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摘要：基于对采样电流或电压的数字信号处理技术，提出了一种检测和定位故障和缺陷的测试方法，该方法可应用于具有显著静止电流的技术，也是一种寻找准塑性电阻接点的简单方法，并探讨了该方法在故障原因诊断方面的应用潜力。
关键词：故障检测;数字信号;诊断
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.01.089
1引言
本文的主要研究目的是缩短投放市场的时间，因为这一点对集成电路制造商至关重要，由于测试已经成为整个过程中的一个主要任务，为实现这个目标，提出了合适的测试策略。
目前，已经有很多关于测试方法的研究，这些方法大多是为了故障检测而开发的，也就是说，测试一个给定的电路是否是可测电路，其中很多方法是用于定位或诊断失败原因的。故障检测是生产测试中最急需解决的问题，同时，定位或检测到故障的原因也是很关键的，因为同样可以缩短新产品投放市场的时间。的确，有助于识别那些需要设计或过程改变的不可接受的低收益率电路的主要产量流，特别是在产品开发的早期阶段。可促进激光切割和焊接技术的使用，进而对原型做进一步的优化。包括容错机制在内的电路是故障定位的另一个要求。
同时，也有很多关于诊断方法的研究，如基于电压输出值的诊断法，这些方法都存在电压测试无法检测（也就无法诊断）到某些故障的问题。还有一些方法是电流测试法，这些方法进适用于静止电流小的技术。
本文的目的是提出一种能够检测和定位故障和缺陷的测试方式。该方法是基于对采样电流或电压的数字信号处理技术，可应用于静态电流。本项研究由以下几部分组成：（1）描述了该方法的理论基础;（2）概述了该方法的检测能力;（3）探索其故障定位和诊断的潜力;（4）介绍了该方法的可行性;（5）结论。
2方法
該方法的理论基础如下：
（1）通过给定的敏感传递路径，刺激的传递包括至少一次跃迁（0-1或1-0）;
（2）对输出信号、输出电流或输出电压，每小时进行一次取样;
（3）用信号处理对数字化转换后的样品进行分析。
这个方法主要是使给定的路径变得敏感，以刺激缺陷并使其消耗能量或停止传递。在停止传递时，产生显著功耗的缺陷会改变供电电流波形，从而影响电压输出。为了检测和定位故障和缺陷，将使用输出信号中存在或不存在的转换，比如波形变化。在故障检测和故障诊断方面的过渡刺激的潜力，已经在电压输出测试法中得到了认可。结果显示过渡也是当前测试环境下的良好刺激。
输出信号的过度采样，可以从这些信号波形中提取更多的信息。这种提取是通过对输出信号的频谱进行一些信号处理来估计的。不同类型的分析导致频谱估计。在本项研究中，采用一个8点快速傅里叶变换法（FFT）进行频谱估计，可以检测到因故障或缺陷引起的显著波形变化，甚至，仅仅是频谱的一小部分（DC，第一次谐波）都可以检测到。迄今为止，该分析法比其他任何信息提取方法都简单。
在本文中，通过一般输入向量创建的转换。此外，探讨了该方法的定位潜力及其在消费技术上的适用性。本文也减少了快速傅里叶变换法有效样本的数量，从16减少到了8。
3检测
文中的所有结果，包括FFTs，都是通过HSPICE仿真获得的，FFTs是在一个40ns区间（不允许稳定时间）内进行评估的，继电器触点的寄生电容是采用电阻建立模型的。
3.1桥接
信号和电线接地端（GND）之间的桥接会导致固定0故障时，往往会将电路转换成电流电压转换器。
事实上，信号和电线接地端之间的寄生桥接，很容易检测到大量的值，即使这些值不会导致固定0故障，因此，在逻辑输出值的基础上，进行故障检测存在困难。
对信号和数字电源（VDD）之间的寄生桥接，按电流分量振幅计算的结果，与上一组与GND桥接的结果相似。
其他模型结果显示，非VDD或GND信号之间的寄生电阻桥接点，也可以在很大范围内检测到。比如，在接点15和19之间，或者10和14之间的桥接点。只需要两个相反的逻辑值接点足够长，导致的电流消耗足以被检测到，这种桥接即使并没有引起较差的逻辑值，也是可以被检测到的。
3.2开路
造成浮栅的开路故障通常不会导致电流频谱的显著改变。但是会将转换传递到输出引脚，通过观察电压，可以检测到内在的转换。即使通过观察逻辑值，也可以检测到转换，其他信息可以通过8点位快速离散傅里叶变换法（FFT）算得，的确，我们可以采用第一谐波相位分量来估计延迟。
3.3完善技术
为了解释这项显著静态电流技术法，我们考虑一种简单PSEUDO-NMOS 2输入 NAND，接着是一个CMOS静态逻辑电路，模拟三种不同情况：无故障;在NAND输出和GND之间有一个10 千欧的电容桥;在NAND输出和VDD之间有一个10千欧的电容桥;在每一种情况下，一个NAND输入被应用提升转换，另一个被设置为逻辑转换，无故障的一组，波形中会出现一个转换，而且都被设置为逻辑输入时，会产生显著得消耗。NAND输出和GND之间得桥接，在第一部分得刺激下，会通过增加消耗，在第一谐波振幅内造成显著减弱。因此，桥接很容易被检测到。在NAND输出和VDD之间得桥接，也可以被检测到，这种检测会改变NAND p-Network的阻抗结果，但是这种改变不足以改变逆变器的逻辑输出值。
