TPG and SA with low power consumption

In this paper new solutions for reducing a switching activity of BIST environment for the scan-organized BIST architectures are presented. Several approaches of low power BIST have been proposed. In [1], the author presents a test scheduling approach that takes into consideration the power consumption. For general BIST structure a new test pattern generator is proposed in [2]. There is a set of solutions to eliminate useless pseudo random patterns during the test mode [3-5]. The paper is organized as follows. In Section 2 the power consumption issue and weighted switching activity modeling are investigated. Section 3 presents switching activity of basic logic structures. In Section 4 a new technique is proposed. Section 5 shows the multi-input modulo 2 adder with low power consumption. In Section 6 modified structures of TPG and SA are presented. Section 7 shows two-pattern testing and Section 8 cryptographic key generation with low power consumption. Sections 9-11 include hardware verification of the presented solutions. Section 12 is the summary.

Pobór mocy w systemach cyfrowych może znacząco wzrosnąć podczas procesu testowania. Niniejsza publikacja opisuje metodę, dzięki której może zostać zmniejszone zużycie energii w układach cyfrowych podczas testowania BIST (ang. Built-In Self-Testing). Niniejsze rozwiązanie zostało opracowane w oparciu o standardową strukturę rejestru przesuwającego z liniowym sprzężeniem zwrotnym LFSR(ang. Linear Feedback Shift Register). Weryfikacja sprzętowa pokazuje, iż pobór mocy został zmniejszony o około 50% w porównaniu ze strukturą klasyczną. Zaproponowane rozwiązanie zweryfikowano sprzętowo w generatorze testów TPG (ang. Test Pattern Generator), analizatorze sygnatur SA (ang. Signature Analyzer), generatorze par wektorów testowych oraz zmodyfikowanym generatorze Geffe’go. Zawartość artykułu jest następująca. W części 2. opisano podstawowe definicje związane z poborem mocy w BIST. W części 3. przedstawiono sposób obliczania aktywności przełączeń podstawowych struktur logicznych. W części 4. pokazano wpływ sposobu projektowania układu na jego aktywność przełączeń. Część 5. zawiera metodę projektowania wielowejściowego sumatora modulo 2 o minimalnej aktywności przełączeń. Zmniejszenie poboru mocy w generatorach testów i analizatorach sygnatur wykorzystywanych w BIST zostało zaprezentowane w części 6., natomiast obniżenie poboru mocy podczas testowania układów cyfrowych z wykorzystaniem par wektorów testowych w części 7. Część 8. to obniżenie poboru mocy podczas testowania układów cyfrowych z wykorzystaniem par wektorów testowych. Rozdziały 9–11 zawierają weryfikację sprzętową zaprezentowanych metod i algorytmów. Podsumowanie zawiera część 12.