数字集成电路可测性设计及验证方法学
集成电路设计仿真验证分享案例
3.关注新兴领域的发展动态，如量子计算、新型存储技术等，为集成电路设计带来新的创新点。
4.加强产学研合作，培养高素质的专业人才，以应对行业快速发展的人才需求。
5.开展跨学科研究，结合材料科学、生物学等领域的新进展，开拓集成电路设计的新方向。
-关键因素：市场需求的快速变化导致设计风险增加，产品上市时间成为竞争的关键。
-问题剖析：如何在不牺牲产品质量的前提下，缩短设计周期，降低开发成本。
3.人才与教育层面的挑战：集成电路设计是高技术含量的领域，对人才的专业知识和技能要求极高。
-主要挑战：行业内高端人才短缺，人才培养周期长，教育与实践之间存在较大差距。
-竞争激烈，企业间在技术、产品、服务等方面展开全方位竞争。
-市场趋势分析：未来市场将继续向高性能、低功耗、智能化方向发展，同时，物联网、人工智能等新兴领域将为集成电路设计带来新的增长点。
七、发展趋势与未来展望
集成电路设计领域在未来将持续引领科技创新，其发展趋势和前景充满机遇与挑战。
发展趋势：
1.技术微型化：随着摩尔定律的持续演进，集成电路的工艺节点将不断缩小，向3纳米甚至更先进的工艺发展。这将极大提升集成电路的性能，降低功耗，但同时也带来了一系列技术挑战，如量子效应、热管理等问题。
回顾集成电路设计领域的发展历程，从20世纪70年代的CMOS技术取代双极型晶体管，到90年代的深亚微米工艺，再到21世纪初的纳米级工艺，设计规模不断扩大，设计复杂度不断上升。当前，集成电路设计已进入16/14纳米甚至更先进的工艺节点，设计方法学也在不断演变，如基于IP核的设计、系统级设计等。
在社会中的实际应用方面，集成电路设计已深入人们生活的方方面面。以智能手机为例，其内部集成了大量的集成电路，用于实现通信、计算、摄影等功能。此外，在人工智能、物联网、大数据等新兴领域，集成电路设计的地位更是至关重要。
数字电路实验讲义
数字电路实验讲义课题：实验一门电路逻辑功能及测试课型：验证性实验教学目标：熟悉门电路逻辑功能，熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法重点：熟悉门电路逻辑功能。
难点：用与非门组成其它门电路教学手段、方法：演示及讲授实验仪器：1、示波器；2、实验用元器件74LS00 二输入端四与非门 2 片74LS20 四输入端双与非门 1 片74LS86 二输入端四异或门 1 片74LS04 六反相器 1 片实验内容：1、测试门电路逻辑功能（1）选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。
（2）将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻辑状态值及电压值填表。
2、逻辑电路的逻辑关系（1）用74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。
（2）写出两个电路的逻辑表达式。
3、利用与非门控制输出用一片74LS00 按图1.4 接线。
S 分别接高、低电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
4、用与非门组成其它门电路并测试验证。
（1）组成或非门：用一片二输入端四与非门组成或非门B==，画出电路图，测试并填+Y∙ABA表1.4。
（2）组成异或门：①将异或门表达式转化为与非门表达式；②画出逻辑电路图；③测试并填表1.5。
5、异或门逻辑功能测试（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。
（2）将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。
6、逻辑门传输延迟时间的测量用六反相器74LS04 逻辑电路按图1.6 接线，输入200Hz 连续脉冲（实验箱脉冲源），将输入脉冲和输出脉冲分别接入双踪示波器Y1、Y2 轴，观察输入、输出相位差。
第七章：可测试性设计(上课)
随着计算机技术的飞速发展和大规模集成电路的广泛应 用，智能仪器在改善和提高自身性能的同时，也大大增加了 系统的复杂性。这给智能仪器的测试带来诸多问题，如测试 时间长、故障诊断困难、使用维护费用高等，从而引起了人 们的高度重视。
自20世纪80年代以来，测试性和诊断技术在国外得到了 迅速发展，研究人员开展了大量的系统测试和诊断问题的研 究，测试性逐步形成了一门与可靠性、维修性并行发展的学 科分支。
（2）可测试性的标准
可测试性的概念最早产生于航空电子领域，1975年由Liour等 人在《设备自动测试性设计》中最先提出 1985年美国颁布的MIL-STD 2165----《电子系统和设备测试 性大纲规定了可测试性管理、分析、设计与验证的要求和实施 方法，是可测试性从维修性分离出来，作为一门独立的新学科 确立的标志。 我国现在执行的两部相关的测试性大纲，分别是1995年颁布 的GJB 2547《装备测试性大纲》以及1997年颁布的HB 7503
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7.3 机内测试技术--BIT(Built IN Test)
BIT简介 常规BIT技术 智能BIT技术
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一、BIT简介
◆ BIT的由来： 传统的测试主要是利用外部的测试仪器对被测设 备进行测试； 所需测试设备费用高、种类多、操作复杂、人员 培训困难，而且只能离线检测； 随着复杂系统维修性要求的提高，迫切需要复杂 系统本身具备检测、隔离故障的能力以缩短维修 时间； BIT在测试研究当中占据了越来越重要的地位， 成为维护性、测试性领域的重要研究内容； 在测试性研究中，BIT技术应用范围越来越广， 正发挥着越来越重要的作用。
《测试性预计程序》。
(3)产品的测试性组成
• 1.产品的固有测试； • 2.产品外部测试。
集成电路EDA与验证技术课件：模拟集成电路设计与仿真
模拟集成电路设计与仿真
