扫描触发器），然后把它们串起来，形成一个从输入到输出的测试串行移位寄存器（即扫描链），以实现对时序元件和组合逻辑的测试。
如图1所示，采用扫描设计技术后，通过扫描输入端，可以把需要的数据串行地移位到扫描链的相应单元中，以串行地控制各个单元；同时，也可以通过扫描输出端串行地观测它们。
这样就消除了时序电路的不可控制性和不可观测性，提高了电路的可测性。
需要注意的是，可测性设计的前提是不能改变原始设计的功能。
扫描设计的基本流程扫描设计测试的实现过程是：1) 读入电路网表文件，并实施设计规则检查（DRC），确保设计符合扫描测试的设计规则；2) 将电路中原有的触发器或者锁存器置换为特定类型的扫描触发器或者锁存器（如多路选择D触发器），并且将这些扫描单元链接成一个或多个扫描链，这一过程称之为测试综合；3) 测试向量自动生成（ATPG）工具根据插入的扫描电路以及形成的扫描链自动产生测试向量；4) 故障仿真器（Fault Simulator）对这些测试向量实施评估，并确定故障覆盖率情况。
VLSI测试技术论文VLSI简介VLSI是70年代后期研制成功的，主要用于制造存储器和微处理机。
64k位随机存取存储器是第一代超大规模集成电路，大约包含15万个元件，线宽为3微米。
目前超大规模集成电路的集成度已达到600万个晶体管，线宽达到0.3微米。
用超大规模集成电路制造的电子设备，体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。
利用超大规模集成电路技术可以将一个电子分系统乃至整个电子系统“集成”在一块芯片上，完成信息采集、处理、存储等多种功能。
超大规模集成电路研制成功，是微电子技术的一次飞跃，大大推动了电子技术的进步，从而带动了军事技术和民用技术的发展。
超大规模集成电路已成为衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。
也是世界主要工业国家，特别是美国和日本竞争最激烈的一个领域。
超大规模集成电路将继续得到发展。
VLSI发展思路在我国，VLSI可靠性技术经过近两个五年计划的研究和实践，发展与应用已经上了一个新台阶。
在VLSI工艺可靠性评价与保证技术方面，建立了面向国内重点集成电路研究的生产线的晶片级可靠性技术WLR，包括工艺质量评价PCM技术、可靠性评价REM技术和工艺质量控制SPC技术，为集成电路制造阶段工艺质量控制和可靠性保证提供了必要的方法和手段，为考核工艺线质量和可靠性能力水平提供了定量依据；在VLSI可靠性设计、模拟与分析技术方面，针对当前VLSI设计阶段的可靠性问题开展了针对主要失效机理的可靠性设计技术研究，自行开发了集成电路可靠性综合模拟器ISRIC，建立并逐步完善了以电子束测试、光发射故障诊断、电子微探针分析和IDDQ测试为核心的综合失效定位技术，并实施和验证了这些技术的有效性，达到了工程实用化的要求。
这些技术与90年代尤其是近几年国外普遍采用的可靠性评价方法和技术相一致，具有技术先进和实用性强的特点，在国内几条典型的集成电路生产线和多个电路产品中应用，对稳定工艺和提高工艺成品率，实现批次性工艺可靠性评价和工艺可靠性一致性监测，保证集成电路工艺平台及电路产品的可靠性发挥了重要的作用。
atpg原理-回复原理：ATPG（自动测试模式生成）是一种用于芯片测试的电子设计自动化（EDA）技术。
它通过生成测试模式（或称为刺激模式）来检测设计中的故障或缺陷，以保证芯片在使用过程中的正确性和可靠性。
ATPG原理属于计算机辅助设计（CAD）工具的一部分，广泛应用于集成电路设计和验证领域。
本文将以ATPG原理为主题，详细介绍ATPG技术的基本概念、流程和应用，并解释其在芯片测试中的重要性和优势。
一、ATPG的基本概念1. 设计规则检查（DRC）：DRC用于验证设计中是否存在规则冲突或违反，以确保芯片的制造可行性。
DRC通常在逻辑综合之后进行，并对电路的物理约束进行检查。
2. 逻辑综合：逻辑综合将高级语言描述的电路转换成低级语言或门级网表的形式，以便用于后续的物理设计和验证。
3. ATPG生成：ATPG生成是ATPG工具的核心步骤，其目标是根据设计规范和故障模型生成测试模式。
这些测试模式用于模拟电路的输入，并检测设计中的故障。
4. 故障模型：故障模型是一种描述设计中可能出现的故障类型和行为的数学模型。
常见的故障模型包括斯台特故障模型、单精度卡诺故障模型和扩展斯台特故障模型等。
二、ATPG的应用和优势1. 芯片级测试：ATPG可以帮助设计人员在芯片制造之前对芯片进行全面的测试，以确保其质量和可靠性。
通过生成测试模式，ATPG可以检测设计中的故障，帮助设计人员及时发现和修复问题。
2. 故障覆盖率分析：ATPG生成的测试模式可以用于评估故障覆盖率，即测试模式能够探测到设计中的故障的百分比。
通过分析故障覆盖率，设计人员可以判断测试的有效性和全面性，并根据需要进行改进。
3. 故障模拟验证：ATPG生成的测试模式可以用于故障模拟验证，以验证芯片设计的正确性。
通过模拟电路输入并应用测试模式，设计人员可以检测到设计中的故障和不确定性，并进行相应的修复和优化。
4. 故障调试：在芯片测试过程中，如果检测到故障，ATPG可以帮助设计人员确定导致故障的具体原因。
ATPG语法1. 什么是ATPG？ATPG（Automatic Test Pattern Generation）是一种自动测试模式生成技术，用于在集成电路设计中生成测试模式，以检测集成电路中的故障。
