AN ON CHIP ALL-DIGITAL CONFIGURABLE CLOCK GENERATOR FOR ASICS' AT-SPEED TESTING. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Mohammed_Al-Asali_Master_Thesis.pdf Download (12MB) | Preview

Arabic Abstract

تم تطويرطريقة منخفضة التكلفة مؤخرا لتوصيف سرعة الدوائر المتكاملة محددة التطبيقات[49] . وهذه الطريقة بحاجة لمولد تردد قابل للدمج لكي يتسنى تغير التردد المطبق عليها وقياسه. فالغرض من هذا العمل هو تنفيذ وتقييم أداء مولدات التردد الرقميه القابله للدمج مع اي تقنية باستخدام أدوات تصميم متقدمة كSynopsys و Tanner.كدليل على المفهوم تم تصميم شريحة كاملة بعدة دوائر تحت الاختباروتم ايضا تصميم دائرة مساعدة تتضمن مولد الترددات القابل للوضع. هذا العمل قدم تحليلا مكثفا للمذبذ الحلقي الرقمي (DCO) والذي يمثل جزء رئيسي لمثل هذه المولدات. ويتحقق تقييم (DCO) من خلال استكشاف باقي المذبذبات الرقمية الموجودة حاليا ومن ثم تم تحديد أنسبها لهذا المشروع. بناءا على ذلك تم اختيار مذبذب حلقي يعتمد على المكثفات لتغيير تردده والتحكم به. وبالإضافة إلى ذلك، تم تصميم مذبذب يتم السيطرة عليه رقميا لمولد الترددات على رقاقة لاختبار سرعة الدوائر المتكاملة محددة التطبيقات. ويجب أن يكون حجم الخلية ادنى ما يمكن والحد الأقصى للتردد اعلى ما يمكن مع زيادة خطية معقولة. تم تصميمه بناء على تحليلنا النظري والتحقق منه في العديد من التقنيات. تم إرسال DCO للتصنيع جنبا إلى جنب مع مولد التردد باستخدام التقنية TSMC 0.35U. لكي يتم التحقق من عمل مولد الترددات تم تصميم الدائرة الداعمة على رقاقة باربع دوائر تحت الاختبار باستخدام تقنية LFoundry 150nm وأدوات Synopsys. بالإضافة الى ذلك هذه الدائرة ستكون موصلة بمعالج خارج الشريحة (TACP) وضع خصيصا لإختبار الشريحة وتلقي وإرسال البيانات من الدائرة الداعمة التي تحتوي على الدوائر تحت الاختبار.

English Abstract

Recently a low-cost method for speed characterization of ASICs has been reported [49]. This method requires a portable on-chip configurable clock generator to change and measure the frequency of the applied clock. The purpose of this work is to design, implement and evaluate the performance of an all-digital, portable, digitally-controlled, configurable clock generator using industry-standard advanced Electronic Design Automation (EDA) tools such as those from Synopsys, Mentor Graphics and Tanner EDA. Also, as a proof of concept, an ASIC chip complete with several circuits under test and test support circuitry including the portable clock generator is designed. An intensive analysis of single ended digitally-controlled oscillators (DCOs) which represent the main building block of such configurable clock generators is provided. A thorough review of existing DCOs has been conducted to select the most suitable for this work. Based on this, a DCO with capacitive shunt load has been selected. Theoretical analysis of the selected DCO has been carried out and conditions for proper operation under different process conditions with minimum sized-inverters and maximum possible frequency range have been obtained. The DCO has been designed for an on-chip configurable clock generator for at-speed testing of ASICs with maximum possible frequency range, reasonable linearity and resolution. It was designed based on the developed theoretical analysis and verified by pre-layout and post-layout simulations in many process technologies. The DCO was sent for fabrication together with the configurable clock generator using TSMC 0.35U technology. Also, to verify the operation of the configurable clock generator, a complete ASIC with four IPs under test (IUTs) has been designed using LFoundry’s 150 nm technology. In addition to the four IUTs, the ASIC contains test support circuitry that would be serially connected to an external specially developed test and characterization processor (TACP) to receive/send data from.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer Research > Engineering Electrical
Department:	College of Computing and Mathematics > Computer Engineering
Committee Advisor:	El-Rabaa, Muhammed
Committee Members:	El-Maleh, Aiman and Al-Absi, Munir
Depositing User:	AL-ASLI MO ABDULQAHER (g200464120)
Date Deposited:	24 Feb 2013 10:39
Last Modified:	01 Nov 2019 15:37
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138860