常用命令格式： (1) DEFINE 格式：DEFINE <库名> <库路径> 例： DEFINE sample /export/cadence/IC615USER5/tools.lnx86/dfII/samples/cdslib/sa mple (2) INCLUDE 格式：INCLUDE <另外一个cds.lib 的全路径>
模拟集成电路设计与仿真
图3.2 Spectre中包含的各种仿真器
模拟集成电路设计与仿真
2．精确的晶体管模型 Spectre为所有的仿真器提供一致的器件模型，这有利于 消除不同模型间的相关性，从而得到快速收敛的仿真结果。 模型的一致性也保证了器件模型在升级时可以同时应用于所 有的仿真器。 3．高效的程序语言和网表支持 Spectre仿真平台支持多种设计提取方法，并兼容绝大多 数SPICE输入平台。Spectre可以读取Spectre、SPICE以及 Verilog-A格式的器件模型，并支持标准的Verilog-AMS、 VHDL-AMS、Verilog-A、Verilog以及VHDL格式的文本输 入。
模拟集成电路设计与仿真
5．有力衔接了版图设计平台 对于完整的版图设计平台而言，Spectre是不可或缺的重 要环节，它能方便地利用提取的寄生元件参数来快速完成后 仿真(post-layout simulation)的模拟，并与前仿真(pre-layout simulation)的模拟结果作比较，紧密的连接了电路 (Schematic)和版图(layout)的设计。 6．交互的仿真模式 设计者可以在仿真过程中快速改变参数，并在不断调整 参数和模拟之中找到最佳的电路设计结果，减少电路设计者 模拟所花费的时间。
SOC可测试性设计与测试技术
SOC可测试性设计与测试技术【摘要】本文分析了SOC芯片发展的情况及其发展的趋势，同时，阐述了SOC设计和测试所需要的工具。
在这些理论的基础上，本文开始重点分析研究了SOC可测试性设计和测试技术，得出了进一步的研究结果。
【关键词】SOC；可测试性设计；测试技术一、前言SOC可测试性设计对于我们更好地利用SOC具有非常重要的意义，因此，我们有必要SOC可测试性设计进行研究和分析，与此同时，对于SOC的测试技术，我们也需要从科学的角度展开分析和研究，以便于我们更好的利用SOC。
二、SOC芯片发展及趋势 集成电路的发展一直遵循摩尔所指示的规律推进。
由于信息市场的需求和微电子自身的发展，引发了以微细加工（集成电路特征尺寸不断缩小）为主要特征的多种工艺集成技术和面向应用的系统级芯片的发展。
IC设计者已经可以把越来越复杂的功能（系统）集成到同一个芯片上。
由于SOC可以充分利用已有的设计积累, 并在降低耗电量,减少面积,增加系统功能,提高速度,节省成本5个方面具有较高的优势,因此发展非常迅速。
目前，就大众所熟知的消费类电子中，机顶盒（Set Top Box）、移动电话（mobile phones）和个人数字助理（PDA）等等，其核心芯片就是SOC芯片。
这类产品不仅在市场上占有重要地位，而且其销售量还在不断的增长当中，已经越来越成为消费性电子的主流产品。
 三、SOC设计和测试工具 可测性设计中需增加专门用于管理测试的工具，其主要任务是按照自动和标准化的方法将设计芯片的测试问题分割成一系列可以管理的部分。
将芯片分割成一系列可测试的模块，设计出每一个模块的测试方法，并将其集成于一个完整的计划中，改计划既包括内部测试方法学，也包括外部测试方法学；计划也应提供选取芯片中埋层功能的方法以及测试结果引出的方法；该计划还应该提供诊断以及可能将其定位于单个的位（bit）故障。
集成电路设计与信号完整性分析
集成电路设计与信号完整性分析现代科技的快速发展使得集成电路（Integrated Circuit，IC）成为现代电子设备的核心部件。
集成电路设计和信号完整性分析是保证电路性能稳定和可靠性的重要环节。
本文将介绍集成电路设计的基本概念，以及信号完整性分析的方法和意义。
一、集成电路设计简介集成电路设计是指将多个电子器件、电路元件和电子系统集成到单一的芯片上的过程。
集成电路设计的目标是在给定的特定应用场景下，实现电路的功能需求，并具备正常工作所需要的性能要求。
首先，集成电路设计需要进行电路功能的规划和设计。
这包括确定电路所需的输入、输出接口，电源供应的要求，以及各个模块之间的通信和数据交互方式等。
然后，设计人员需要对电路进行逻辑设计和电路元件的选择。
逻辑设计涉及选择合适的逻辑门、存储元件等来实现电路的逻辑功能。
接下来，设计人员需要进行电路的物理设计。
物理设计包括电路的布局和布线。
布局指的是将电子组件和元件放置在芯片上的位置，以最小化电路的面积和功率消耗。
布线是指连接各个元件的导线的布置，以及导线的宽度和厚度等参数的确定。
最后，集成电路设计需要进行电路的验证和测试。
验证是指通过模拟和数字仿真等手段，检验电路是否满足预期的功能需求。
测试是指在实际工作环境中通过各种测试手段，对芯片进行功能和性能的测试。
二、信号完整性分析的方法及意义信号完整性分析是在集成电路设计过程中非常重要的一环。
它主要针对电路中信号传输过程中可能出现的干扰和损耗问题，确保信号能够在电路中正确传递和处理。
首先，信号完整性分析需要通过仿真和建模等手段，对信号的传输过程进行分析。
通过建立数学模型，仿真软件可以帮助分析人员分析信号在传输过程中可能出现的问题，例如信号的时延、功耗、噪声等。
同时，也可以通过模拟实验，验证电路设计的可行性和稳定性。
其次，信号完整性分析需要考虑电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）的因素。
数字IC设计方法学(共52张PPT)
➢比方，RTL综合等后端处理阶段和RTL代码功能仿真阶段可以并行进行；再如， 后端设计过程中的静态时序分析和后仿真可以并行进行。 ➢多阶段之间的并行操作缩短了IC设计周期，但也给设计中数据管理提出了更 高要求，因为多个操作阶段间有数据依赖关系。 ➢设计各阶段间的反复迭代和并行操作要求数字IC设计必须有严格的数据管理机 制才能保证工程正常进行。
