Разработка подсистемы САПР тестопригодного проектирования СБИС и МЭА

• Автор: Рыбаков, Василий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с.

Оглавление
Введение
Глава 1 Постановка задач исследования
1.1 Объект исследования
1.2 Классификация подходов, методов и стандартов обеспечения
тестопригодности микроэлектронной аппаратуры (МЭА)
1.3 Международный опыт применения стандарта обеспечения
тестопригодности 1ЕЕЕ 1149.1 (ЛАб)
1.4 Выводы по главе
Глава 2 Разработка алгоритмического обеспечения и маршрутов
тестирования ЛАб-тестопригодной МЭА
2.1 Разработка специализированной системы моделей тестопригодной
МЭА для задач тестирования
2.2 Разработка алгоритмического обеспечения ЛАб-тестирования... -8-0-
2.3 Разработка маршрутов тестирования МЭА с использованием средств
обеспечения тестопригодности
2.4 Выводы по главе
Глава 3 Разработка комплекса средств подсистемы САПР обеспечения тестопригодности (ПСОТ) МЭА и проекта системы ЛА6-мониторинга и тестирования МЭА ответственного применения
3.1 Разработка комплекса средств ПСОТ МЭА
3.2 Разработка’ проекта системы ЛАб-мониторинга и тестирования МЭА
ответственного применения
3.3 Результаты внедрения и апробация разработок
3.4 Выводы по главе
Выводы
Библиография диссертации
Приложение 1. Методология стандарта тестопригодного проектирования
МЭА 1ЕЕЕ 1149.1 (ЛАб)
Введение
Современное развитие микроэлектроники характеризуется двумя тенденциями: постоянным уменьшением геометрических
размеров изделий и ростом их сложности. Это приводит к резкому усложнению процесса диагностирования микроэлектронной аппаратуры (МЭА).
Традиционный подход к осуществлению диагностирования, базирующийся на концепции создания преимущественно внешней по отношению к объекту подсистемы диагностирования, обладает рядом достоинств. Среди них снижение затрат за счет использования одних и тех же аппаратных средств для диагностирования многих изделий, возможность относительно независимой модернизации средств диагностирования, универсальность применяемого
оборудования и методик. Вместе с тем с ростом сложности изделий все более отчетливо проявляются слабые стороны такого подхода.
Прежде всего следует отметить известную проблему "сторожа над сторожем", суть которой в том, что в процессе производства новых изделий приходится пользоваться диагностическим
оборудованием, построенном на старой элементной базе,
возможности которой ниже, чем у вновь производимой. Другой проблемой является связанное с повышением степени интеграции снижение доступности внутренних точек объекта диагностирования. При использовании системы диагностирования, центр тяжести в которой перенесен на внешние средства, предполагается возможность расширенного физического доступа к диагностическим точкам. Такая возможность обеспечивается, в частности,
методами, связанными с использованием зондовых установок. Однако эти установки имеют вполне определенные физические ограничения конструктива, тесно связанные с обеспечиваемыми этим конструктивом электрическими характеристиками. Так, при сближении зондов, а следовательно, и соответствующих номинально независимых сигнальных каналов, возрастает их взаимовлияние в смысле наводимого заряда, возникновения дополнительных паразитных емкостей и индуктивностей. Все это приводит к возникновению предела частоты подаваемых на объект воздействий

и, как следствие, к невозможности реализации диагностирования на предельных рабочих частотах. Кроме того, переход на технологию поверхностного монтажа приводит к тому, что некоторые важные диагностические точки сложного изделия становятся принципиально недоступными для традиционных внешних средств диагностирования.
В силу вышеизложенного особую актуальность имеет поиск новых подходов к решению задачи диагностирования МЭА. Эффективное решение в этой области должно отвечать ряду критериев, к числу которых относятся
— возможность обеспечения масштабируемости системы диагностирования при переходе с уровня компонентов (СБИС) на уровень систем (МЭА);
— выравнивание технического уровня системной логики МЭА и средств, используемых для ее диагностики;
— стандартизация способов доступа к разнородным средствам обеспечения диагностируемости.
Всем этим требованиям отвечает подход, определяемый системой международных стандартов 1ЕЕЕ 1149.x. Эти стандарты регламентируют построение тестопригодных схем МЭА и ее компонентов. В частности, стандарт 1149.1 (ЛТАб) [1] определяет требования к архитектуре цифровых СБИС и типовых элементов замены (ТЭЗов) МЭА. Из получающихся при выполнении требований стандарта ЛГАС тестопригодных ТЭЗов строится тестопригодная аппаратура в соответствии со стандартом 1149.5, который регламентирует построение специальной тестовой шины с архитектурой "тазбег-Б1ачез", где в качестве ведущего может использоваться как внешнее тестовое оборудование, так и выделенная часть самой тестируемой аппаратуры. Стандарт 1149.4 представляет собой распространение методологии обеспечения тестопригодности на случай цифроаналоговой аппаратуры.
Все упомянутые стандарты находятся на разных стадиях проработки и утверждения. Исторически первым (в 1990 году) был официально принят стандарт 1149.1. В общей сложности он развивается и применяется в течение десяти лет крупнейшими

режиме SRAM, а по завершении отладки под воздействием подаваемого извне повышенного напряжения может превращаться в ПЗУ типа EPROM. Так, например, схема iFX780 содержит 80 макроячеек, объединенных в 8 функциональных блоков. Обмен информацией между блоками в пределах кристалла осуществляется по сетям межсоединений, сосредоточенных в специальной области глобальных связей. После окончательной прошивки кристалла эта область вновь конфигурируется при каждом включении питания на основе информации, считываемой из внутренней памяти.
Отладка проекта проводится в специализированной текстовографической среде PLDShell [28], функционирующей на персональном компьютере. Промежуточный или окончательный вариант проекта через параллельный порт компьютера и устройство сопряжения, созданное на основе JTAG-шины, передается на специализированный программатор. В этот программатор вставляется кристалл-заготовка, во внутреннюю память которого записывается информация о проекте. После этого на кристалл с использованием JTAG-средств могут быть поданы тестовые воздействия, позволяющие верифицировать соответствие полученной СБИС требованиям ТЗ. При положительном результате тестирования может быть осуществлена окончательная прошивка кристалла.
Что касается подсистемы JTAG-средств, встроенных в СБИС рассматриваемого типа, то она обладает средней функциональной мощностью и поддерживает стандартные JTAG-процедуры внешнего тестирования, обхода, извлечения идентификатора микросхемы и наблюдения за состоянием выводов схемы в процессе нормального функционирования. Поддерживается также ряд нестандартных процедур:
- чтение и запись информации при работе со SRAM;
- чтение информации из EPROM ПЗУ;
- активизация программы работы с EPR0M;
- обеспечение подачи управляющей информации, данных для прошивки и тестовых векторов на запрограммированный кристалл;
- сброс системной логики кристалла;