VLSI测试中的与门与或门故障检测率及可测性设计详解

在"与门和或门节点故障的故障检测率-国科大-模式识别-2018期末试题"中，讨论的主题集中在超大规模集成电路（VLSI）设计中的故障检测策略。VLSI测试方法学和可测性设计是这个领域的重要组成部分，它关注的是如何确保集成电路在制造过程中及后期使用中的可靠性。 该试题探讨了与门和或门电路中，特别是它们的输入节点在出现故障时的故障检测率。作者通过分析单个输入节点(s-a-0)故障的概率e和故障检测率dpf_k，展示了如何估计这些基本逻辑门的故障影响。例如，对于四输入的与门，当有1/2的输入节点故障时，其d(0)故障检测率等于2ip - x，而四输入的或门则有所不同，其d(0)故障检测率为1/2 * (2ip - x)。 由于电路故障的复杂性和故障传播效应，通常只考虑单个故障的情况，因为全面分析多故障情况会极其复杂。这表明在VLSI设计中，优化故障检测机制是对性能和成本进行权衡的关键因素。 表8.1提供了与门和或门的故障检测率的具体数值，这对于理解和评估电路在实际应用中的健壮性至关重要。这种故障检测能力不仅适用于电路设计阶段，也适用于后续的模拟、测试和分析过程中，如内建自测试（ Built-in Self-Test, BIST）、IDDQ测试、随机和伪随机测试等。 VLSI测试方法学和可测性设计是一门涵盖广泛的知识领域，包括电路测试的基本概念，数字电路的描述和模拟，组合电路和时序电路的测试生成方法，专用可测性设计原则，如边界扫描和内存电路的可测性设计。此外，书中还涉及现代测试技术，如M序列相关的测试生成方法，以及数据压缩结构在可测性设计中的应用。 这道试题深入剖析了VLSI设计中的关键问题，旨在提升设计者和专业人士对故障检测的理解和实践能力，对于保证电子设备的可靠性和高效运行具有重要意义。通过学习这些内容，学生和工程师能够更好地应对复杂的电路系统，并在设计和维护过程中实施有效的故障检测策略。