➢在指令装载状态下，可重构密码协处理器将密码程序中的指令按顺序装载到指令存 储器中。在指令执行状态下，可重构密码协处理器自动地、不断地从指令存储器中取 出指令、进行译码并加以执行，直至所有指令执行完毕。在空闲状态下，可重构密码 协处理器不进行指令装载操作和指令执行操作，并保持所有的运算结果存放器的值不 变。 ➢主处理器只需对指令执行使能信号ins_exe施加一个脉冲，就可以将可重构密码协处理 器设置为指令执行状态，从而启动指令自动执行过程，然后在整个过程中不再需要主处理 器的干预，这大大减少了主处理器的控制开销和可重构密码协处理器访问外部设备的开销 ，提高了加/解密的处理速度。
clk rst insnumr_en insw_en
指令装载 控制逻辑
i n s w_a d d r< 1 2 : 0 >
d a t a b u<s7 : 0 >
clk
rst
o p c o d<ex : 0 > c o n d a t<ax : 0 >
jump_id halt_id
逻辑
指令译码
ins<207:0> comp_id<4:0>
可重构密码协处理器
电子设计领域集成电路测试与验证的技术方法
电子设计领域集成电路测试与验证的技术方法在电子设计领域中，集成电路的测试与验证是确保电路设计质量和可靠性的重要环节。
随着电子技术的不断发展和集成电路复杂度的增加，测试与验证技术的重要性也日益凸显。
本文将介绍几种常用的集成电路测试与验证技术方法。
一、功能验证功能验证是测试与验证的基础环节，旨在验证电路在不同输入条件下是否能够正确地产生预期输出。
在功能验证中，可以采用仿真验证和实际硬件验证两种方法。
1. 仿真验证仿真验证是利用计算机软件对电路进行模拟和测试的方法。
通过建立电路的数学模型，可以模拟电路在不同输入下的输出情况，进而验证电路的功能和性能。
仿真验证的优点是成本低、可重复使用和调试方便，可以在电路设计的早期阶段进行验证。
常用的仿真工具有SPICE、Verilog和VHDL等。
2. 实际硬件验证实际硬件验证是将电路设计制作成实际的硬件原型，并通过实验室设备对其进行测试和验证的方法。
相比仿真验证，实际硬件验证更加接近真实环境，可以更准确地评估电路的性能。
实际硬件验证的缺点是成本高、周期长、调试困难，适合在电路设计的后期阶段进行验证。
二、电路板级测试和芯片级测试电路板级测试和芯片级测试是针对电路板和集成电路芯片进行的测试与验证方法，用于确保电路板和芯片的运行正常和性能优良。
1. 电路板级测试电路板级测试是针对整个电路板进行测试的方法。
在电路板级测试中，可以使用测试点和测试仪器对电路板进行全面的功能测试，以确保整个电路板的正常运行。
电路板级测试一般包括功能测试、耐压测试、温度测试等环节。
2. 芯片级测试芯片级测试是针对集成电路芯片进行测试的方法。
由于芯片集成度高、结构复杂，芯片级测试需要运用先进的测试技术和设备。
芯片级测试一般包括逻辑测试、信号测试、功耗测试等环节。
常用的芯片级测试方法有扫描链（Scan Chain）测试、缺陷模拟测试等。
三、自动化测试和在线测试自动化测试和在线测试是通过引入计算机和自动化设备来提高测试效率和精度的测试与验证方法。
实验总结(优秀3篇)
实验总结（优秀3篇）科学实验报告范文篇一思考：不许碰肥皂泡，你能让“脆弱”的肥皂泡不断地自己变得越来越大吗？材料：剪刀、吸管、圆纸筒、盆子、肥皂水操作：1、准备一些浓肥皂液，使吹出的肥皂泡不会轻易破裂。
2、用小剪刀在吸管的一端剪出4个同样深的切口，再将剪出的切条向后折。
3、用吸管有切条的一端吹出很大的泡泡来。
4、将卫生纸中间的圆纸筒一端用水润湿，迅速而轻巧地将肥皂泡放到浸湿的纸筒上，让肥皂泡稳稳地站在纸筒的一端。
5、在盆子中装入大半盆水，把圆纸筒没有肥皂泡的一端向下伸入水中。
6、慢慢向下压纸筒，直到纸筒的大部分都没入水中。
7、如果肥皂泡破裂就重复做一次上述步骤。
8、肥皂泡会越变越大，最后，“砰”地一声轻响，肥皂泡破了。
原因：把纸筒向水下压时，筒内的空气受到水的压力，自身压力就会变大，使越来越多的空气渗进上方的`肥皂泡中，将肥皂泡越吹越大。
实训实验报告篇二一、实验目的会计学是一门理论与实际相结合的学科，对会计学的学习不能仅仅局限于对理论知识的学习而要重要的是对实务的练习。
会计实验课程是以模拟实际会计工作为基础，按照会计准则的要求，进行操作训练，有目的地检验和复习所学的基础会计理论知识、方法、技能和技巧。
通过实际操作，能够使我们比较系统和全面地掌握会计核算的基本程序和具体方法，加强对基础会计理论的理解和掌握，把枯燥和抽象的书本知识转化为实际以及具体的操作，缩短了理论教学与社会实践的距离，是培养我们动手能力的一个重要途径，全面提高我们独立完成科目设置、登记账簿、编制会计报表的能力。
同时在实验中，培养了职业道德和职业判断力，提高职业工作能力，为以后从事会计业务工作打下扎实的基础。
二、实验的内容及过程在实验开始前，要全面了解模拟企业的概况，如，企业名称和性质，生产工艺概况，会计政策及核算要求等。
对企业各方面的了解为我们今后的模拟会计工作打好基础，如果连企业的会计政策、核算要求都不知道，在之后的模拟实验中肯定会出现不少差错。
《设计电路作业设计方案-2023-2024学年小学科学湘科版》
《设计电路》作业设计方案第一课时一、设计背景随着电子科技的发展，电路设计已成为现代电子工程中不可或缺的重要环节。
本次设计作业旨在帮助学生掌握电路设计的基本原理和方法，提高学生的实际动手能力和创新意识。
二、设计内容本次设计作业要求学生设计一个简单的数字电路，实现一个基本的逻辑功能。
学生需要选择合适的器件并进行电路设计、仿真、调试和验证。
具体要求如下：1. 选择合适的数字集成电路器件，设计一个逻辑门电路。
2. 根据设计要求进行原理图绘制和模拟仿真。
3. 制作电路板并进行焊接和组装。
4. 进行电路调试，验证设计功能实现。
5. 撰写实验报告，详细记录设计过程和实验结果。
三、设计步骤1. 确定设计要求：选择一种逻辑功能，如与门、或门、非门等。
2. 选型设计：选择合适的数字集成电路器件，如74系列逻辑门。
3. 原理图设计：根据选择的逻辑功能设计原理图，包括器件连接和电源接入。
4. 仿真验证：使用仿真软件对设计的电路进行仿真验证。
5. 电路制作：根据原理图制作电路板，焊接器件并进行组装。
6. 电路调试：对制作好的电路进行调试，检查电路连接是否正确，并检测电路功能。
7. 实验报告：撰写实验报告，包括设计思路、实验步骤、仿真结果和实验验证等内容。
四、评分标准1. 设计内容完整度：是否按照要求完成逻辑功能设计。
