CN105137321B - 一种基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法，应用于对经过基于编码的测试数据压缩方法压缩后的测试数据进行进一步压缩，首先对压缩后的测试数据进行分组，然后使分组后的不兼容的测试向量之间能够近似兼容，最后根据兼容的测试向量进一步压缩测试数据。本发明相比现有技术具有以下优点：无需改变被测试的电路结构，尤其是电路中扫描链的结构。在对测试数据压缩之后再考虑分组测试向量间近似兼容性的测试数据压缩，这样可以根据兼容性的分组测试向量来压缩测试数据，使压缩后的测试数据更易于压缩，提高编码效率，减少测试数据体积。

Description

一种基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试技术，特别是集成电路可测试性设计技术领域。

背景技术

随着科技的飞速发展,IC设计已进入VDSM阶段。IC特征尺寸越来越小,时钟频率越来越高,这对IC设计提出了很高的要求,因而许多问题随之产生，其中电路定时问题反映出许多重要问题，其中影响电路定时行为的故障占主要地位,因而时延测试变得越来越重要。

IC设计中,如何优化设计芯片的面积、降低测试功耗、节省测试应用时间,从而尽可能减少制造成本始终是主流设计目标。已提出的各种测试算法所生成的测试集很庞大,尤其当电路规模巨大时,对时间和空间的需求是不现实的,因而如何设计一个高效的算法,在可接受的时间和允许的存储容量下生成测试已成为需要优先考虑的问题。为解决该问题,可考虑降低功耗的情况下生成测试。适应工艺变化的测试的静态压缩可降低空间需求,动态测试压缩方法在静态压缩的基础上对其进行改进,使算法更具灵活性；对于扫描设计可***测试点来提高测试压缩效率。

一般来说,测试压缩的目的有两个:尽量减少测试时间和降低空间开销。测试压缩的方法有两种:静态测试压缩和动态测试压缩：

测试集的静态压缩：可容忍工艺变化的测试集的静态压缩方法先按照某种标准选出若干目标通路,若存在交叉通路,且若交叉通路满足如下条件:(l)两条通路在一个公共的门处交叉且从门的输出处分开；(2)两条通路在公共门处有相同的跳变；(3)跳变是从控制值向非控制值跳变，那么包含目标通路的部分通路的非目标通路也可附带被原有的测试集检测,利用原有的测试集检测出不在目标故障表中的故障,提高了故障覆盖率,然而这种方法在提高测试质量上能力有限。

测试集的动态压缩：测试集的动态压缩方法是在静态压缩方法的基础上进行的改进，先确定一个基本故障,对其生成初始测试码,初始测试码中除了初始通路的测试码为一个跳变外,其余的位均为不确定的值,然后再从故障表中选出一个未检测的故障作为辅助故障,看辅助故障与基本故障通路是否有交叉,如果有,且满足一定条件,那么选定该辅助故障,该辅助故障的测试码要尽量分配成与初始测试码具有相同的未确定的逻辑值。故障的检测是通过填充初始测试码中的不确定值的位来实现的,然后继续重复此过程,继续寻找满足条件的辅助故障。此过程中,基本故障的选定尤为重要,即只有满足静态压缩交叉通路的条件才能找到与基本故障有很多交叉的故障通路。统计编码、Golomb码、哈夫曼编码等编码方法属于测试集的静态压缩方法。

***测试点的测试压缩：所有测试的压缩应该是在不降低故障覆盖率的前提下对测试集进行的操作。基于这个前提,使用测试点***的方法对测试集进行压缩。通常扫描电路有两个时钟:电路时钟和扫描时钟,为了省掉扫描操作,假设两个时钟相同,则可用电路时钟代替扫描时钟。然后给出一个结论:两个测试的距离越小,它们检测出相同故障的概率越大,那么将其合并的可能性就越大。根据此原则,对测试进行合并,同时如果故障f未被检测,在最后一个时间单元内,某引线在无故障时和有故障时取值不同,则在该引线上***观察点,借助观察点进一步压缩测试集。若即使有未被检测的故障存在,但任何引线上的取值不会因为无故障和有故障情况而变化,则不需要***测试点,因为此时不会对测试压缩有帮助。

