内容简介vlsi测试包括数字、存储器和混合
信号三类电路测试，本书系统地介绍了这三类电路的测试和可测试性
设计。全书共分三个部分。第一部分是测试
基础，介绍了测试的基本概念、测试
设备、测试经济学和
故障模型。第二部分是测试方法，详细论述了组合和时序电路的测试生成、存储器测试、基于dsp和基于模型的模拟与混合信号测试、延迟测试和iddq测试等。第三部分是可测试性设计，包括扫描设计、bist、边界扫描测试、模拟测试总线
标准和基于ip核的soc测试。
本书可作为高等学校
计算机、微电子、电子工程、
无线电及自动控制、
信号处理专业的高年级学生与研究生的
教材和参考书，也可供从事上述领域工作的科研人员参考，特别适合于从事vlsi电路设计和测试的工程
技术人员。
图书目录第一部分测试概论第1章引言1.1测试哲学1.2测试的作用1.3数字和模拟vlsi测试1.4vlsi技术的发展趋势对测试的影响1.5本书范围1.6
习题第2章vlsi测试过程和测试设备2.1如何测试芯片2.1.1测试类型2.2自动测试设备2.2.1advantestmodelt6682测试仪2.2.2ltxfusionate2.2.3多点测试2.3电气参数测试2.4小结2.5习题第3章测试经济学和产品质量3.1测试经济学3.1.1成本定义3.1.2
生产3.1.3成本利润
分析3.1.4可测性设计的经济学3.1.5十倍法则3.2良率3.3测量品质的缺陷等级3.3.1测试数据分析3.3.2缺陷级别评估3.4小结3.5习题第4章故障模型4.1缺陷、错误和故障4.2功能测试与结构测试4.3故障模型的级别4.4故障模型术语表4.5单固定故障4.5.1故障等价4.5.2单固定故障的等价4.5.3故障压缩4.5.4故障支配和检测点定理4.6小结4.7习题第二部分测试方法第5章逻辑与故障模拟5.1用于设计验证的模拟5.2用于测试评估的模拟5.3用于模拟的模型电路5.3.1模型的层次与模拟器类型5.3.2层次连接描述5.3.3mos网络的门级模型5.3.4模拟信号的状态5.3.5时序5.4用于真值模拟的算法5.4.1编码模拟5.4.2事件驱动模拟5.5故障模拟算法5.5.1串行故障模拟5.5.2并行故障模拟5.5.3推演故障模拟5.5.4并发故障模拟5.5.5roth的test-detect算法5.5.6微分故障模拟5.6故障模拟的统计学方法5.6.1故障取样5.7小结5.8习题第6章可测试性度量6.1scoap可控制性和可观测性6.1.1组合scoap度量6.1.2组合电路的例子6.1.3时序scoap度量6.1.4时序电路的例子6.2高层次可测试性度量6.3小结6.4习题第7章组合电路测试生成7.1算法与表示7.1.1结构测试与功能测试7.1.2自动测试矢量生成器的定义7.1.3搜索空间的抽象7.1.4算法完备性7.1.5atpg代数7.1.6算法类型7.2冗余识别7.3全局测试问题7.4定义7.5重要的组合atpg算法7.5.1d运算和d算法（roth）7.5.2podem（goel）7.5.3fan（fujiwara和shimono）7.5.4高级算法7.6测试生成系统7.7测试矢量压缩7.8小结7.9习题第8章时序电路的测试矢量生成8.1单时钟同步电路的atpg8.1.1一个简化的问题8.2时间帧展开方法8.2.1九值逻辑的使用8.2.2时间帧展开方法的发展8.2.3近似方法8.2.4时间帧展开方法的实现8.2.5时序atpg的复杂度8.2.6无循环电路8.2.7循环电路8.2.8时钟故障和多时钟电路8.2.9异步电路8.3基于模拟的时序电路atpg8.3.1contest算法8.3.2遗传算法8.4小结8.5习题第9章存储器测试9.1存储器密度和缺陷的趋势9.2概念9.3故障9.3.1故障表示9.3.2失效机理9.4存储器测试层次9.5march测试符号9.6故障模型9.6.1诊断与测试需要9.6.2简化的功能故障9.6.3故障模型与
物理缺陷之间的关系9.6.4多故障模型9.6.5故障的频率9.7存储器测试9.7.1采用march测试矢量的功能ram测试9.7.2测试ram相邻矢量敏感故障9.7.3测试ram技术和与版图有关的故障9.7.4ram测试层次9.7.5cacheram芯片测试9.7.6功能rom芯片测试9.7.7电参数测试9.8小结9.9习题第10章基于dsp模拟和混合信号测试10.1模拟和混合信号电路趋势10.2定义10.3基于dsp的功能测试10.3.1概念10.3.2基于dsp测试仪的机理10.3.3波形综合10.3.4波形采样和数字化10.4静态adc和dac测试方法10.4.1传输参数与本征参数10.4.2理想adc的不确定性和失真10.4.3dac转移函数误差10.4.4adc转移函数误差10.4.5flashadc测试方法10.4.6dac测试方法10.5采用傅里叶变换实现仿真