2. 设计准确性：电路功能是否实现，仿真结果与实际验证结果的一致性。
3. 设计过程记录：实验报告是否详细记录了设计过程和实验结果。
4. 实验成果展示：是否对实际制作的电路进行展示和演示。
五、参考资料1. 《数字逻辑电路与处理器设计》2. 《数字电路设计与实践》3. 《数字电路综合实验教程》六、总结通过本次设计作业，学生将能够在实践中掌握数字电路设计的基本原理和方法，提高动手能力和创新意识。
同时，作业设计方案也将有利于学生加深对电路设计知识的理解，为以后的学习和工作打下良好的基础。
第二课时一、设计目的：本次作业旨在让学生通过设计一个简单的电路来加深对电路理论的理解，培养学生的实践能力和解决问题的能力。
数字集成电路可测性软件设计及验证平台
静态技术
物理验证
2020/4/21
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仿真技术
基于事件的仿真--任何一个输入的变化都被 标记为事件，即常说的功能仿真，精度高， 速度慢。比如Modelsim, VCS。
基于周期的仿真--单周期内只检查一次输入 并计算设计的输出逻辑值。速度快，无时 序、毛刺。比如Cyclone。
扫描测试
使用扫描触发器，会增加设计的面积，增加了路径 的延迟，增大了触发器的输出负载和电路的功耗。
SMIC0.18µm工艺库 FFDQRHDLX FFSDQRHDLX 增加百分比
AREA(µm2） 63.2 79.83 26.3%
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扫描测试流程
2020/4/21
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DFT Compiler
Synopsys公司的集成于Design Compiler的 先进测试综合工具
独创的“一遍测试综合”技术
功能强大的扫描式可测性设计分析、综合和验 证技术
支持RTL级、门级的扫描测试设计规则检查， 以及给予约束的扫描链插入和优化
启动命令source /opt/demo/synopsys.env
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主要内容
可测性基础 可测性设计工具
验证的必要性 验证方法学介绍 验证工具介绍
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验证方法学
方法学：又称方法论，是一门学问采用的方法、规 则与公理；一种特定的做法或一套做法。
验证方法学：指完成验证过程中的一系列方法、技 术和规范。
.sv文件和.sdc文件供布局布线工具Astro生成芯片版图 .spf文件供测试矢量生成工具Tetramax生成与测试矢量集，待芯片流片 封装好后，测试矢量集供ATE设备来测试芯片。
可测性设计技术
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。
集成电路检测方法
集成电路检测方法集成电路检测作为电子元器件生产中重要的环节之一，一般指对半导体芯片的性能进行检测与验证，以确保芯片符合规格要求并具有可靠性、稳定性。
集成电路检测的过程需要通过专业的测试设备、测试软件及测试手段来完成，下面将从集成电路的检测流程、常用测试手段、测试策略及挑战等方面进行分析和探讨。
一、集成电路检测流程集成电路检测的流程大致可以分为：准备阶段、前测试阶段、主测试阶段、分析处理阶段和测试数据处理阶段。
其中，准备阶段通常包括芯片加工、设计规范制定、测试器件选择、测试程序编写、测试装置校正及测试参数确定等工作；前测试阶段则是通过激励信号向芯片输入待测信息，检查芯片输入输出接口的连接是否正确以及测试仪器和测量参数是否有误；主测试阶段则是对芯片内部电路实施测试，具体有模拟准确性测试、数字电路功能测试、高速时序测试、功耗测试和失效机理测试等内容；分析处理阶段主要是对测试结果进行判定分析、故障定位以及性能优化等工作；测试数据处理阶段则是对测试结果进行处理和归档，并输出测试报告和数据备份。
二、常用的集成电路测试手段常见的集成电路测试手段包括两类：物理测试和虚拟测试。
物理测试：这种测试手段是通过建立实际的测试设备对物理元器件进行直接测量，得到与元器件电性能相关的物理量。
常用的物理测试手段包括以下几种：1.非侵入性测试：非侵入性测试的优点是测试速度快、测试结果准确可靠，但缺点在于测试深度受限，只能对芯片表面进行测试。
2.功能性测试：功能性测试采用被测芯片内部的测试机制进行测试，通过向芯片内部指定的寄存器写入指令来进行测试。
3.热测试：热测试用来测试芯片功耗和热量分布情况，在测试过程中，通过记录芯片表面的温度分布情况来分析芯片的热量分布情况。
4. 光学测试：光学测试中常用的是红光、绿光、蓝光、紫外光等光源，通过对芯片表面进行照射，可以得到芯片上存在的元器件和电路结构的分布情况和元器件的誊录效能。
虚拟测试：虚拟测试是通过建立模型、仿真学需要测试芯片的电路行为，包括静态检测和动态检测两种测试方式：1.静态检测：静态检测利用仿真软件来模拟芯片的电路行为，通过设置输入量，观察输出量，检验芯片的正确性、异常性和特性；2.动态检测：动态检测则是通过仿真和模拟来探测芯片内部在不同工作模式下的电性能以及芯片缺陷等。
数字电子技术实验教(学)案
湖南工学院教案用纸p.1 实验1 基本门电路逻辑功能测试(验证性实验)一、实验目的1.熟悉基本门电路图形符号与功能；2.掌握门电路的使用与功能测试方法；3.熟悉实验室数字电路实验设备的结构、功能与使用。
二、实验设备与器材双列直插集成电路插座，逻辑电平开关，LED发光显示器，74LS00，74LS20，74LS86，导线三、实验电路与说明门电路是最简单、最基本的数字集成电路，也是构成任何复杂组合电路和时序电路的基本单元。
常见基本集门电路包括与门、或门、与非门、非门、异或门、同或门等，它们相应的图形符号与逻辑功能参见教材P.176, Fig.6.1。
根据器件工艺，基本门电路有TTL门电路和CMOS门电路之分。
TTL门电路工作速度快，不易损坏，CMOS门电路输出幅度大，集成度高，抗干扰能力强。
