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随着微电子和半导体技术的飞速发展,电路的集成度和复杂度越来越高,使其测试面临着越来越多的困难。为解决这个问题,一些新的测试方法和理论应运而生,它们和可测试性设计技术一起极大地促进了IC测试业的发展。一方面,作为传统电压测试技术和静态电流IDDQ测试技术的有效补充,动态电流IDDT测试以其强大的故障检测能力越来越受到人们的青睐。另一方面,边界扫描技术作为工业领域可测试性设计的主流技术,其标准也从最初的IEEE1149.1开始得以不断完善,现已形成IEEE1149.x系列标准。 本文结合边界扫描技术,以基于积分的动态电流测试理论为基础,提出了一种改进的支持边界扫描标准的动态电流测试结构。本设计的出发点为:通过实现边界扫描技术和动态电流测试技术的有效结合,一方面,可以继承边界扫描技术自身在改善系统可测试性和实现自动测试方面的优势;另一方面,在需要时,还可以发挥动态电流测试在参数测试等方面的长处以弥补电压测试的不足,从而有效地提高故障覆盖率及电路的性能。具体实现思路为:在兼容IEEE1149.1标准的基础之上,通过增加自定义的IDDT指令和设计IDDT控制器扩展其功能以实现其对动态电流测试的支持。这样,所设计的测试结构既能实现正常的边界扫描测试功能,又能在自定义IDDT指令和所设计IDDT控制器的配合下方便地实现动态电流测试。当被测内核电路处于测试状态时,在测试结构外部测试总线控制器和内部TAP控制器的控制下,充分利用所设计测试结构中的边界扫描链,可方便地实现测试向量的自动施加和测试结果数据的自动捕获输出。动态电流测试时,在TAP控制器的配合下,通过自定义的IDDT指令和所设计的IDDT控制器,可方便地实现动态电流测试的初始化、启动、测试结果采样和IDDT测试结构的关闭等操作。测试结构总体设计分模拟和数字两部分内容,模拟部分主要包括积分电路、模拟开关、电压比较器和电平转换器等,数字部分主要包括边界扫描基本结构、IDDT控制器及寄存器等。本文基于AMI0.5um工艺参数设计了所提出的动态电流测试结构的模拟部分并对其进行了分模块仿真和整体验证,仿真验证结果表明所设计测试结构的模拟部分达到了设计的功能要求,能有效地实现动态电流测试;对数字部分采用基于标准单元的方法进行了设计,并分模块给出了所设计测试结构的仿真验证结果。在数字部分边界扫描结构的设计中,自定义了4条用于动态电流IDDT测试的指令;此外,提出并实现了一种改进的边界扫描单元结构以适应在边界扫描环境下进行动态电流测试的实际需求。 本文分别在HSpice和ModelSim SE6.1b环境下对所设计测试结构的模拟和数字两部分进行了仿真验证。从仿真的结果来看,所设计测试结构各模块实现了其设计功能,达到了预定的设计目标,并为后续的研究工作奠定了基础。