本页提出全章中心问题:时序状态藏在芯片内部,外部引脚只能看到有限输入输出。可测性设计不是增加测试数量,而是改变结构,使状态控制和观察变成可计算、可实施的设计任务。
说明三个节次的递进关系。度量不是装饰性数字,而是决定测试点或扫描选择;结构必须经过规则和验证;最终报告必须包含成本。时间为课程设计值。
进入度量。可测性不是一个绝对物理量,而是相对于主输入、主输出、测试模式和测试图形分布的相对成本。
区分组合度量和时序度量。可控性数值越小越容易控制,可观性数值越小越容易观察;不要把“数值大”误读为可测性更好。边界条件用于开始递推。
逐行解释 AND、OR 和非门规则。不要把 XOR/XNOR 省略成错误规则;本页只保留后续例题需要的门类,下一页再用于计算。强调前向与后向两个方向。
完整展示每一步。解释 z 的 CC1=3+1+1=5,因为 OR 要输出 1,必须同时把一个输入置 1;观察 g 需把 c 置 0,观察 c 需把 g 置 0。结果中最难控制的是 z 的 1,最难观察的是 a、b。
说明时序公式是下界和启发式,不等于实际 ATPG 序列长度。异步清复位提供更短路径,但可能破坏扫描移位,必须由后续规则处理。
概率型数值越小越难控制和观察,与 SCOAP 的“数值越大越难”相反。AND 的输入既相互独立又均匀时 C0=.75、C1=.25。RP-resistant 是随机测试覆盖饱和的原因之一。
从概率型例题推出激活与传播的联合概率。强调两种度量不能混用阈值。若固定型故障的激活概率极小,可插入控制点或增加偏置随机测试。
模拟型用行为证据,RTL 型用结构或功能信息。RTL 可以减少重汇聚和计算量,但保真度取决于模型粒度。时序深度不是实际测试周期数,而是相对复杂度提示。
用表比较四类度量的输入、代价和解释边界。为第二节的测试点和扫描结构铺路:哪里难控制就考虑控制点或扫描访问,哪里难观察就考虑观察点或扫描链。
进入结构改造。先讲局部测试点,再讲可系统化的扫描。核心比较是:局部修补改善若干节点,扫描把大量状态组织成统一访问机制。
不要把 ad hoc 讲成任意加逻辑。测试点由度量或结构瓶颈驱动,并且要计入面积、时延和引脚成本。其局限正是扫描设计出现的动机。
分别解释观察点与控制点的数据方向。控制点会改变功能输入路径,观察点主要增加负载和捕获逻辑。测试点选择要在改善量、面积、时延和诊断分辨率之间折中。
强调 SE 选择的是触发器前的数据源,不是时钟。捕获模式通常选择 DI,移位模式选择 SI。时序代价发生在 DI 路径;SE 的全局控制还必须满足建立时间和布线约束。
比较三种单元的差异:MUX-D 用数据选择,Clocked-scan 用双时钟选择,LSSD 用多相非重叠锁存。LSSD 的无竞争优势以时钟规则和布线为代价。
用伪主输入/伪主输出解释扫描为什么能把时序问题转成组合问题。理想时序深度为 0 只描述状态访问,不消除组合逻辑内部的约束和扫描结构故障。
按时钟周期解释三个操作。公式假设响应移出和下一向量移入重叠、链平衡、每次捕获一个周期;实际还要加初始化、控制切换和链自检。不要漏掉捕获模式选择。
解释部分扫描的优化问题:选择最少的状态位打断反馈环或限制时序深度。[1] 报告某些小设计约替换 25%–50% 的触发器可达较高覆盖率,但这是历史评估语境,不能外推。
n=4096 时地址 12 位。传统 RAS 可减少切换和部分测试数据,但译码器和布线成本大。渐进 RAS 用行使能和列地址降低地址开销,但仍需比较具体访问模式。
进入实施层。扫描不是简单替换触发器,还要消除会在移位或捕获时破坏可预测性的结构,并用提取、验证和成本分析闭环。
按六类规则讲解,不逐条背工具命令。关键判据是扫描移位和捕获期间输出是否可确定、是否只有一个驱动器、时钟是否可控。修复可能降低某些逻辑的可测性,需要权衡。
解释跨时钟域捕获不等式和修复原则。任何修复都会影响覆盖率、延迟或控制复杂度;设计者必须同时验证移位和捕获,而不是只让移位通过。
把流程当作理论依赖图,不涉及菜单或命令。规则修复产生可测试设计;综合产生扫描设计;提取提供实际结构;验证发现零延迟模型与全时序行为的不一致。
四个步骤是设计决策而不是操作按钮。说明链数、链长、时钟域和布局之间的耦合。锁存器跨越时钟域不是可选装饰,而是保证移位正确的时序条件。
区分提取和验证。提取确认拓扑,验证确认物理时序。flush pattern 的长度与链长匹配;01100 只是典型模式,实际还要覆盖各单元跳变。捕获验证需关注跨时钟域。
把成本分成面积、引脚、性能、设计工作。公式是教学模型,必须注明并行工位、时钟周期和链平衡假设。测试时间降低可能以更多扫描引脚和更高并行切换为代价。
完整展示链数如何改变扫描时间,并用面积公式说明单元成本。20 链与 10 链比较可引出并行资源上限。不要把教学门当量当作流片面积结论。
解释任意向量对与常规 launch-on-shift/launch-on-capture 的差别。Enhanced scan 的额外保持能力是优势,也是过测试的来源;成本包括锁存器和 UPDATE/CK 时序。
区分三种特殊扫描的目标:Enhanced 解决任意向量对,Snapshot 解决运行状态可见性,Error-resilient 解决软错误。C-element 在两输入不一致时保持旧值,这是动态保护机制。
说明 RTL DFT 的动机:减少重复综合、形成可复用核、提前集成高级测试结构。RTL 规则检查依赖快速综合和寄存器推断,不是跳过门级验证。
回收度量、结构、规则、验证和成本五层。最后的口头问题把全章评价链收束到四个证据维度。扫描不是“插入即完成”,而是需要结构正确、时序可预测和经济可接受。