多扫描设计的测试激励压缩方法：扫描链由扫描输入和扫描输出两部分组成。数据被扫入被测电路的扫描链之前要经过解压缩器,而数据从扫描链输出之后经由压缩电路进行压缩。对于多扫描链的电路,有五种测试数据压缩方法:(l)基于编码的测试数据压缩方法一用数据压缩方法对测试立方编码。编码方法主要有游程编码、字典编码、统计编码、构造编码；(2)基于线性解压缩的方法；(3)基于广播的方法一将相同的值广播到多扫描电路中；(4)可重构的广播扫描；(5)扫描森林——传统的扫描链仅在扫描链的输入广播值,而若将扫描单元的输出也进行广播,则构成了树结构。

从解决问题的方式来看，对于基于编码的测试数据压缩方法，选择合适的代码字，可以提高编码效率，减少测试数据体积。

从各技术的压缩效果来看，基于编码的测试数据压缩方法，其有效地编码压缩了预先计算的测试数据，以及通过片上解压器进行解压，是一种非常优秀的方案，目前其能达到的压缩效果在所有同类技术中最好。但是，该方案中的压缩数据最后几乎不再相互兼容，其很难将压缩效果发挥到极致，因此需要对该方案进行改进和完善。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法，使压缩后的测试数据更易于压缩，提高编码效率，减少测试数据体积。

本申请的发明人通过对测试集的研究发现，在不影响故障覆盖率的情况下，对源测试数据集进行分组之后用基于编码的测试数据压缩方法，选择合适的代码字，可以提高编码效率，减少测试数据体积。并且对于压缩后的测试数据集，各测试向量之间完全不兼容，对不兼容的测试向量之间使用1到2位的近似兼容的方法，可以不同程度的提高压缩测试数据集中各测试向量之间的兼容性，压缩测试数据集中测试向量之间的不兼容距离用海明距离表示，对海明距离相同的各测试向量间，采用图着色方法来确定各测试向量间相同颜色的测试向量即为兼容的。对兼容的测试向量间，运用基于编码的测试数据压缩技术，选择合适的代码字，也可以提高编码效率，减少测试数据体积。

本发明具体是通过以下技术方案实现的，一种基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法，应用于对经过基于编码的测试数据压缩方法压缩后的测试数据进行进一步压缩，对压缩后的测试数据进行分组，然后使分组后的不兼容的测试向量之间能够近似兼容，最后根据兼容的测试向量进一步压缩测试数据。

具体的，所述基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法包括如下步骤：

步骤1.对压缩后的测试数据中完全不兼容的向量之间，把每个向量等分分组，并且求取各两两向量之间的不兼容距离，这里的不兼容距离是指每两个向量之间对应组之间不同的组的组数，这里把不兼容距离记为海明距离w；

步骤2.构造一个称为加权不兼容图的完全无向图G(V，E)，每个向量即为一个顶点V，海明距离w作为对应边E的权，初始化，设初始时海明距离w为w＝0，颜色值c为c＝0；

步骤3.从完全无向图G(V，E)中按照海明距离w＝m提取G_w，其中m取值1至w，提取权为m值的对应边及其相连的顶点，形成图G_m(V_m，E_m)；

步骤4.对于图G_m(V_m，E_m)获得它的补充图补充图中包括图G_m(V_m，E_m)中的所有顶点以及在完全无向图G(V，E)中体现而在图Gm(V_m，E_m)中未体现的这些顶点之间的连线；

步骤5.在图中的未着色的顶点中查找一个最大饱和度的顶点v，顶点v的饱和度即为与它的相连顶点中已经着色的顶点的颜色的数量，如果有超过一个顶点有相同的最大饱和度，那么选择有最大度的一个顶点v，顶点v的度即为与它相连的顶点的数量，记这个顶点为v_m；