4定位和诊断
在这一节中，主要研究定位探测电位节点，并诊断原因。
基于以下几点设计定位程序：
（1）转换激发的寄生接触会显著影响电流的第一谐波振幅;
（2）非转换激发的寄生接触可能只会造成DC消耗，而不会影响电流的第一谐波振幅;
（3）检测只取决于第一谐波振幅的变化。
逐步探索从输入到输出的网络组合，在转换传递路径中每次增加一个节点，这样就可以通过观察电流第一谐波振幅变化来定位节点。因此，一个定位程序可以从转换得输入节点开始，每一步转换传递步骤，都采用FFT算法检测第一谐波振幅的显著变化。传递遇到缺陷节点时会及时的产生变化。最好在一个电路中只传递一个转换。
5结论和下一步工作
本文主要提出一种故障检测和定位的测试方法，采用这种方法，电路是通过在敏感路径中传播过渡来刺激的。为了在这些样本上执行一个简单得8点FFT，对电源电流和输出电压进行采样，8点FFT对这些信号进行频谱估计。结果显示转换刺激在电流测试中很有用，该方法适用于显著静态电流技术。
结果显示寄生电容触电可以在很大范围内被检测到，即使这些触点不会引起任何不好的逻辑行为，通过分析供应电流频谱，在分析输出电压频谱的同时，允许检测开路和近似的传播延迟。
提出了一种确定寄生电阻接触点得简便方法，这种方法是基于由转换模拟缺陷引起的第一谐波振幅的变化可以被检测到，因此也可以根据这些变化的性质对缺陷原因进行诊断。
下一步工作包括顺序电路开发策略，以及改善现有的测试生成算法，使之更好的适用于该方法。
参考文献
[1]M Lewitt.ASIC testing updated[J].IEEE Spectrum，1992，（29）：26-29，May .
[2]H Yamagushi， M Hongo， T Miyauchi， and M Mitani. Laser cutting of aluminium stripes for debugging integrated circuits[J].IEEE Journal of Solid-State Circuits， 1985.SC-20， 1259.
[3]S Cohen， J Bernstein， and P Wyatt. Laser-induced line melting and cutting[J].IEEE Trans. Electron Devices，1992：2480-2485.
关键词：故障检测;数字信号;诊断
中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.01.089
1引言
本文的主要研究目的是缩短投放市场的时间，因为这一点对集成电路制造商至关重要，由于测试已经成为整个过程中的一个主要任务，为实现这个目标，提出了合适的测试策略。
目前，已经有很多关于测试方法的研究，这些方法大多是为了故障检测而开发的，也就是说，测试一个给定的电路是否是可测电路，其中很多方法是用于定位或诊断失败原因的。故障检测是生产测试中最急需解决的问题，同时，定位或检测到故障的原因也是很关键的，因为同样可以缩短新产品投放市场的时间。的确，有助于识别那些需要设计或过程改变的不可接受的低收益率电路的主要产量流，特别是在产品开发的早期阶段。可促进激光切割和焊接技术的使用，进而对原型做进一步的优化。包括容错机制在内的电路是故障定位的另一个要求。
同时，也有很多关于诊断方法的研究，如基于电压输出值的诊断法，这些方法都存在电压测试无法检测（也就无法诊断）到某些故障的问题。还有一些方法是电流测试法，这些方法进适用于静止电流小的技术。
本文的目的是提出一种能够检测和定位故障和缺陷的测试方式。该方法是基于对采样电流或电压的数字信号处理技术，可应用于静态电流。本项研究由以下几部分组成：（1）描述了该方法的理论基础;（2）概述了该方法的检测能力;（3）探索其故障定位和诊断的潜力;（4）介绍了该方法的可行性;（5）结论。
2方法
該方法的理论基础如下：
（1）通过给定的敏感传递路径，刺激的传递包括至少一次跃迁（0-1或1-0）;
（2）对输出信号、输出电流或输出电压，每小时进行一次取样;
（3）用信号处理对数字化转换后的样品进行分析。
这个方法主要是使给定的路径变得敏感，以刺激缺陷并使其消耗能量或停止传递。在停止传递时，产生显著功耗的缺陷会改变供电电流波形，从而影响电压输出。为了检测和定位故障和缺陷，将使用输出信号中存在或不存在的转换，比如波形变化。在故障检测和故障诊断方面的过渡刺激的潜力，已经在电压输出测试法中得到了认可。结果显示过渡也是当前测试环境下的良好刺激。