仪器10.5.1傅里叶电压计10.5.2采用非相干采样的模拟器件测试10.5.3相干多音测试10.5.4ate矢量操作10.6codec测试10.6.1codec性能测试的考虑10.6.2codec测试10.7动态flashadc测试fft方法10.8高级方法10.8.1事件数字化10.8.2随机噪声测量10.9小结10.10习题第11章基于模型的模拟和混合信号测试11.1模拟测试的困难11.2模拟故障模型11.3抽象级11.4模拟测试类型11.5模拟故障模拟11.5.1动机11.5.2非线性电路的dc故障模拟11.5.3线性模拟电路ac故障模拟11.5.4蒙特卡罗模拟11.6模拟自动测试生成11.6.1采用灵敏度atpg11.6.2采用信号流图atpg11.6.3其他方法11.7小结11.8习题第12章延迟测试12.1延迟测试问题12.2路径延迟测试12.2.1组合电路测试生成12.2.2电路中的路径数12.3转换故障12.4延迟测试方法12.4.1慢时钟组合测试12.4.2增强扫描测试12.4.3正常扫描时序测试12.4.4可变时钟非扫描时序测试12.4.5额定时钟非扫描时序测试12.5延迟测试实际考虑12.5.1全速度测试12.6小结12.7习题第13章iddq测试13.1动机13.2iddq测试检测的故障13.3iddq测试方法13.3.1iddq故障覆盖率标准13.3.2从固定故障测试集选择iddq测试矢量13.3.3仪器问题13.3.4电流阈值设定13.4iddq测试有效性综述13.5iddq测试的局限性13.6艻ddq测试13.7iddq内建电流测试13.8iddq可测试性设计13.9小结13.10习题第三部分可测试性设计第14章数字电路dft和扫描设计14.1特定的dft方法14.2扫描设计14.2.1扫描设计规则14.2.2扫描电路的测试14.2.3多重扫描寄存器14.2.4扫描设计的开销14.2.5设计自动化14.2.6扫描的物理设计与时序验证14.3部分扫描设计14.4扫描的变种14.5小结14.6习题第15章内建自测试15.1bist的经济性情况15.1.1芯片/电路板面积费用与测试仪费用15.1.2芯片/电路板面积费用与系统停机时间费用15.2随机逻辑bist15.2.1定义15.2.2bist过程15.2.3bist测试矢量生成15.2.4bist响应压缩15.2.5内建逻辑块观察器15.2.6按时钟测试bist系统15.2.7按扫描测试bist系统15.2.8循环自测试路径系统15.2.9电路初始化15.2.10器件级bist15.2.11测试点的插入15.3存储器bist15.3.1定义15.3.2march测试srambist15.3.3使用misr的srambist15.3.4相邻矢量敏感故障测试drambist15.3.5透明存储器bist测试15.3.6复杂的例子15.4延迟故障bist15.5小结15.6习题第16章边界扫描标准16.1目的16.1.1标准的用途16.2边界扫描的系统结构16.2.1tap控制器和端口16.2.2边界扫描测试指令16.2.3标准对管脚的限制16.3边界扫描描述语言16.3.1bsdl描述的成分16.3.2管脚描述16.4小结16.5习题第17章模拟测试总线标准17.1模拟电路的可测试性设计17.2模拟测试总线17.2.1目标模拟故障17.2.2模拟测试访问端口17.2.3测试总线接口电路17.2.4模拟边界模块17.2.51149.4标准的指令17.2.6其他1149.4标准的特性17.3小结17.4习题第18章系统测试和基于核的设计18.1系统测试问题的定义18.2功能测试18.2.1微处理器测试18.3诊断测试18.3.1故障字典18.3.2诊断树18.3.3系统测试举例18.4可测试系统设计18.5基于核的设计和测试外壳18.6系统芯片的测试体系结构18.7完整的设计与测试方法18.8小结18.9习题第19章测试的未来附录a循环冗余码
理论附录b级数从1到100的本原多项式附录c有关测试的书籍参考文献
序言/前言译者序随着集成电路设计与加工技术的飞速发展，超大规模集成电路（vlsi）的测试已经成为一个越来越困难的问题，测试和可测试性设计的理论与技术已经成为vlsi领域中的一个重要研究方向，在理论和实践方面都有十分突出的价值。这一领域中的书籍和
