[发明专利]基于电源电流的数字电路连接型间歇故障测试系统及方法

说明书

本发明涉及间歇故障检测技术领域，公开一种基于电源电流的数字电路连接型间歇故障测试系统及方法，以精准捕捉间歇故障并避免连续采样所造成的软硬件资源的浪费。系统包括：与数字电路激励模块及间歇故障注入模块连接的被测数字电路板；所述被测数字电路板经测试信号输出接口与分压电阻及待测电路供电电源形成测试通路；与所述分压电阻并联的电压信号触发采样模块，设置有连续采样模式和基于电压触发条件的采样模式；以及与所述电压信号触发采样模块连接的信号处理和间歇故障判别模块。

技术领域

本发明涉及间歇故障检测技术领域，尤其涉及一种基于电源电流的数字电路连接型间歇故障测试系统及方法。

背景技术

由于工艺尺寸的缩小化，芯片中的元器件及连线更加精密，且电路集成化要求电路时钟频率越来越快。更小的互连和更高的工作频率给电路可靠性测试及容错算法带来了更大挑战，其中间歇性故障的可能性也大幅增加。实验和可靠性数据证明，瞬时和间歇故障是现代计算机经历的主要故障，间歇故障是造成半导体器件错误的主要原因。间歇故障(Intermittent Fault,IF)是指产品发生故障后，不经修理而在有限的时间内自行恢复规定功能的故障。间歇故障与永久故障的主要区别在于间歇故障可以在极短的时间内发生，在不采取任何措施的情况下又可以消失。在检测过程中发现，由间歇故障导致的无故障发现(No Fault Found，NFF)和重测合格(Re-test OK，RTOK)的现象频次不断增加。在数字电路运作中尽早发现故障并迅速进行故障定位修复，成为研究人员不断追寻的目标。

在数字电路中，间歇故障的表现形式又有其自己的特点：突发性、反复性和高错误率。并且统计试验中发现，80％的间歇故障是由于交互连接的松动和腐蚀导致的，这种间歇故障称为连接型间歇故障。电子装备在长时间服役过程中，间歇故障往往是永久性故障的征兆，而终将导致永久性故障的发生。连接型间歇故障是由电路暂时的断开引起，一方面是由于生产过程中晶体管、焊点中的残留物等内部因素引起的瞬态翻转；另一方面是由于间歇性的开短路故障，即线路、触点、晶体管等电路互连中的断裂或缺陷造成开路，导线或晶体管短路，在某些时候会导致间歇性固定故障，即故障信号线上的正确值间歇性地转换为固定值，即逻辑值“1”(Stuck-at-1)或逻辑值“0”(Stuck-at-0)。在大多数时候，这类间歇故障又可能被逻辑或电气屏蔽，在输出端无外在表现，难以捕捉与检测。

针对互连问题引发的间歇性故障，目前的研究和应用主要是集中在采用直流激励来检测电路中的连接型间歇故障问题，不适用于交流激励或者数字信号。对于数字电路来说，这种方法不太适用。因为间歇故障在电路正常工作状态下可能被逻辑或电气屏蔽，不影响输出端电平，从监控电路电压的角度难以捕捉与检测。但是已有研究表明[1,2]，间歇故障发生时刻数字电路的电源电流会显著增加，关注模拟量尤其是供电电源的电流被证明是监测间歇故障的最佳方式。动态电源电流测试在90年代中期被提出，它可以检测出一些电压测试和静态电流测试不能检测的电路中的永久性故障。目前关于电源电流测试的研究主要集中在永久性故障的诊断与定位上，应用于间歇故障上还鲜有文献发表。

电路中的元件总是与供电电源直接或间接的相连接。如果电路中某处发生了故障，那么总是会通过故障处的电流而表现出来，最终将会表现在其供电端电流上。因此，电源电流包含了丰富的元器件信息，如何利用电源电流来测试出数字电路中对外部电路无影响的间歇故障，尽可能在工作状态下进行测试，同时避免漏检，是本领域技术人员极为关注的技术问题。

发明内容

本发明目的在于公开一种基于电源电流的数字电路连接型间歇故障测试系统及方法，以精准捕捉间歇故障并避免连续采样所造成的软硬件资源的浪费。

为达上述目的，本发明公开一种基于电源电流的数字电路连接型间歇故障测试系统，包括：

与数字电路激励模块及间歇故障注入模块连接的被测数字电路板；

所述被测数字电路板经测试信号输出接口与分压电阻及待测电路供电电源形成测试通路；