1. 74LS00—四2输入与非门功能与引脚：2. 74LS20—双4输入与非门功能与引脚：3. 74LS86—四2输入异或门功能与引脚：四、实验内容与步骤1. 74LS00功能测试：①74LS00插入IC插座；②输入接逻辑电平开关；③输出接LED显示器；④接电源；⑤拔动开关进行测试，结果记入自拟表格。
2. 74LS20功能测试：实验过程与74LS00功能测试类似。
3. 74LS86功能测试：实验过程与74LS00功能测试类似。
4. 用74LS00构成半加器并测试其功能：①根据半加器功能：S A B=，用74LS00设计一个半加器电路；=⊕，C AB②根据所设计电路进行实验接线；③电路输入接逻辑电平开关，输出接LED显示器；④通电源测试半加器功能，结果记入自拟表格。
5. 用74LS86和74LS00构成半加器并测试其功能：实验过程与以上半加器功能测试类似。
五、实验报告要求1. 内容必须包括实验名称、目的要求、实验电路及设计步骤、实验结果记录与分析、实验总结与体会等。
2.在报告中回答以下思考题：①如何判断逻辑门电路功能是否正常？②如何处理与非门的多余输入端？实验2 组合逻辑电路的设计与调试(设计性综合实验)一、实验目的1.熟悉编码器、译码器、数据选择器等MSI 的功能与使用；2.进一步掌握组合电路的设计与测试方法；3.学会用MSI 实现简单逻辑函数。
集成电路设计工具与分析方法
集成电路设计工具与分析方法现代技术的进步改变了人们的生活方式，从家电到计算机、移动设备再到云计算，更为底层的一种技术则是“集成电路”。
集成电路是通过把各种电子元器件（如电容、电阻等）集成在单一的晶片上面，从而制造出具备特定功能的芯片。
在如此快节奏的时代里，集成电路飞速发展成为我们日常生活中必不可少的一部分。
如今，集成电路的设计越来越依赖计算机软件工具，这些工具使设计者能够更精确地设计和模拟电路功能，并在更短的时间内更快地实现产品上市。
本文将重点探讨在集成电路设计和分析方面常用的软件工具和方法。
一. 集成电路设计工具1. 电路设计自动化系统（EDA）EDA系统在集成电路设计过程中非常重要。
它是一个完整的计算机仿真设计平台，能够将电路的功能验证和设计注释相结合。
常用的EDA系统软件包包括Cadence、Mentor Graphics和Synopsys等，它们提供了从电路原理到过程设计的各个方面的支持。
EDA系统能够将模型库、原理图、模拟器和自动生成器等多种功能集成在一起，提供了完整的电路设计解决方案。
2. 模拟器模拟器是集成电路仿真过程的核心部分。
电路仿真是为了验证电路功能正常性以及检查它们是否符合最初的规格说明。
模拟器的作用是使用不同的仿真方法对电路进行检查，以找到设计缺陷和错误。
软件工具包括SPICE模拟器和分析器等。
3. 模型库模型库是电路仿真所使用的重要资源。
它包括本身的原理图、芯片规格和仿真器等。
模型库通常由芯片制造商提供，并根据芯片规格和电路的功能进行分类。
使用模型库可以大大加快电路仿真的速度，同时也可以确保仿真结果真实可靠。
芯片制造商如Intel和TSMC都提供了很多常见的元器件和芯片的模型库，供工程师使用。
二. 集成电路分析方法1. SPICE仿真SPICE仿真是最常用的一种集成电路分析方法。
SPICE 是“电流，电压和功率模拟器的通称”。
它是模拟不同电路的特性来查找问题和验证电路功能的基本工具，其仿真结果可以帮助电路设计人员改进设计，后期的市场产品制造和测试也可以极大地受益。
集成电路的工作原理及可靠性分析
集成电路的工作原理及可靠性分析摘要：集成电路是现代电子技术中的重要组成部分，其工作原理涉及到多种物理原理和技术方法。
本文将对集成电路的工作原理进行深入分析，并探讨其可靠性问题。
首先，本文将简要介绍集成电路的基本结构和分类，并详细介绍CMOS技术在集成电路中的应用。
然后，本文将分析集成电路的工作原理，包括数字电路和模拟电路两个方面，并介绍集成电路中常见的逻辑门和模拟电路。
最后，本文将探讨集成电路的可靠性问题，包括热稳定性、电子迁移效应、辐射效应等，以及集成电路的可靠性评估方法。
关键词：集成电路，工作原理，可靠性评估方法。
引言：集成电路是现代电子技术的核心之一，其广泛应用于计算机、通信、娱乐等各个领域。
集成电路的发展经历了数十年的探索和实践，逐步从简单的门电路发展到了复杂的微处理器和存储芯片。
在集成电路的发展过程中，CMOS技术成为了最为成熟和广泛应用的技术之一。
与此同时，随着集成电路规模的不断增大和工艺的不断进步，集成电路的可靠性问题也逐渐引起人们的关注。
因此，本文将深入分析集成电路的工作原理和可靠性问题，以期为相关研究提供参考。
一、集成电路的基本结构和分类集成电路是指将多个电子器件（晶体管、电容、电阻等）以一定的规律和方法集成到一块半导体晶片上，形成一个完整的电路系统。
根据功能和结构的不同，集成电路可以分为数字电路和模拟电路两种类型。
数字电路主要用于数字信号的处理和计算，包括逻辑门、存储器、微处理器等；模拟电路主要用于模拟信号的处理和放大，包括放大器、滤波器、电源管理芯片等。
此外，根据集成度的不同，集成电路还可以分为SSI（小规模集成电路）、MSI（中规模集成电路）、LSI（大规模集成电路）和VLSI（超大规模集成电路）等不同类型。
二、集成电路的工作原理1.数字电路的工作原理数字电路主要是处理离散的数字信号，其中最基本的逻辑门包括与门、或门、非门等。
这些逻辑门的输出取决于其输入信号的状态，可以用真值表来描述其逻辑功能。
数字集成电路可测性设计及验证方法学
数字集成电路可测性设计及验证方法学
1.测试点的选择：在电路设计中，需要合理地选择测试点，即在电路中插入一些测试点，使得电路在测试过程中能够容易地被触发和测试。
测试点的选择应考虑到电路的结构特点和功能，以及故障模型等因素。
2.异常检测和故障模型：为了提高电路的可测性，需要定义电路的异常状态和故障模型，即电路可能出现的错误状态和故障类型，以便在测试过程中能够准确地检测和识别这些异常和故障。
3.自测试技术：自测试技术是一种通过电路自身来进行测试的方法，即在电路中嵌入一些特殊的测试电路，使得电路在自动运行时能够自行进行测试和检测。
自测试技术能够提高测试的效率和可靠性。
