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[可靠性杂坛]集成电路故障建模及ATPG原理( 二 )


（4）跳变延迟故障（TF ， TransitionDelayFault）
跳变延迟故障见图6 ， 是指电路无法在规定时间内由0跳变到1或从1跳变到0的故障 。 在电路上经过一段时间的传输后 ， 跳变延迟故障表现为固定型故障 。
[可靠性杂坛]集成电路故障建模及ATPG原理
本文插图
图6跳变延迟故障
（5）传输延迟故障（PathDelayFault）
传输延迟故障不同于跳变延迟故障 ， 是指信号在特定路径上的传输延迟 ， 通常与测试该路径相关AC参数联系在一起 ， 尤其是关键路径 。
2．存储器的故障模型
存储器的故障模型和数字逻辑中的故障模型有着显著的不同 ， 虽然固定、桥接及晶体管固定开／短路故障模型对于数字逻辑有很好的模拟效果 ， 但是用这些故障类型来确定存储器功能的正确性却是不充分的 。 除单元固定、桥接故障外 ， 存储器故障还包括耦合、数据保留、临近图形敏感故障 。
（1）单元固定故障（SAF ， Stuck－AtFault）
单元固定故障指的是存储器单元固定在0或1 。 为了检测这类故障需要对每个存储单元和传输线进行读／写0和1的操作 。
（2）状态跳变故障（TF ， TransitionDelayFault）
状态跳变故障是固定故障的特殊类型 ， 发生在对存储单元进行写操作的时候 ， 不发生正常的跳变 。 这里需要指出的是跳变故障和固定故障不可相互替代 ， 因为跳变故障可能在发生耦合故障时发生跳变 ， 但是固定故障永远不可能改变 。 为了检测此类故障必须对每个单元进行0－1和1－0的读／写操作 ， 并且要在写入相反值后立刻读出当前值 。
（3）单元耦合故障（CF ， CouplingFault）
这些故障主要针对RAM ， 发生在一个单元进行写操作时 ， 这个单元发生跳变的时候 ， 会影响到另一个单元的内容 。 单元耦合可能是反相类型（CFin ， inversion ， 单元内容反相）、等幂类型（CFid ， idempotent ， 仅当单元有特定数据时单元的内容改变）或者简单的状态耦合（CFst ， state ， 仅当其他位置有特定的数据时单元内容改变） 。 为了测试CF故障 ， 要在对一个连接单元进行奇数次跳变后 ， 对所有单元进行读操作 ， 以避免可能造成的耦合故障 。
（4）临近图形敏感故障（NPSF ， NeighborhoodPatternSensitiveFaults）
这是一个特殊的状态耦合故障 ， 见图7 。 此类故障意味着在特定存储单元周围的其他存储单元出现一些特定数据时 ， 该单元会受到影响 。
[可靠性杂坛]集成电路故障建模及ATPG原理
本文插图
图7临近图形敏感故障
（5）地址译码故障（ADF ， AddressDecodeFault）该故障主要有4类：
？对于给定的地址 ， 不存在相对应的存储单元；
？对于一个存储单元 ， 没有相对应的物理地址；
？对于给定的地址 ， 可以访问多个固定的存储单元；
？对于一个存储单元 ， 有多个地址可以访问 。
（6）数据保留故障（DF ， DataRetentionFault）
数据保留故障是指存储单元不能在规定时间内有效保持其数据值而出现的故障 。 这是一类动态的故障 ， 对于SRAM来说相当重要 ， 可以模拟DRAM数据刷新中数据固定和SRAM静态数据丢失等故障 ， 有时对可编程的ROM和Flash存储器也十分重要 。
三、ATPG基本原理
在抽象出有效故障模型的基础上 ， 就可以开发各种自动测试产生（ATPG ， AutomaticTestPatternGeneration）向量了 。 目前 ， 常用的ATPG算法有伪随机算法和AD－Hoc算法 ， 对于组合逻辑来说还有D算法、PODEM算法和FAN算法 。
利用软件程序可以实现ATPG算法 ， 达到测试向量自动生成的目的 。 这里的测试向量是指为了使特定故障能够在原始输出端被观察到 ， 而在被测电路原始输入端所施加的激励 。 通过软件程序 ， 可以自动完成以下两项工作：


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