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2023 | Buch

Einführung Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Design für Testbarkeit, Fehlersuche und Zuverlässigkeit

Maßnahmen der nächsten Generation unter Verwendung formaler Techniken

verfasst von: Sebastian Huhn, Rolf Drechsler

Verlag: Springer International Publishing

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

In diesem Buch werden mehrere neue Ansätze vorgestellt, die den Weg für die nächste Generation integrierter Schaltungen ebnen, die auch in sicherheitskritischen Anwendungen erfolgreich und zuverlässig integriert werden können. Die Autoren beschreiben neue Maßnahmen zur Bewältigung der steigenden Herausforderungen im Bereich des Designs für Testbarkeit, Fehlersuche und Zuverlässigkeit, die für moderne Schaltungsentwürfe unbedingt erforderlich sind. Insbesondere werden in diesem Buch formale Techniken wie das Satisfiability (SAT)-Problem und das Bounded Model Checking (BMC) kombiniert, um die entstehenden Herausforderungen in Bezug auf die Zunahme des Testdatenvolumens, die Testanwendungszeit und die erforderliche Zuverlässigkeit zu bewältigen. Alle Methoden werden detailliert diskutiert und unter Berücksichtigung von industrie-relevanten Benchmark-Kandidaten ausführlich evaluiert. Alle Maßnahmen wurden in ein gemeinsames Framework integriert, das standardisierte Software/Hardware-Schnittstellen implementiert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Einführung
Zusammenfassung
Seit mehreren Jahren zielt das Design und die Herstellung von ICs nicht mehr darauf ab, Geräte zu produzieren, die eine bestimmte Aufgabe erfüllen. Stattdessen werden hochkomplexe Anwendungsszenarien anvisiert, die mehrere heterogene Funktionen erfordern, die gleichzeitig auf einem Chip implementiert werden müssen. Zu diesem Zweck wurden erfolgreich SoC-Designs entwickelt, die mehrere verschachtelte Module enthalten, was zwangsläufig zu einer zunehmenden Komplexität im Sinne der Transistoranzahl führt. Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist die fortlaufende Reduzierung der Merkmalsgröße des verwendeten Technologieknotens, was impliziert, dass ein einzelner Transistor stark verkleinert wird.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler

Grundlagen und vorherige Arbeiten

Frontmatter
Kapitel 2. Integrierte Schaltkreise
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt die grundlegenden Prinzipien des IC-Designs und -Tests ein. Darüber hinaus werden Messungen vorgestellt, die sicherstellen, dass das spätere IC-Design ein hohes Maß an Testbarkeit und Zuverlässigkeit aufweist, wenn dies für die beabsichtigte Anwendung erforderlich ist. Insbesondere wird das abstrakte Schaltungsmodell in Abschn. 2.1 präsentiert und die Prinzipien des Schaltungstests werden in Abschn. 2.2 beschrieben. Dies beinhaltet den Strukturtest in Abschn. 2.2.1 und den Funktionstest in Abschn. 2.2.2.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler
Kapitel 3. Formale Techniken
Zusammenfassung
Dieses Kapitel führt verschiedene formale Techniken ein, die in Teil II dieses Buches verwendet werden und daher für dessen Verständnis erforderlich sind. Die beschriebenen formalen Techniken umfassen das SAT-Problem und das BMC. Darüber hinaus wird das Konzept eines FSM sowie eines BDD als symbolisches Modell vorgestellt.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler

Neue Techniken für Test, Debugging und Zuverlässigkeit

Frontmatter
Kapitel 4. Eingebettete Kompressionsarchitektur für Testzugang
Zusammenfassung
Seit den letzten Jahren hat sich das Profil der funktionalen Anforderungen an ICs erheblich verändert. Die ICs sind nicht mehr nur für dedizierte Funktionen gedacht, sondern sie sind so konzipiert, dass sie mehrere umfassende Aufgaben gleichzeitig bewältigen können. Dies führt zu komplexen SoC-Designs, die mehrere verschachtelte Module enthalten und somit eine große Anzahl von Transistoren aufweisen.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler
Kapitel 5. Optimierung SAT-basiertes Retargeting für eingebettete Kompression
Zusammenfassung
SoCs werden nun weit verbreitet in der Halbleiterindustrie eingesetzt, um die anspruchsvollen funktionalen Anforderungen der heutigen Anwendungsszenarien zu erfüllen. Dies führt unweigerlich zu einer höheren Testkomplexität, da umfassende Testszenarien für die funktionale Verifikation berücksichtigt werden müssen.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler
Kapitel 6. Rekonfigurierbare TAP-Controller mit eingebetteter Kompression
Zusammenfassung
Die Anwendung formaler Techniken im Rahmen des Retargeting-Verfahrens bietet einen leistungsstarken Mechanismus zur Bestimmung der vorteilhaftesten – im Sinne von TDV- und TAT-Reduzierung – komprimierten Testdaten D sowie einer Konfiguration C. Dieser Ansatz funktioniert gut für kleine und mittelgroße Testdatenvolumen, allerdings ist die maximale Größe der Testdaten, die verarbeitet werden können, streng begrenzt.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler
Kapitel 7. Eingebettete Mehrkanal-Testkompression für Tests mit niedriger Pin-Anzahl
Zusammenfassung
Die neuesten Errungenschaften im Bereich Design und Herstellung von ICs ermöglichen völlig neue Anwendungsszenarien. Beispielsweise integriert die neueste Generation von elektronischen Steuergeräten eine große Anzahl von anspruchsvollen onboard ICs, um fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme zu implementieren.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler
Kapitel 8. Verbesserte Zuverlässigkeit durch formale Techniken
Zusammenfassung
Mehrere Durchbrüche auf dem Gebiet des Entwurfs, der Herstellung und des Tests von integrierten Schaltkreisen ermöglichten die Implementierung von hochkomplexen ICs. Diese ICs erfüllen mehrere missions- oder sogar sicherheitskritische Aufgaben gleichzeitig und folgen dabei einem hochkomplexen funktionalen Verhalten.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler
Kapitel 9. Schlussfolgerung und Ausblick
Zusammenfassung
Die Integration von DFT-Maßnahmen ist streng erforderlich beim Entwerfen von hochmodernen ICs, um unter anderem sicherzustellen, dass eine gute Testbarkeit im resultierenden Design vorherrscht. Diese Testbarkeit ermöglicht die Durchführung von hochwertigen Fertigungstests, die ein gewisses Vertrauensniveau bieten, dass während des Fertigungsprozesses keine Fehler aufgetreten sind, die die Korrektheit des funktionalen Verhaltens potenziell beeinträchtigen könnten.
Sebastian Huhn, Rolf Drechsler
Backmatter
Metadaten
Titel
Design für Testbarkeit, Fehlersuche und Zuverlässigkeit
verfasst von
Sebastian Huhn
Rolf Drechsler
Copyright-Jahr
2023
Electronic ISBN
978-3-031-45319-9
Print ISBN
978-3-031-45318-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-45319-9

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