步骤6.集合C_G是图中存在的颜色的集合(不包括与v_m相连的颜色)。如果(空集)，对v_m用一个新的颜色指数c＝c+1来着色，反之，从C_G中选择最小颜色指标c_min，Vc_min是图中用颜色指标c_min着色的顶点集合，添加v_m到Vc_min中；

步骤7.重复步骤5和6，直到图中所有顶点都被着色；

步骤8.从完全无向图G(V，E)中移除所有着色的顶点和与它们连接的边，图 中任意孤立顶点将被添加回移除在中被着色的顶点及其相连的边以后的完全无向图G(V，E)中，且这个顶点与其他顶点的连接也恢复；

步骤9.重复步骤3到8直到完全无向图G(V，E)中没有边存在，如果完全无向图G(V，E)中没有顶点保留，完全无向图G(V，E)就用了c个颜色完成着色，反之，完全无向图G(V，E)中仅仅剩下了一个顶点，就用颜色指标c＝c+1来着色最后一个顶点；

步骤10.对G(V，E)的顶点全部着色后，相同颜色的顶点即可看做这些向量是兼容的，然后用同一个数据块码字来表示它们，采用基于编码的测试数据压缩方法进行进一步压缩。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明是一种非侵入式的测试数据压缩方法，无需改变被测试的电路结构，尤其是电路中扫描链的结构。在对测试数据压缩之后再考虑分组测试向量间近似兼容性的测试数据压缩，这样可以根据兼容性的分组测试向量来压缩测试数据，使压缩后的测试数据更易于压缩，提高编码效率，减少测试数据体积。

附图说明

图1是本发明中构造的加权的完全无向图G(V，E)；

图2是w＝1时从图1中提取权最小的对应边及其相连的顶点的子图G₁(V₁，E₁)；

图3是图2的补充图；

图4是G₁的补充图中先着色三个顶点的示意图；

图5是G₁的补充图的完全着色的补充图；

图6是移除着色的顶点,并且恢复补充图中的孤立顶点T₄的图G(V,E)。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明的方法应用于对经过基于编码的测试数据压缩方法压缩后的测试数据进行进一步压缩，压缩后的测试数据中考虑分组测试向量间近似兼容性的测试数据压缩，让不完全兼容的测试向量间使用分组之后能够近似兼容，根据图着色问题可以使得不兼容的测试向量之间能够近似兼容，这样可以根据兼容的测试向量来压缩测试数据。

所述基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法包括如下步骤：

步骤1.对压缩后的测试数据中完全不兼容的向量之间，把每个向量等分分组，并且求取各两两向量之间的不兼容距离，这里的不兼容距离是指每两个向量之间对应组之间不同的组的组数，这里把不兼容距离记为海明距离w；

步骤2.构造一个称为加权不兼容图的完全无向图G(V，E)，每个向量即为一个顶点V，海明距离w作为对应边E的权，初始化，设初始时海明距离w为w＝0，颜色值c为c＝0；

步骤3.从完全无向图G(V，E)中按照海明距离w＝m提取G_w，其中m取值1至w，提取权为m值的对应边及其相连的顶点，形成图G_m(V_m，E_m)；

步骤4.对于图G_m(V_m，E_m)获得它的补充图补充图中包括图G_m(V_m，E_m)中的所有顶点以及在完全无向图G(V，E)中体现而在图G_m(V_m，E_m)中未体现的这些顶点之间的连线；

步骤5.在图中的未着色的顶点中查找一个最大饱和度的顶点v，顶点v的饱和度即为与它的相连顶点中已经着色的顶点的颜色的数量，如果有超过一个顶点有相同的最大饱和度，那么选择有最大度的一个顶点v，顶点v的度即为与它相连的顶点的数量，记这个顶点为v_m；