论文也层出不穷，michaell.bushnell和vishwanid.agrawal两位教授合著的本书就是其中比较全面和优秀的一本著作，所以在我们的建议下，电子工业出版社决定将这本著作翻译出版，希望能对国内相关的技术人员有一定帮助。本书系统地介绍了数字、存储器和混合信号vlsi系统的测试和可测试性设计。它是根据原作者多年的科研成果和教学实践，结合国际上关注的
最新研究热点，并参考大量的文献撰写而成的。全书共分三部分19章，第一部分是测试概论，介绍了测试的基本概念、测试设备、测试经济学和故障模型等。第二部分是测试方法，详细论述了组合和时序电路测试生成、存储器测试、基于dsp和基于模块的模拟和混合信号测试、延迟测试和iddq测试等。第三部分是可测试性设计，包括扫描设计、bist、边界扫描测试、模拟测试总线标准和基于ip核的soc测试等。本书反映了当今vlsi测试的研究现状和发展趋势，它是第一本全面覆盖数字、存储器和混合信号电路测试的专著和教科书。本书可作为高等学校计算机、微电子、电子工程、
无线电及自动控制、信号处理专业高年级学生和研究生的教材和参考书，也可供从事上述领域工作的科研人员参考，特别适合于从事vlsi电路设计和测试的工程技术人员使用。本书的翻译分工如下：王新安负责第1~6章的翻译；冯建华负责第7章、第9~13章的翻译，并对第1~6章进行了审校；蒋安平负责第8章、第14~19章以及前言、附录的翻译，并对第7章进行了审校。北京大学微电子学研究院02级硕士研究生中也有很多同学参与了部分章节的初稿翻译工作，这里恕不一一列出他们的姓名。在本书的翻译出版过程中，一直得到了纽约城市大学陈星浩教授的大力帮助，他向我们推荐了这本著作，并帮助我们与原著作者进行了沟通；北京大学信息科学技术学院的各位领导给予了我们多方面的关心、鼓励和帮助。在此谨向为本书的翻译与出版付出辛勤劳动的各位老师、领导、同事、同学致以衷心的感谢。由于译者水平所限，在翻译中难免有错误或不妥之处，真诚希望各位读者在阅读本书时能将发现的错误及时告知，以便再版时能订正。译者apjiang@ime.pku.edu.cnfengjh@ime.pku.edu.cnwangxa@szpku.edu.cn前言
现代电子测试已有40年的历史，在此期间，测试的专业人员举行过一些大型会议和许多专题学术研讨会，有一本专业期刊，并且在测试方面有一百多种书籍。但是仅在少数几所大学开设了测试方面的完整课程，而且主要是由对这个领域有研究兴趣的大学教授开设的。显然，在大多数教授还是学生的时候，他们没有学习过电子测试方面的课程。除了计算机工程的课程太多以外，缺少电子测试课程的主要原因是缺乏合适的教材。半导体器件工艺、电路设计和电子测试是vlsi的基础课程。因此，在计算机工程的课程中，基础课程需要安排在应用课程之前讲授。vlsi领域已经扩展到了系统芯片（systems-on-a-chip），其中包括数字、存储器和混合信号子系统。据我们所知，这是第一本包括所有这三种类型电子电路的教材。我们为大学本科的电子测试基础课编写了这本教材。作为一学期的课程，它的内容显然是太多了，教师可根据需要从中选择。我们不想限制教师的选择自由，因为选择可能依赖于个人的专长和兴趣。除此之外，一本内容丰富的书对其所有者来说，其好处是即使在课程结束后，它仍然是有用的。我们同样考虑了其他三类读者的需求。第一类是工程师，他们在毕业后从事各种类型的电子硬件设计、测试或
制造工程。本书第一部分和第三部分侧重于面向设计的工程需求，而第一部分和第二部分着重于面向测试的工程需求。第二类是选择vlsi设计课程的学生，他们还没有学习有关测试的课程。第一部分和第三部分能满足他们的需求。第三类是研究生和从事研究的学生，他们会找到完全覆盖各种主题的内容，并且在因为篇幅限制而省略高级
材料的地方有指向参考文献的索引。图1.6给出了阅读本书的几种方法。1999年，在国际测试会议的一次主题为“在vlsi设计过程中提高测试覆盖率”的讨论会上，一个来自微电子工业界的与会者提出的希望研讨的问题可概括为：测试经济学、典型的半导体缺陷、简单测试图形覆盖率、系统芯片设计的结构化可测试性设计方法（扫描、边界扫描、bist）、自动测试设备（限制和费用）、经挑选的高级主题（iddq和延迟故障）。在写这本书时，我们一直牢记这个列表，并且希望讲授vlsi设计和电子测试课程的教师也是这样。我们都非常了解软件
调试和硬件设计验证的不完善性，我们也没有采用形式化的方法验证书中的材料。尽管我们付出很大努力来消除错误，但是不能保证读者不会发现错误。我们将非常感激那些告诉我们任何错误的读者。我们将通过网站使所有的读者都可以利用这样的勘误表，直到出版商给我们机会改正错误并给予发现错误的读者应得的感谢。在过去的10年里，我们在rutgers大学讲授了一门有关测试的课程。和这门课的学生以及硕士、博士研究生的交流对我们关于该学科的理解具有非常大的影响，我们非常感谢他们。特别要提到的是