4.规范测试方法：规范测试方法是一种通过应用特定的测试模式和测试向量来进行测试的方法，即通过输入一系列的测试数据来触发电路的不同功能和路径，以检测和验证电路的正确功能和可靠性。
5.模拟仿真和硬件验证：模拟仿真是一种通过运行仿真软件来模拟电路的工作过程和性能的方法，以验证电路的功能和性能。
硬件验证则是通过制造一些原型电路并进行实际的测试和验证来验证电路的可靠性和正确性。
通过以上的设计和验证方法学，可以有效地提高数字集成电路的可测性和可靠性，从而确保电路的正确性和功能性。
集成电路设计中的仿真与验证技术研究
集成电路设计中的仿真与验证技术研究集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是电子技术发展的重要产物，广泛应用于各个领域，如通信、计算机、消费电子等。
在IC设计的过程中，仿真与验证技术是非常关键的环节。
本文将探讨集成电路设计中的仿真与验证技术，并研究其在实际应用中的重要性和挑战。
仿真是指使用计算机模型对电路进行计算和分析，以评估其性能、功能和稳定性。
在集成电路设计中，仿真技术能够有效地验证电路的设计方案，提前发现潜在的问题，并指导后续的设计优化。
仿真技术主要包括数字电路仿真、模拟电路仿真和混合信号仿真。
数字电路仿真主要用于验证逻辑功能、时序和时钟相关的问题。
模拟电路仿真则用于验证电路的性能指标，如增益、频率响应和功耗等。
混合信号仿真则结合数字电路和模拟电路仿真，用于验证数字系统与模拟系统之间的接口和交互。
虚拟仿真平台是集成电路设计中常用的工具，如Mentor Graphics的ModelSim、Cadence的Spectre和Synopsys的VCS等。
这些虚拟仿真平台提供了丰富的仿真功能和库模型支持，可以实现高效、准确的集成电路仿真。
此外，硬件描述语言（Hardware Description Language，简称HDL）也是集成电路仿真中重要的工具。
HDL能够用于描述电路结构、逻辑关系和信号传输等，以便进行仿真和验证。
在集成电路设计过程中，验证是指对电路的功能和性能进行验证，以确保其符合设计要求。
验证旨在检测电路的逻辑错误、时序问题和功能缺陷等，确保电路的稳定性、正确性和可靠性。
验证主要分为静态验证和动态验证两种方式。
静态验证主要通过形式化验证、符号模型检测和定理证明等方法，基于数学建模和逻辑推理来验证电路的正确性。
动态验证则通过仿真和测试等方法，在实际环境中验证电路的功能和性能。
验证技术的研究和应用在安全性和可靠性等方面有着重要的意义。
为了降低芯片设计中可能的风险和成本，集成电路设计人员需要提前进行全面的验证工作。
数字电路实验的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解和掌握数字电路的基本原理和组成。
2. 熟悉数字电路实验设备和仪器的基本操作。
3. 培养实际动手能力和解决问题的能力。
4. 提高对数字电路设计和调试的实践能力。
二、实验器材1. 数字电路实验箱一台2. 74LS00若干3. 74LS74若干4. 74LS138若干5. 74LS20若干6. 74LS32若干7. 电阻、电容、二极管等元器件若干8. 万用表、示波器等实验仪器三、实验内容1. 基本门电路实验（1）验证与非门、或非门、异或门等基本逻辑门的功能。
（2）设计简单的组合逻辑电路，如全加器、译码器等。
2. 触发器实验（1）验证D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发器的功能。
（2）设计简单的时序逻辑电路，如计数器、分频器等。
3. 组合逻辑电路实验（1）设计一个简单的组合逻辑电路，如4位二进制加法器。
（2）分析电路的输入输出关系，验证电路的正确性。
4. 时序逻辑电路实验（1）设计一个简单的时序逻辑电路，如3位二进制计数器。
（2）分析电路的输入输出关系，验证电路的正确性。
5. 数字电路仿真实验（1）利用Multisim等仿真软件，设计并仿真上述实验电路。
（2）对比实际实验结果和仿真结果，分析误差原因。
四、实验步骤1. 实验前准备（1）熟悉实验内容和要求。
（2）了解实验器材的性能和操作方法。
（3）准备好实验报告所需的表格和图纸。
2. 基本门电路实验（1）搭建与非门、或非门、异或门等基本逻辑电路。
（2）使用万用表测试电路的输入输出关系，验证电路的功能。
（3）记录实验数据，分析实验结果。
3. 触发器实验（1）搭建D触发器、JK触发器、T触发器等基本触发电路。
（2）使用示波器观察触发器的输出波形，验证电路的功能。
（3）记录实验数据，分析实验结果。
4. 组合逻辑电路实验（1）设计4位二进制加法器电路。
（2）搭建电路，使用万用表测试电路的输入输出关系，验证电路的正确性。
（3）记录实验数据，分析实验结果。
数电实验——精选推荐
实验一 TTL集成逻辑门的参数测试一、实验目的1、了解TTL与非门各参数的意义。
2、掌握TTL集成门电路的逻辑功能和参数测试方法。
二、实验原理、方法和手段TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门，使用时，必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试，以确定其性能好坏。
本实验主要是对TTL集成与非门74LS20进行测试，该芯片外形为DIP双列直插式结构。
原理电路、逻辑符号和管脚排列如图1-1(a)、(b)、(c)所示。
图1-1 74LS20芯片原理电路、逻辑符号和封装引脚图1. 与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端有一个或一个以上的低电平时，输出端为高电平；只有输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。
(即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
)对与非门进行测试时，门的输入端接逻辑开关，开关向上为逻辑“1”，向下为逻辑“0”。
门的输出端接电平指示器，发光管亮为逻辑“1”，不亮为逻辑“0”。