步骤6.集合C_G是图中存在的颜色的集合(不包括与v_m相连的颜色)。如果(空集)，对vm用一个新的颜色指数c＝c+1来着色，反之，从C_G中选择最小颜色指标c_min，Vc_min是图中用颜色指标c_min着色的顶点集合，添加v_m到Vc_min中；

步骤7.重复步骤5和6，直到图中所有顶点都被着色；

步骤8.从完全无向图G(V，E)中移除所有着色的顶点和与它们连接的边。图E_m)中任意孤立顶点(即一种颜色只着色一个顶点的这个顶点即为孤立顶点)将被添加回移除在中被着色的顶点及其相连的边以后的完全无向图G(V，E)中，且这个顶点与完全无向图G(V,E)中剩余的其他顶点的连接也将恢复，所以这些孤立顶点仍然能够参与子图顶点着色过程；

步骤9.重复步骤3到8直到完全无向图G(V，E)中没有边存在，如果完全无向图G(V，E)中没有顶点保留，完全无向图G(V，E)就用了c个颜色完成着色，反之，完全无向图G(V，E)中仅仅剩下了一个顶点，就用颜色指标c＝c+1来着色最后一个顶点；

步骤10.对G(V，E)的顶点全部着色后，相同颜色的顶点即可看做这些向量是兼容的，然后用同一个数据块码字来表示它们，采用基于编码的测试数据压缩方法进行进一步压缩。

下面以一个具体的实施例来说明上述分组测试向量间的近似兼容性压缩的方法。

对长度为32位的n＝6个测试向量，这6个测试向量之间完全不兼容，如下表1。把这些测试向量等分划分为m＝4组，如表2。对分组之后的测试向量之间，我们计算任意两两分组向量之间对应的不兼容的组数，对于两两分组测试向量间，每组都对应兼容则不兼容距离为0，有一组对应不兼容则不兼容距离为1，依次类推，分别计算出各测试向量两两之间的不兼容距离为止，这里不兼容距离称为海明距离，如表3。

d(T₁,T₂)＝1

d(T₁,T₃)＝2 d(T₂,T₃)＝3

d(T₁,T₄)＝2 d(T₂,T₄)＝1 d(T₃,T₄)＝2

d(T₁,T₅)＝3 d(T₂,T₅)＝2 d(T₃,T₅)＝3 d(T₄,T₅)＝1

d(T₁,T₆)＝2 d(T₂,T₆)＝3 d(T₃,T₆)＝2 d(T₄,T₆)＝2 d(T₅,T₆)＝1

表3

这里分组测试向量间的兼容性问题可以用图着色的问题来解决，所以构造一个加权的完全无向图G(V，E)，顶点表示向量，这些海明距离作为对应边的权，如图1所示。对加权的G(V，E)，从最小的海明距离提取子图。w＝0时无子图可提取；w＝1时提取权最小的对应边及其相连的顶点为G₁(V₁，E₁)，如图2。它的补充图其中补充图 中顶点V₁为G₁的顶点，对应边则为子图G₁(V₁，E₁)中不存在的边，如图3。在补充图中，每个顶点T₁、T₂、T₄、T₅、T₆的饱和度都为0，那么就选择最大度的顶点，这里T₁和T6的顶点的度最大且都为3，则任意选择一个顶点T₁记为v_m＝T₁，由于就用一个新的颜色黄色c＝1来着色此顶点。与顶点T₁相连的顶点有T₄、T₅和T₆，所以它们的饱和度都为1，顶点T₆的度最大，则对顶点T₆进行着色，由于就用一个新的颜色蓝色c＝2来着色此顶点。在补充图的未着色的顶点中顶点T₂的饱和度为1，顶点T₅的饱和度为1，顶点T₄的饱和度为2，则选择饱和度最大的顶点T₄进行着色，由于就用一个新的颜色绿色c＝3来着色此顶点，如图4。

