[發(fā)明專利]針對(duì)微機(jī)電集成系統(tǒng)的內(nèi)建自測(cè)試系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210360676.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN102879729A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李佳;王瑋冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心
• 主分類號(hào): G01R31/3167
• 分類號(hào): G01R31/3167
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機(jī)電集成系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種能夠應(yīng)用于微機(jī)電集成系統(tǒng)的內(nèi)建自測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖(ITRS:International?Technology?Roadmap?for?Semiconductors)近年來的分析報(bào)告，微機(jī)電集成系統(tǒng)（Micro-Electromechanical?System:MEMS）已成為“后摩爾定律”路線中的核心發(fā)展方向。然而，由于MEMS中通常集成了包含數(shù)字電路、模擬電路、傳感器、執(zhí)行器、存儲(chǔ)器多種不同結(jié)構(gòu)的器件，其需要多樣化且集成化的測(cè)試訪問機(jī)制；另外，由于MEMS通常應(yīng)用于對(duì)可靠性要求較高且人們不易直接控制的領(lǐng)域中，例如航空航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、通訊、軍事、核電等，需要設(shè)計(jì)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及修復(fù)的機(jī)制。

目前已有的MEMS測(cè)試方案往往是采用對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械與電路部分分開測(cè)試之后集成的方案，不利于提高集成后MEMS系統(tǒng)的產(chǎn)率以及測(cè)試質(zhì)量；另一方面，已有的MEMS設(shè)計(jì)方案往往不能滿足MEMS產(chǎn)品在應(yīng)用過程中的實(shí)時(shí)檢測(cè)與修復(fù)的高可靠性功能需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出了一種適用于MEMS的內(nèi)建自測(cè)試（Built-In-Self-Test:BIST）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)提高M(jìn)EMS可靠性、提高M(jìn)EMS測(cè)試質(zhì)量的目的。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所提出的針對(duì)微機(jī)電集成系統(tǒng)的內(nèi)建自測(cè)試系統(tǒng)包括：偽隨機(jī)數(shù)字測(cè)試激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生器、數(shù)字測(cè)試激勵(lì)與模擬激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器、電激勵(lì)信號(hào)與機(jī)械激勵(lì)轉(zhuǎn)換器、機(jī)械響應(yīng)與模擬響應(yīng)轉(zhuǎn)換器、模擬響應(yīng)與數(shù)字響應(yīng)轉(zhuǎn)換器、期望響應(yīng)比較器；所述偽隨機(jī)數(shù)字測(cè)試激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生器的輸出端依次連接數(shù)字測(cè)試激勵(lì)與模擬激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換器、電激勵(lì)信號(hào)與機(jī)械激勵(lì)轉(zhuǎn)換器，電激勵(lì)信號(hào)與機(jī)械激勵(lì)轉(zhuǎn)換器的輸出作用到待測(cè)機(jī)械部件，所述待測(cè)機(jī)械部件的物理測(cè)試響應(yīng)再依次連接到機(jī)械響應(yīng)與模擬響應(yīng)轉(zhuǎn)換器、模擬響應(yīng)與數(shù)字響應(yīng)轉(zhuǎn)換器，所述模擬響應(yīng)與數(shù)字響應(yīng)轉(zhuǎn)換器的輸出端和偽隨機(jī)數(shù)字測(cè)試激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生器的輸出端連接到期望響應(yīng)比較器；首先利用偽隨機(jī)數(shù)字測(cè)試激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生器生成數(shù)字測(cè)試激勵(lì)序列，然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換、電信號(hào)與物理信號(hào)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為物理測(cè)試激勵(lì)，應(yīng)用于待測(cè)機(jī)械部件后得到物理測(cè)試響應(yīng)，然后將物理測(cè)試響應(yīng)通過物理信號(hào)與電信號(hào)轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字測(cè)試響應(yīng)序列，最后將實(shí)際的數(shù)字測(cè)試響應(yīng)序列與偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器生成的數(shù)字測(cè)試激勵(lì)序列一起發(fā)送至期望響應(yīng)比較器獲得待測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試判定結(jié)果；若系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)，將實(shí)際的測(cè)試響應(yīng)序列發(fā)送至片外以供故障診斷使用。

所述偽隨機(jī)數(shù)字測(cè)試激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生器生成將被應(yīng)用于MEMS系統(tǒng)測(cè)試的數(shù)字激勵(lì)序列，是一個(gè)偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器，其特征多項(xiàng)式：P(x)=a₀+a₁x+…+a_nxⁿ決定了這個(gè)偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器所能產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列的狀態(tài)覆蓋范圍及跳變循環(huán)規(guī)律，其中a₀,a₁,…,a_n表示寄存器序列中每個(gè)寄存器的反饋系數(shù)，若一個(gè)寄存器前存在反饋信號(hào)則其反饋系數(shù)為1，否則為0；為提高測(cè)試故障覆蓋率，針對(duì)不同的MEMS系統(tǒng)，設(shè)計(jì)具有不同特征多項(xiàng)式的偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器。

所述期望響應(yīng)比較器首先提取與待測(cè)MEMS系統(tǒng)特征相符合的模型函數(shù)，并將其用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)，從而將輸入的偽隨機(jī)測(cè)試激勵(lì)序列在邏輯函數(shù)電路的運(yùn)算結(jié)果作為期望測(cè)試響應(yīng)序列，將期望測(cè)試響應(yīng)序列與實(shí)際測(cè)試響應(yīng)序列逐位異或比較，當(dāng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位有不同的邏輯值時(shí)，將其報(bào)給指示單元，并將錯(cuò)誤結(jié)果輸出至片外。

所述指示單元由一個(gè)寄存器單元構(gòu)成，在默認(rèn)條件下初始邏輯值為0，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)與期望響應(yīng)不符時(shí)，所述指示單元的邏輯值跳變?yōu)?以指示測(cè)試結(jié)果不通過，當(dāng)本組測(cè)試激勵(lì)比較完畢后，所述指示單元又恢復(fù)至默認(rèn)邏輯值0。