一種針對多級串聯(lián)模擬電路的可測性設(shè)計技術(shù)

摘要：隨著集成電路的發(fā)展，測試難度的增加，可測試性設(shè)計也越來越重要。針對串聯(lián)結(jié)構(gòu)的模擬電路提出一種可測性設(shè)計結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)大大提高了電路內(nèi)系統(tǒng)模塊的可測試性，減少了需要額外引出的I／O數(shù)，同時不隨內(nèi)部模塊數(shù)的增加而增加，并且可以與數(shù)字電路的邊界掃描技術(shù)相兼容，通過在Cadence下仿真，證明了該結(jié)構(gòu)簡單有效。
關(guān)鍵詞：可測性設(shè)計；邊界掃描；模擬電路；測試

0 引言
集成電路的生產(chǎn)成本以測試開發(fā)、測試時間以及測試設(shè)備為主。模擬電路一般只占芯片面積的10％左右，測試成本卻占總測試成本的主要部分。所以，削減模擬部分的測試成本將有利于芯片的設(shè)計與生產(chǎn)。數(shù)字電路有很多成熟的可測性設(shè)計技術(shù)(design fortest，DFT)，模擬電路測試還未發(fā)展到如此成熟，缺乏完善的模型進(jìn)行自動化測試。隨著集成電路的發(fā)展，混合信號芯片功能越來越復(fù)雜，但芯片I／O口數(shù)量跟不上芯片發(fā)展的規(guī)模，導(dǎo)致很多電路節(jié)點變得不可控制或(與)不可觀察，加大了測試工作的難度。
典型模擬電路有放大器、濾波器等各種線性和非線性電路，通常包含若干串聯(lián)結(jié)構(gòu)的模塊。本文從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，針對串聯(lián)結(jié)構(gòu)電路提出一種可測性設(shè)計方案，增加較少的I／O口，使外部測試設(shè)備可以控制觀察內(nèi)部的各個模塊，這些增加的。I／O數(shù)目不隨內(nèi)部模塊數(shù)目而變化，同時該結(jié)構(gòu)還可以兼容邊界掃描技術(shù)。

1 系統(tǒng)級的可測性設(shè)計
1．1 控制觀察模塊
控制觀察模塊(control observe module，COM)的等效模型如圖1(a)所示。由開關(guān)1、開關(guān)2、開關(guān)3上的高低電平組成模塊工作的指令碼(Instruction Code)。如圖1(b)分別有透明模式，測試觀察模式和測試輸入模式?？刂七@三種模式的指令碼分別為010，100，001。可使系統(tǒng)電路和嵌入式模塊間建立各種通路連接方式。

1．2 基本原理
如圖2所示，In是原始輸入端，Out是原始輸出端，在M1(模擬電路模塊1)、M2(模擬電路模塊2)和M3(模擬電路模塊3)之間插入COM，AB1和AB2是測試端口，其中AB1為COM觀察輸出端，AB2為COM控制輸入端，IR(指令寄存器)與COM模式端連接，所有IR串聯(lián)連接，在clk作用下串行輸入指令碼，rst為置零端。

當(dāng)COM1和COM2為透明模式時，輸入In的信號經(jīng)M1，M2和M3到輸出Out，測試整個通路，指令碼為O10010：
當(dāng)COM1為測試觀察模式，COM2為測試控制模式時，由通路In→M1→COM1→AB1可以單獨測試M1，由通路AB2→COM2→M3→Out可以單獨測試M3，指令碼為100001；