ATPG通过在电路中注入特定的测试向量，以模拟不同的输入组合，并检查电路的输出是否符合预期。
通过生成一系列的测试模式，ATPG可以帮助设计人员快速、准确地发现电路中的故障。
2. ATPG语法的基本元素ATPG语法主要包含以下几个基本元素：2.1 信号声明在ATPG语法中，需要先声明测试模式中使用的信号。
信号声明的格式如下：signal <signal_name> : <signal_type>;其中，<signal_name>表示信号的名称，<signal_type>表示信号的类型，可以是BIT、BIT_VECTOR等。
2.2 电路声明在ATPG语法中，需要声明被测试电路的结构。
电路声明的格式如下：circuit <circuit_name> {// 电路结构描述}其中，<circuit_name>表示电路的名称，// 电路结构描述表示电路的具体结构描述，可以使用门电路、时序电路等描述方式。
2.3 重要信号声明在ATPG语法中，需要声明一些重要的信号，用于指定测试模式的生成和检测。
重要信号声明的格式如下：important <signal_name>;其中，<signal_name>表示重要信号的名称。
2.4 测试模式生成在ATPG语法中，可以使用不同的方法生成测试模式。
常用的方法有随机模式生成、伪随机模式生成、基于故障模式的模式生成等。
测试模式生成的格式如下：generate <pattern_name> {// 测试模式生成算法描述}其中，<pattern_name>表示测试模式的名称，// 测试模式生成算法描述表示测试模式生成的具体算法描述。
可测性设计技术摘要本文从可测性设计与VLSI测试，VLSI设计之间的关系出发，将与可测性设计相关的VLSI 测试方法学、设计方法学的内容有机地融合在一起，文中简要介绍了VLSI可测性设计的理论基础和技术种类，可测性设计的现状，发展趋势，可测试性设计的内涵、意义和分类，并且探讨了可测性设计的实现方法。
关键词：可测性设计，自动测试生产，扫描技术，边界扫描技术，嵌入式自测试。
1可测性设计技术概述可测性的起源于发展过程20世纪70年代，美军在装备维护过程中发现，随着系统的复杂度不断提高，经典的测试方法已不能适应要求，甚至出现测试成本与研制成本倒挂的局面。
20世纪80年代中，美国军方相继实施了综合诊断研究计划。
并颁布《系统和装备的可测性大纲》，大纲将可测性作为与可靠性及维修等同的设计要求，并规定了可测性分析，设计及验证的要求及实施方法。
该标准的颁布标志这可测性作为一门独立学科的确立。
尽管可测性问题最早是从装备维护的角度提出，但随着集成电路（IC）技术的发展，满足IC测试的需求成为推动可测性技术发展的主要动力。
从发展的趋势上看，半导体芯片技术发展所带来的芯片复杂性的增长远远超过了相应测试技术的进步。
随着数字电路集成度不断提高，系统日趋复杂，对其测试也变得越来越困难。
当大规模集成电路LSI和超大规模集成电路VLSI问世之后，甚至出现研制与测试费用倒挂的局面。
这就迫使人们想到能否在电路的设计阶段就考虑测试问题，使设计出来的电路既能完成规定的功能，又能容易的被测试，这就是所谓的可测性设计技术。
因此也就出现了可测性的概念。
可测性的基本原理可测试性大纲将可测试性(testability)定义为：产品能及时准确地确定其状态（可工作、不可工作、性能下降），隔离其内部故障的设计特性。
以提高可测试性为目的进行的设计被称为可测试性设计(DFT: design for testability)。
可测试性是测试信息获取难易程度的表征。
ASIC/SoC后端设计作业流程剖析关键词place route DSM megacell clock_tree STA OPT ECO引言众所周知,ASIC产品是从用硬件描述语言(verilog HDL,VHDL)开始进行数字逻辑电路设计的,经过相关的仿真、综合出门级网表、验证直至完成电路布局布线并优化,最终经流片成功形成的芯片产品。
随着中国经济的持续稳定地增长,国内生产厂家对IC需求增长势头强劲与自身设计IC能力薄弱的突出矛盾已经被国家和企业认识。
为了缓解这一矛盾并更多地实现IC自主设计,近两年国内陆续出现了一些著名的传统通信系统厂商设立的IC设计队伍,以及归国留学人员领头创办的创业型IC设计公司,他们大多数有相当强的前端设计能力,但在IC后端设计领域的实践经验还较欠缺。
在完成前端逻辑设计综合出门级网表后,真正能做好后端设计的公司还不多,有的则通过委托设计服务的方式完成后端布局布线及流片。
本文作者有多年从事覆盖前后端IC设计全流程并有每年几次成功流片数百万门级深亚微米SoC 的经验,并担任IC设计的项目管理工作,对国外大公司的设计流程十分熟悉,并愿意就积累的经验与国内同行分享交流,以利于国内IC设计水平的提高。
本文着重介绍国内设计公司薄弱的后端设计,介绍其流程并对在设计过程中的关键步骤进行一些讨论。
传统的后端设计流程指的是从门级网表(gate level netlist)开始的，根据设计要求的不同,后端流程可以分为扁平流程(flat flow)和层次化流程(hierarchy flow)两种，在深亚微米DSM(deep sub-micron)领域，又增加了布局加逻辑合成的前后端合二为一的扁平流程(flat flow)和分层流程(hierarchy flow)。
我们首先介绍传统的两种后端流程。
前后端合一的流程将作为另一个专题在以后讨论。
一、扁平流程(Flat flow)介绍最简单的后端设计是扁平(flat)流程，一般四百万门以下的设计均可使用这一流程。