与非门的逻辑表达式为：Q ABCD2. TTL与非门的主要参数（1）低电平输出电源电流I CCL与高电平输出电源电流I CCH与非门在不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。
I CCL 是指输出端空载，所有输入端全部悬空，（与非门处于导通状态），电源提供器件的电流。
I CCH 是指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，（与非门处于截止状态），电源提供器件的电流。
测试电路如图1-2(a)、(b)所示。
通常I CCL >I CCH ，它们的大小标志着与非门在静态情况下的功耗大小。
导通功耗：P CCL =I CCL ×U CC 截止功耗：P CCH =I CCH ×U CC由于I CCL 较大，一般手册中给出的功耗是指P CCL 。
注意：TTL 电路对电源电压要求较严，电源电压V CC 允许在＋5±10%的电压范围内工作，超过5.5V 将损坏器件；低于4.5V 器件的逻辑功能将不正常。
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测试矢量集（ Test Pattern ）
由一个或多个测试序列组成的测试矢量，测试矢量包含 输入激励和预期的输出响应，以测试一个目标的故障。
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以二输入与非门为例，假设输 入为 A ， B ，输出为 Y ， Y=~(A*B);
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
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4.Scan Specification
用下面的命令定义设计中其中一条扫描链： set_dft_signal -view spec -type ScanDataIn -port SI1 set_dft_signal -view spec -type ScanDataOut -port SO1 set_dft_signal -view spec -type ScanEnable -port SE –active_satate1 set_san_path -view spec C1 -scan_data_in SI1 –scan_data_out S01
仿真技术 静态技术 物理验证
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仿真技术
基于事件的仿真 -- 任何一个输入的变化都 被标记为事件，即常说的功能仿真，精度 高，速度慢。比如 Modelsim, VCS 。 基于周期的仿真 -- 单周期内只检查一次输 入并计算设计的输出逻辑值。速度快，无 时序、毛刺。比如 Cyclone 。 事务级仿真 -- 一堆事件的集合即为事务， 即常说的验证平台。 软硬件协同验证 -- 需要专门的软硬件，成 本高 。
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DFT 常用方法
功能点测试
需在每个测试点增加可控的输入和输出， I/O 增加
扫描测试（基于 D 算法）
结构化的 DFT 技术，全扫描和部分扫描
内建自测试
消除了对 ATE 的存储能力和频率的限制，更具 发展潜力
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D 算法
D 算法是 20 世纪 60 年代 IBM 提出测试 SAF （ stuck-at fault model ，简称 SAF 模型）的， D 算法在没有故障和 有故障的电路之间产生了逻辑的差异（ Discrepan cy ）， D 为 Discrepancy 缩写， D 算法即为差异算法。 经典的 D 算法如下： 1 、瞄准特定的 SAF 。 2 、驱动故障节点为反向值。 3 、把错误传送到输出端口。 4 、记录测试向量，减掉已测试过的故障。
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物理瑕疵和故障模型
1. 开路和短路 2. 金属线之间的电桥 3. 漏源穿通 CMOS 反相器 中的物 理缺陷
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物理故障
逻辑故障
封装引脚间的漏电或短路 芯片焊接点到管脚连线断裂 表面玷污、含湿气 金属层迁移、应力、脱皮 金属层开路、短路 … …
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3.Pre-Scan Check
执行 create_test_protocol 命令 , 生成测试协议 执行 dft_drc 命令，检查设计中有无测试设计规则的违规 。 典型的设计综合规则有： capacitance, transition, and fanout 典型的测试设计规则主要检查 1. 设计中是否有测试违规使得无法插入扫描链 2. 设计中是否有测试违规使得无法捕获数据 3. 设计中是否有测试违规使得测试覆盖率降低
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设计流程
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1.Scan-Ready Synthesis
DFT Compiler
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2.Set ATE Configuration
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2.Set ATE Configuration
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Setting the Effort Level
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7.Post-Scan Check