在补充图中，未着色的顶点为T₂和T₅，它们的饱和度分别都为1，且它们的度都为2，则任意选择一个顶点T₂记为v_m，它对应的C_G＝{1,3}，则选择C_G中最小的颜色指标c＝1来着色顶点T₂，即V₁＝{T₁，T₂}。同理T₅用c＝2来着色，即V₂＝{T₅,T₆}。

直到补充图中的顶点全部着色，如图5，并且在完全无向图G(V,E)中移除在中被着色的顶点及其相连的边,并且把中孤立顶点T₄返回到移除在中被着色的顶点及其相连的边以后的完全无向图G(V，E)中(因为在中被着绿色的顶点只有一个顶点T₄,所以称顶点T₄为孤立顶点)，如图6。再提取w＝2的子图，从c＝c+1开始着色，直到初始加权无向图中的顶点全部着色。最后这些向量归纳为4个兼容组，如表4。

兼容组	兼容组内的测试向量	兼容组的向量数量
			S1	T1，T2	2
S2	T5，T6	2
			S3	T4	1
S4	T3	1

表4

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法，应用于对经过基于编码的测试数据压缩方法压缩后的测试数据进行进一步压缩，其特征在于：对压缩后的测试数据进行分组，然后使分组后的不兼容的测试向量之间能够近似兼容，最后根据兼容的测试向量进一步压缩测试数据；

所述基于分组测试向量之间的近似兼容性压缩方法包括如下步骤：

步骤1.对压缩后的测试数据中完全不兼容的向量之间，把每个向量等分分组，并且求取各两两向量之间的不兼容距离，这里的不兼容距离是指每两个向量之间对应组之间不同的组的组数，这里把不兼容距离记为海明距离w；

步骤2.构造一个称为加权不兼容图的完全无向图G(V，E)，每个向量即为一个顶点V，海明距离w作为对应边E的权，初始化，设初始时海明距离w为w＝0，颜色值c为c＝0；

步骤3.从完全无向图G(V，E)中按照海明距离w＝m提取G_w，其中m取值1至w，提取权为m值的对应边及其相连的顶点，形成图G_m(V_m，E_m)；

步骤4.对于图G_m(V_m，E_m)获得它的补充图补充图中包括图G_m(V_m，E_m)中的所有顶点以及在完全无向图G(V，E)中体现而在图G_m(V_m，E_m)中未体现的这些顶点之间的连线；

步骤5.在图中的未着色的顶点中查找一个最大饱和度的顶点v，顶点v的饱和度即为与它的相连顶点中已经着色的顶点的颜色的数量，如果有超过一个顶点有相同的最大饱和度，那么选择有最大度的一个顶点v，顶点v的度即为与它相连的顶点的数量，记这个顶点为v_m；

步骤6.集合C_G是图中存在的颜色的集合(不包括与v_m相连的颜色)， 如果(空集)，对v_m用一个新的颜色指数c＝c+1来着色，反之，从C_G中选择最小颜色指标c_min，Vc_min是图中用颜色指标c_min着色的顶点集合，添加v_m到Vc_min中；

步骤7.重复步骤5和6，直到图中所有顶点都被着色；

步骤8.从完全无向图G(V，E)中移除所有着色的顶点和与它们连接的边，图 中任意孤立顶点将被添加回移除在中被着色的顶点及其相连的边以后的完全无向图G(V，E)中，且这个顶点与其他顶点的连接也恢复；

步骤9.重复步骤3到8直到完全无向图G(V，E)中没有边存在，如果完全无向图G(V，E)中没有顶点保留，完全无向图G(V，E)就用了c个颜色完成着色，反之，完全无向图G(V，E)中仅仅剩下了一个顶点，就用颜色指标c＝c+1来着色最后一个顶点；

步骤10.对G(V，E)的顶点全部着色后，相同颜色的顶点即可看做这些向量是兼容的，然后用同一个数据块码字来表示它们，采用基于编码的测试数据压缩方法进行进一步压缩。