A SPECIAL PURPOSEPROCESSORFOR IC TESTING AND SPEED CHARACTERIZATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (A SPECIAL PURPOSEPROCESSORFOR IC TESTING AND SPEED CHARACTERIZATION) Thesis_-_Amran_Al-Aghbari.pdf - Submitted Version Download (7MB) | Preview

Arabic Abstract

يتم اختبار وتوصيف سرعة الدوائر الإلكترونية الرقمية IC بطرق تقليدية تعتمد على استخدام أجهزة اختبار أوتوماتيكية مكلفة جداًAutomatic Test Equipments (ATEs). يمكن أيضا استخدام دوائر الفحص التلقائي (BIST) كحلول قليلة التكلفة لتقوم باختبارات السرعة العالية. لكن استخدامها يتطلب تعديلات في الدائرة المراد اختبارها لتتلائم مع طريقة التوليد العشوائي لسلاسل الاختبار (و تعرف أيضا بإضافة نقاط أختبار). كما أنها غير مصممة لاستخدامها مباشرة من أجلتوصيف السرعة. هناك حاجة لطرق أخرى أقل كلفة لاختبار و توصيف سرعة الدوائر، خاصة لمبتكريالدوائر الرقمية المبتكرة Circuit IPs في الشركات الصغيرة و الجامعات. في هذه الرسالة، تم تصميم و تطبيق و اختبار معالج خاص باختبار وتوصيف الدوائر الإلكترونية A Special Purpose Test and Characterization Processor (TACP). المعالج يستخدم دائرة إلكترونية أخرى مساندة صممت خصيصا لتسهيل عمله، بحيث يتم دمجها و تصنيعها في رقاقة إلكترونية مع الدوائر الرقمية المطلوب إختبارها و توصيف سرعتها. الدائرة المساندة - بالتنسيق مع المعالج المستقل (الغير مصنوع معها في نفس الرقاقة الإلكترونية)- تستلم بيانات الإختبار و تعيد ترتيبها ثم تطبقها على الدائرة المطلوب إختبارهاز و بعد ذلك تقوم بترتيب النتائج ثم ترسلها للمعالج بالطريقة التسلسلية Serially. الدائرة المساندة فيها أيضا ترددات قابل للضبط Configurable Clock Generator (CCG) يتحكم به المعالج. فعندما يقوم المعالح بتطبيق بيانات الإختبار مع التحكم بالتردد يمكن توصيف الدائرة و إيجاد أعلى سرعة يمكن أن تعمل عليه. تم إثبات هذا المفهوم بتطبيقه عمليا باستخدام الدوائر الرقمية القابلة للبرمجة Field Programmable Gate Array (FPGA)، حيث تم تصميم المعالج على واحدة منها و تم عمل محاكاة للدائرة المساندة مع بعض الدوائر للإختبار في واحدة أخرى. كما تم تصميم برنامج حاسوبي متكامل يسمح للمستخدم بكتابة برنامج إختبار و إدخال بيانات الإختبار و قراءة النتائج عبر الحاسوب.

English Abstract

Conventionally, IC testing and speed characterization is carried out using very expensive Automatic Test Equipments (ATEs). Built-in-self-test (BIST) techniques can also be used as a low-cost solution for at-speed testing. However, BIST may require some modification of the circuit under test (CUT) to coup with the pseudo random nature of the test vectors (what is known as test points insertion). Also, speed characterization can’t be directly carried out by BIST. Other low-cost testing and speed characterization methods are needed especially for developers of circuit IPs in small companies and universities. In this thesis, a special purpose test and characterization processor (TACP) for IC testing and speed characterization has been developed, implemented and tested. The processor utilizes specially developed test support circuitry (TSC) which is fabricated on the chip containing the IPs under test. The TSC, in coordination with the off-chip stand-alone TACP processor, receives test data serially, re-format them, apply them to IPs under test, reformat the test results and send it serially to the test processor. The TSC also include a configurable clock generator which is controlled by the TACP. By controlling the testing frequency and test patternsapplication, the IPs can be characterized to find their maximum frequency of operation. A proof-of-concept implementation was realized using two FPGA boards; one for the processor and the other to emulate the chip that contains IPs and on-chip circuitry. Also, a complete user interface tool has been developed allowing the user to write, load and administer his/her test program, download test data and receive the test results through a standard PC.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer Engineering
Department:	College of Computing and Mathematics > Computer Engineering
Committee Advisor:	Elrabaa, Muhammad E. S.
Committee Members:	El-Maleh, Aiman H. and Bouhraoua, Abdelhafid
Depositing User:	AL-AGHBARI ABDULRAHMAN (g200902670)
Date Deposited:	20 Mar 2013 10:55
Last Modified:	01 Nov 2019 15:37
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138864