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8.Estimate Test coverage
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File Output
单一固定故障 延时故障 短路或者开路故障 … …
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单一固定故障： stuck-at fault
固定 1 故障： U0 的输入端 A 固定接在高 电平 上，其值一直为“ 1”
固定 0 故障： U1 的输出端 Y 固定接在 14／6／4 共 102 页 低电平上，其值一直为“ 0”
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5.Scan Preview
执行 preview_dft ： 1. 检查扫描路径的一致性 2. 确定扫描链的数目 3. 分派扫描单元和为扫描单元排次序 4. 加入连接的硬件
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6.Scan Chain Synthesis
执行 insert_dft, • 读取已预览的扫描结构 • 进行所需要的扫描代替 • 插入测试点 • 保证没有竞争 • 连接扫描路径 • 把违规减少到最少
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D 算法
第三步：是把故障效应传送到输出端口，可以在输出端口 观测到其逻辑值，有故障节点的逻辑值通过组合电路后可 能会反向，但是差异还保留着。
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D 算法
第四步：记录向量。成功的测试向量被记录在内 存里，已测试的故障从目标故障的清单里减掉。
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D 算法
第一步：是把某个节点作为测试目标，我们把 U1 的输出 端作为测试的目标，探测它有无 SA0 的故障。
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D 算法
第二步：是通过驱动该节点为相反的值以激活 （ activate ）目标的故障。 输入端口输入逻辑“ 0” ，如 U1 输出没有 SA0 的故 障，其逻辑“ 1” ；如 U1 输出有 SA0 的故障，其 逻 辑为“ 0” 。 可以通过测试其逻辑值来判断值该节点是否 有 SA0 的故障。
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DFT Compiler
Synopsys 公司的集成于 Design Compiler 的先进测试综合工具 独创的“一遍测试综合”技术 功能强大的扫描式可测性设计分析、综合和验 证技术 支持 RTL 级、门级的扫描测试设计规则检查 ，以及给予约束的扫描链插入和优化 启动命令 source /opt/demo/synopsys.env design_vision &
Y 1 1 1 0
A/1 1 0 1 0
A/0 1 1 1 1
B/1 1 1 0 0
B/0 1 1 1 1
Y/0 0 0 0 0
Y/1 1 1 1 1
测试矢量为： 00 1,01 1,10 1,11 0 输入激励 输出响应
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故障覆盖率
可以测试到的故障占总故障的比例。 如果电路的每个节点既可以控制 (controllable) ， 又可观测 (observable) ，那么电路的测试覆盖率就 高。
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可测性基础
什么是可测性设计？ 物理瑕疵及故障模型 单一故障模型： SAF Model 可测性设计常用方法 检测 SAF 的算法： D 算法 测试矢量集 故障覆盖率
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什么是可测性设计？
可测性设计 , Design For Test, 即 DFT 。 为了测试所设计 IC 有没有被正确的制造出 来（测试半导体生产处理过程中的瑕疵，不是 测试芯片设计的对错 ) 。 DFT= 增加芯片逻辑 + 生成测试矢量集（供测 试设备用）
即测试时钟周期为 100ns ，输入端口的数据输入到达时 间为 5ns ，双向端口的数据输入到达时间为 55ns ，输出 端口的数据程序采样（ strobe ）时间为 40ns 。 测试时间参数的设置一般放在 .synopsys_dc.setup 文 件中，也可以包含在 DC 综合脚本文件里。 测试时钟定义了驱动所有扫描触发器的时钟，测试时钟一 般与电路的工作时钟不同，它是由 ATE 提供的，只在测 试时使用。 DFTC 进行设计时，假设 ATE 对芯片做测试 的所有时钟周期是相同的，等于 test_default _period 。
不可控点：冗余电路， 门控时钟 可控，可测 可控，不可测
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业界产品测试方法
ATE ： Automatic Test Equipment
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主要内容
可测性基础 可测性设计工具
验证的必要性 验证方法学介绍 验证工具介绍
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典型流程
动态仿真正确
时序 不满足
Verification is not just very hard, it is very, very hard 没有一个简单的工具可以解决你所有的验证 问题。 (VSIA,Virtual Socket Interface Alliance)