马华泽

摘 要集成电路在现代生活中占有极其重要的地位，可测试性是集成电路发展过程中十分重要的一个方面。本文从集成电路测试的作用和特点出发，分析了集成电路可测试性的设计方法以及实现过程，所得结果可以作为相关方面的参考。

【关键词】集成电路 可测试性 测试 设计

1 前言

随着经济社会的不断发展，集成电路的应用越来越广泛，在经济生活中的地位也越来越重要。集成电路从出现至今，也才不过几十年的历史，但是已经深入到国民经济的方方面面，也与我们的生活密不可分。一般而言，集成电路主要包括设计、生产、封装和测试四个方面，其中集成电路测试贯穿在集成电路应用的全过程，是实现集成电路产品高质量的重要保证。因此，测试在集成电路生产过程中占有十分重要的位置。集成电路的测试不同于常规的电路检测，测试过程要复杂得多，而且对测试效率的要求也更高，尤其是可测试性，更是一个崭新的问题。因此，需要深入研究集成电路的可测试性。

2 集成电路测试的作用和特点

由于集成电路的特殊性，其测试具有的作用是不言而喻的，因此，任何集成电路生产出来后都要进行测试。

2.1 集成电路测试的作用主要包括以下方面

2.1.1 验证设计的正确性

由于集成电路的规模日益庞大，设计也越来越复杂，因此只有经过相应的测试才能检验集成电路设计的正确与否，这也是测试的首要作用。

2.1.2 检验产品的可靠性

由于集成电路的复杂性，其每一个环节都可能出现错误，并由此导致产品的不合格。因此，集成电路产品只有经过严格的测试后才能出厂。

2.1.3 降低运行维护的成本

由于集成电路在运行过程中不可避免的会出现故障，为了尽快查找故障，也需要进行相应的测试。这样的测试可以定期或者不定期的进行，结合测试的结果进行相应的维护，这样就可以降低运行维护的成本。

2.2 由于集成电路不同于普通的电路，因此集成电路的测试也具有其自身的特点，主要包括这样两个方面

2.2.1 集成电路测试的可控性

对一个完整的集成电路而言，只要给定一个完备的输入信号，一般都会有一个完备的输出信号相对应。也就是说，集成电路的输入和输出信号之间存在着某种映射关系，因此，可以根据信号的对应关系得到相应的逻辑。也就是说，这样的测试是可控的。

2.2.2 集成电路测试的可测试性

集成电路的设计，是要实现一定的逻辑行为功能。如果一个集成电路在设计上属于优秀，从理论上可以实现对应的逻辑行为功能，但却无法用实验结果加以证明，那么这个设计是失败的。因此，可测试性对于集成电路来说是十分重要的。可测试性就是指集成电路的逻辑行为能否被观察到，也就是说，测试结果必须与集成电路的逻辑结构相对应。

3 集成电路可测试性的设计方法

可测试性设计是一项十分重要的工作，它是指集成电路在设计出来之后要便于测试，这样可以降低测试的难度和成本。由于集成电路在封装完成后，内部的节点不能被外部接触，因此节点上的故障不容易检测，所以要提高集成电路的可测试性。在这个过程中，主要通过结构设计来完成集成电路的功能设计，以此来提高集成电路内部节点的可观测性和可控制性，从而实现可测试性设计。一般来讲，有三种方法，即功能点测试、扫描测试和内建自测试。

3.1 功能点测试

功能点测试是针对已经生产出来的集成电路而提出来的，他主要用于某些单元的测试。功能点测试也有很多种方法，可以采用条块化分割、功能块分布以及网状结构等，每种方法都有各自的优缺点。条块化分割虽然简单方便，但是不利于系统的集成，费用也会增加。功能块分布虽然可以增加测试点，但是会增加输入输出端口，而且还要设计各种模块，一般只能提高集成电路的可控制性。网状结构基本上综合了上述两种方法的优点，可以比较方便的进行测试，但是它的缺点在于布局过于复杂，效率不高。

3.2 扫描测试

扫描测试是指通过建立一个寄存器链来测试集成电路的方法。在建立寄存器链的过程中，需要将集成电路中的寄存器全部串联起来，并将时序元件和组合元件分隔开来，这样在测试的时候，就可以将外部输入端通过移位寄存链扫描进集成电路内部，增加了集成电路的可控制性。另一方面，所产生的响应也可以通过移位寄存链扫描输出，增加了集成电路的可观测性。根据扫描的方式，扫描测试大致可分为三种，即全扫描测试、部分扫描测试和边界扫描测试，每种方式都各有优缺点。全扫描测试的优点是可以全面地测试集成电路，缺点是效率不高。部分扫描测试的优点是可以降低测试的费用，缺点是有可能会漏掉部分故障。边界扫描测试基本上综合了前面的优点，在全面测试集成电路的基础上也提高了效率，缺点是设计比较复杂。

3.3 内建自测试

相对于前面两种测试方法，内建自测试的主要工作是想办法在集成电路内部进行测试，即整个测试工作在集成电路内部完成。在建立内建自测试的过程中，需要将集成电路划分成很多个小块，测试工作针对每个小块进行。这样做的最大优点就是不需要从集成电路外部进行测试，并且随时可以进行在线测试，还可以通过一定的软件进行控制，十分方便。

4 集成电路可测试性的实现过程

从集成电路可测试性的设计方法可以看出，要实现集成电路的测试，可以有多种途径，但是每种方法都有其适用性，因此需要根据具体情况来进行相应的设计和选择。另外，随着科技的不断发展，也有不少公司开始推出多种实用的测试工具，比如Mentor公司的Fast scan可以用于全扫描测试；Flex test则可以用于部分扫描测试；BSD Architect可以用来进行边界扫描测试。只要综合运用好这些相应的工具，就可以实现集成电路的可测试性。

5 结束语

集成电路可测试性是一项十分重要而又复杂的工作，需要进行精心的设计，也需要通过一定的工具来实现。另外，随着集成电路规模与功能复杂性的不断提高，使得可测试性设计面临更大的挑战，这就需要我们进行更加深入的研究。

参考文献

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作者单位

吉林大学 吉林省长春市 130000