[發(fā)明專利]一種基于信息熵的集成電路故障診斷方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410796474.1
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104483620A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 謝永樂;謝暄;李西峰;謝三山;畢東杰;周啟忠;袁太文;盤龍;呂玨;李帥霖
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;成都工業(yè)學院
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G01R31/3193
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 王璐瑤

技術領域

本發(fā)明屬于集成電路測試領域，特別涉及一種基于信息熵的集成電路故障診斷方法。

背景技術

在業(yè)界，集成電路的故障診斷具有重要工程價值，也是一個富有挑戰(zhàn)性的問題，對模擬集成電路的參數型故障的診斷尤是如此。目前，盡管大量的電子系統(tǒng)可以完全使用數字技術來構建，但在諸如濾波器、模數轉換器、鎖相環(huán)電路中，模擬元件和電路仍然是基本、必不可少的部分。同時，由于測點有限、缺失典型的故障模型、存在元件的容差，以及元件的非線性效應，使模擬電路的故障診斷一直是一個困難重重的問題，目前有許多研究工作正試圖攻克這一難題。

已有的模擬集成電路故障診斷的典型方法有神經網絡方法，靈敏度分析與模糊分析方法，這些方法存在明顯的弊端，比如：執(zhí)行時間過長帶來的算法時間復雜度偏高，要求多個測試節(jié)點等。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種基于信息熵的集成電路故障診斷方法，該方法在噪聲中診斷參數型故障效果好，魯棒性強，且只需單測點，對電流信號和電壓信號皆適用，計算復雜度低。

為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

本發(fā)明的基本原理是：提取被測電路輸出概率密度函數中包含的熵信息，將被測集成電路輸出響應的Rényi熵作為參數型故障的特征。Rényi熵作為香農熵的一般形式，滿足次可加性。采用帶有Rényi熵的拉格朗日乘數法，推導出被測信號的功率譜；根據數學理論，一個隨機變量的非負功率譜可以歸一化為該隨機變量的概率密度函數。對概率密度函數使用最大似然估計，得到Rényi熵表達式中自由參數α的最佳估計，最后根據概率密度函數和自由參數α，計算出被測電路輸出的Rényi熵，將其作為元件參數的特征，通過比較無故障電路輸出和實測電路輸出的Rényi熵，完成電路的故障診斷。

具體而言，本發(fā)明提出的一種基于信息熵的集成電路故障診斷方法，步驟如下：

(1)將被測電路的各個元件參數設置為標稱參數，對該被測電路進行實測或仿真，得到各元件標稱參數下的無故障被測電路的輸出電壓值或電流值。

(2)對步驟(1)中得到的輸出電壓值或電流值采用拉格朗日乘數法，計算得到各元件標稱參數下的無故障被測電路輸出電壓或電流的概率密度函數。

(3)對步驟(2)中得到的概率密度函數采用最大似然法，計算得到各元件標稱參數下的無故障被測電路輸出Rényi熵定義公式中的自由參數α；自由參數α為Rényi熵定義公式HR(α,f)=11-αln(∫-ωωpα(f)df)]]>中的α。

(4)根據步驟(2)中得到的概率密度函數和步驟(3)中得到的自由參數α，計算得到各元件標稱參數下的無故障被測電路輸出的Rényi熵值A。

(5)對未知故障的被測電路進行實測，得到未知故障被測電路的輸出電壓值或電流值。

(6)對步驟(5)中得到的輸出電壓值或電流值采用拉格朗日乘數法，計算得到未知故障被測電路輸出電壓或電流的概率密度函數。