2000年春季班的学生，他们使用了本书的草稿，并提出了修正和改进的意见。我们对于贝尔试验室和rutgers大学的同事的建议和讨论表示感谢。世界范围内的测试专业人员给予了格外的热心和支持。我们要感谢的部分人员包括：mironabramovici,prathimaagrawal,markbarber,shawnblanton,amybushnell,tapanchakraborty,srimatchakradhar,xinghaochen,dochanc.choi,rickchruscial,dondenburg,jos*desousa,shaunerickson,davidfessler,hideofujiwara,paulglick,johnhayes,michaelhsiao,jamesjacob,neilkelly,billkish,kozokinoshita,cliffmiller,kenlanier,yuhaima,pinakimazumder,karenpanetta,januszrajski,elizabethrudnick,manojsachdev,kewalsaluja,sharadseth和lakshmanyagati。还要感谢出版商carlharris，他总是激励我们前进，并能忍耐对时间的延期。我们感谢贝尔试验室的研究主管alaho,dennisritchie和tomszymanski，以及rutgers大学的daviddaut和jimflanaga的支持。也要感谢ltx公司、advantest公司、samsung电子有限公司、ibm和lucenttechnologies在为本书提供数据方面的通力合作。在描述技术贡献方面，我们尽最大努力来正确引证。对于发现他们的工作被不正确地引用的人，我们请求他们的原谅，因为这些由于我们的疏忽而引起的错误并不是故意的。我们已经改正了第一次印刷中发现的很多错误。我们要感谢在rutgers大学2001年春季班的学生，特别是xiaoliu,shuosheng和liangzhang，他们指出了错误。我们要衷心感谢提供了帮助的很多其他的读者，包括：credence的mikebalster和gordonrobinson，ageresystems的kanadchakraborty以及wisconsin大学的yongkim。基于本书的一套完整的讲稿（powerpoint幻灯片）可以从我们的网站获得。michaell.bushnell
vishwanid.agrawalbushnell@caip.rutgers.edu
va@agere.comhttp://www-caip.rutgers.edu/
http://cm.bell-labs.com/~bushnell/rutgers.html
cm/cs/who/va作者简介michaell.bushnell是美国rutgers大学电子与计算机工程系的正教授和董事会研究会员。他于1975年在麻省理工学院获得学士学位，并分别于1983年和1986年在卡内基梅隆大学获得硕士和博士学位。1983年他入选美国电子协会才能发展计划（facultydevelopmentprogram），并获得过卡内基梅隆大学杰出毕业生教学奖。bushnell还是美国国家自然科学基金的总统青年研究员。他最近在vlsicad上的研究方向是串行和分布式计算机上的数字、模拟和混合信号电路的自动测试码模式生成、延迟故障的内建自测试、故障模拟、可测试性综合和低功耗设计等。他是journalofelectronictesting:theoryandapplications杂志编委会成员，并曾担任1995年和1996年internationalconferenceonvlsidesign印度年会程序委员会的联合主席。vishwanid.agrawal现在是贝尔实验室（lucenttechnologies公司的研发机构）计算科学研究中心的杰出科学家，也是rutgers大学电子与计算机工程系的客座教授。他于1960年在印度allahabad大学获理学学士学位，1964年在印度roorkee大学获得（荣誉）工学学士学位，1966年在印度科学研究所获硕士学位，1971年在美国伊利诺斯大学获得电子工程博士学位。他最近的研究方向是测试、可测试性综合和并行算法。他是journalofelectronictesting:theoryandapplications的主编和ieeedesign&testofcomputers杂志的原主编。1993年，他获得伊利诺斯大学杰出校友奖。1998年，由于对电子测试领域的创造性贡献，他获得了ieee计算机协会harryh.goode纪念奖。
