片上系统SoC测试数据分组压缩方法的研究

SoC技术给VLSI的设计带来了一场革命，它大大提高了芯片的产量，显著地缩短了芯片的开发周期。SoC技术使得芯片的集成度和速度迅速提高，芯片测试的复杂性和测试数据量随之激增，而另一方面自动测试设备的带宽却非常有限，导致SoC的测试时间过长，测试成本急剧上升，SoC测试面临着严峻的挑战。目前解决这类问题的一种有效技术为SoC测试源划分。测试源划分技术主要分为三类：测试集生成算法压缩、BIST和测试数据编码压缩技术。本论文主要研究的对象为测试数据编码压缩技术。由于对确定位分布不平衡的多扫描链测试集使用模式相容压缩的效果不理想。对此问题，本文提出了基于多扫描链结构的分组标准向量差分压缩方法，该方法把测试集按多扫描链结构排列后，根据测试向量之间相同的内部模式相容关系将测试集划分为若干组，再分别对各组进行模式相容压缩。接着转置测试模式，使用标准向量差分方法实现测试模式的差分，再用距离标记游程编码对差分序列进行编码压缩，获得了比FDR编码更高的压缩率，同时测试模式差分时所用的CSR数量大大低于FDR编码。随后本文提出测试数据分组字典统计编码方法。该方法将测试向量以固定长度划分为若干个数据字段，依次把各测试向量中位置次序相同的数据字段划分为一组，再分别统计各组内数据字段的出现频率，运用分组字典统计编码实现压缩，此方法中字典索引分为组数号和组内索引两部分，组数号由解压电路的组数计数器自动生成，从而有效地降低了字典索引的平均长度，得到优于FDR编码和Huffman选择编码的压缩率，而且该方法解压电路的结构比较简单。为了降低分组字典统计编码方法中字典的数据量，本文提出了区域分组字典统计编码。该方法先将每个测试向量以定长度划分为多个数据字段，然后把各测试向量中连续若干个位置次序相同的字段都划分为一个区域，对区域内的数据字段使用字典统计编码实现压缩。该方法是对分组字典统计编码的改进，它在保持数据压缩率不低于FDR编码的同时，减少了字典中的数据量，解压电路的硬件开销被明显降低。