输出信号的过度采样，可以从这些信号波形中提取更多的信息。这种提取是通过对输出信号的频谱进行一些信号处理来估计的。不同类型的分析导致频谱估计。在本项研究中，采用一个8点快速傅里叶变换法（FFT）进行频谱估计，可以检测到因故障或缺陷引起的显著波形变化，甚至，仅仅是频谱的一小部分（DC，第一次谐波）都可以检测到。迄今为止，该分析法比其他任何信息提取方法都简单。
在本文中，通过一般输入向量创建的转换。此外，探讨了该方法的定位潜力及其在消费技术上的适用性。本文也减少了快速傅里叶变换法有效样本的数量，从16减少到了8。
3检测
文中的所有结果，包括FFTs，都是通过HSPICE仿真获得的，FFTs是在一个40ns区间（不允许稳定时间）内进行评估的，继电器触点的寄生电容是采用电阻建立模型的。
3.1桥接
信号和电线接地端（GND）之间的桥接会导致固定0故障时，往往会将电路转换成电流电压转换器。
事实上，信号和电线接地端之间的寄生桥接，很容易检测到大量的值，即使这些值不会导致固定0故障，因此，在逻辑输出值的基础上，进行故障检测存在困难。
对信号和数字电源（VDD）之间的寄生桥接，按电流分量振幅计算的结果，与上一组与GND桥接的结果相似。
其他模型结果显示，非VDD或GND信号之间的寄生电阻桥接点，也可以在很大范围内检测到。比如，在接点15和19之间，或者10和14之间的桥接点。只需要两个相反的逻辑值接点足够长，导致的电流消耗足以被检测到，这种桥接即使并没有引起较差的逻辑值，也是可以被检测到的。
3.2开路
造成浮栅的开路故障通常不会导致电流频谱的显著改变。但是会将转换传递到输出引脚，通过观察电压，可以检测到内在的转换。即使通过观察逻辑值，也可以检测到转换，其他信息可以通过8点位快速离散傅里叶变换法（FFT）算得，的确，我们可以采用第一谐波相位分量来估计延迟。
3.3完善技术
为了解释这项显著静态电流技术法，我们考虑一种简单PSEUDO-NMOS 2输入 NAND，接着是一个CMOS静态逻辑电路，模拟三种不同情况：无故障;在NAND输出和GND之间有一个10 千欧的电容桥;在NAND输出和VDD之间有一个10千欧的电容桥;在每一种情况下，一个NAND输入被应用提升转换，另一个被设置为逻辑转换，无故障的一组，波形中会出现一个转换，而且都被设置为逻辑输入时，会产生显著得消耗。NAND输出和GND之间得桥接，在第一部分得刺激下，会通过增加消耗，在第一谐波振幅内造成显著减弱。因此，桥接很容易被检测到。在NAND输出和VDD之间得桥接，也可以被检测到，这种检测会改变NAND p-Network的阻抗结果，但是这种改变不足以改变逆变器的逻辑输出值。
4定位和诊断
在这一节中，主要研究定位探测电位节点，并诊断原因。
基于以下几点设计定位程序：
（1）转换激发的寄生接触会显著影响电流的第一谐波振幅;
（2）非转换激发的寄生接触可能只会造成DC消耗，而不会影响电流的第一谐波振幅;
（3）检测只取决于第一谐波振幅的变化。
逐步探索从输入到输出的网络组合，在转换传递路径中每次增加一个节点，这样就可以通过观察电流第一谐波振幅变化来定位节点。因此，一个定位程序可以从转换得输入节点开始，每一步转换传递步骤，都采用FFT算法检测第一谐波振幅的显著变化。传递遇到缺陷节点时会及时的产生变化。最好在一个电路中只传递一个转换。
5结论和下一步工作
本文主要提出一种故障检测和定位的测试方法，采用这种方法，电路是通过在敏感路径中传播过渡来刺激的。为了在这些样本上执行一个简单得8点FFT，对电源电流和输出电压进行采样，8点FFT对这些信号进行频谱估计。结果显示转换刺激在电流测试中很有用，该方法适用于显著静态电流技术。
结果显示寄生电容触电可以在很大范围内被检测到，即使这些触点不会引起任何不好的逻辑行为，通过分析供应电流频谱，在分析输出电压频谱的同时，允许检测开路和近似的传播延迟。
提出了一种确定寄生电阻接触点得简便方法，这种方法是基于由转换模拟缺陷引起的第一谐波振幅的变化可以被检测到，因此也可以根据这些变化的性质对缺陷原因进行诊断。
下一步工作包括顺序电路开发策略，以及改善现有的测试生成算法，使之更好的适用于该方法。
参考文献
[1]M Lewitt.ASIC testing updated[J].IEEE Spectrum，1992，（29）：26-29，May .
[2]H Yamagushi， M Hongo， T Miyauchi， and M Mitani. Laser cutting of aluminium stripes for debugging integrated circuits[J].IEEE Journal of Solid-State Circuits， 1985.SC-20， 1259.
[3]S Cohen， J Bernstein， and P Wyatt. Laser-induced line melting and cutting[J].IEEE Trans. Electron Devices，1992：2480-2485.