高速復雜互連的串擾故障測試技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

本書係統、深入地介紹瞭高速復雜互連的串擾測試基本理論、原理、技術與方法，主要內容涉及三個方麵：高速復雜互連綫串擾測試、高速復雜互連結構串擾測試、高速互連通路串擾故障的ATPG技術。書中以非理想互連綫的漸進式串擾故障和復雜拓撲結構的串擾故障測試技術為核心，論述瞭復雜互連綫串擾測試方法；以過孔、球柵陣列焊點等為對象，討論復雜互連結構信號傳輸性能及等效電路、雙路徑復雜互連結構串擾及故障測試技術；以串擾尖峰脈衝及時延故障為對象，討論高速互連通路串擾故障的ATPG技術。

本書可作為從事電路與係統、電子信息技術、測控技術與儀器方嚮學術研究的科技人員及企事業單位管理人員的參考書，也可作為高等院校電路、計算機、機械製造、自動化等專業研究生和高年級本科生的教材。

目錄

第1章 緒論
1.1 信號完整性測試産生的背景
1.1.1 信號完整性及串擾問題
1.1.2 高速互連串擾測試麵臨的挑戰
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 串擾估計與仿真
1.2.2 串擾故障模型
1.2.3 串擾測試算法
1.2.4 測試工具及設備
1.3 本書的內容與結構

第2章 高速互連串擾的理論基礎及測試原理
2.1 引言
2.2 高速互連電路的基本概念及理論基礎
2.2.1 高速互連電路的基本概念
2.2.2 傳輸綫方程
2.2.3 傳輸綫的工作特性參數
2.3 串擾的定義及耦閤機理
2.3.1 串擾的定義
2.3.2 容性耦閤與感性耦閤
2.3.3 奇模與偶模傳輸模式
2.4 串擾的影響因素及特性仿真與分析
2.4.1 耦閤長度因素對串擾的影響
2.4.2 綫間距對串擾的影響
2.4.3 互連綫寬度對串擾的影響
2.4.4 跳變時間對串擾的影響
2.4.5 攻擊綫數目對串擾的影響
2.5 串擾的故障模型及測試
2.5.1 串擾的攻擊特性
2.5.2 最大攻擊者模型
2.5.3 多跳變故障模型
2.5.4 HT故障模型
2.5.5 MDSI故障模型

第3章 非理想互連幾何結構的串擾測試技術
3.1 引言
3.2 非理想互連幾何結構的定義及分類
3.2.1 基本定義
3.2.2 互連結構的分類
3.3 非理想幾何結構的串擾特性仿真與分析
3.3.1 互連綫的等分化處理
3.3.2 非均勻平行互連結構的串擾仿真與分析
3.3.3 均勻非平行互連結構的串擾仿真與分析
3.3.4 非均勻非平行互連結構的串擾仿真與分析及簡化
3.4 基於正交設計的高速互連係統漸進式串擾故障測試
3.4.1 高速互連係統幾何結構的形式化描述
3.4.2 串擾故障類型
3.4.3 串擾故障測試的基本原理
3.4.4 漸進式串擾故障的基本思想
3.4.5 基於正交設計的串擾故障主次因分析
3.5 漸進式串擾故障測試算法
3.5.1 測試算法的實現
3.5.2 不同故障模型算法的對比
3.6 仿真實驗結果

第4章 復雜拓撲結構高速互連的串擾測試技術
4.1 引言
4.2 復雜互連拓撲結構串擾特性分析
4.2.1 復雜互連拓撲結構對串擾的影響分析
4.2.2 三態雙嚮信號對串擾的影響分析
4.3 復雜拓撲結構互連串擾故障測試CFMC方法
4.3.1 CFMC方法的基本思想
4.3.2 互連拓撲結構的描述及約簡
4.3.3 互連拓撲結構錶達
4.3.4 互連拓撲結構的約簡
4.3.5 三態雙嚮網絡的互斥約簡
4.4 CFMC測試生成算法
4.4.1 復雜拓撲結構互連串擾影響因素的主次因分析
4.4.2 測試算法的實現
4.5 仿真實驗結果

第5章 復雜互連結構信號傳輸性能分析及等效電路
5.1 引言
5.2 過孔與BGA焊點
5.2.1 過孔
5.2.2 BGA焊點
5.3 復雜互連結構模型傳輸性能分析
5.3.1 復雜互連結構模型
5.3.2 頻率變化的影響
5.3.3 介電常數的影響
5.3.4 過孔結構參數對傳輸性能的影響
5.3.5 BGA焊點結構參數對傳輸性能的影響
5.4 復雜互連結構等效電路建模
5.4.1 印製綫的高頻特性
5.4.2 過孔的寄生效應
5.4.3 焊點的寄生效應
5.4.4 復雜互連結構等效電路模型及其分析

第6章 雙路徑復雜互連結構串擾分析及故障測試技術
6.1 引言
6.2 雙路徑復雜互連結構串擾分析
6.2.1 雙路徑復雜互連結構模型
6.2.2 頻率變化對串擾的影響
6.2.3 過孔結構參數對串擾的影響
6.2.4 BGA焊點結構參數對串擾的影響
6.2.5 路徑間距變化對串擾的影響
6.3 雙路徑復雜互連結構等效電路建模
6.3.1 邊緣場與串擾的關係
6.3.2 路徑間耦閤強度與串擾的關係
6.3.3 雙路徑復雜互連結構等效電路模型
6.4 雙路徑復雜互連結構故障測試
6.4.1 故障電壓檢測法的基本思想
6.4.2 故障電壓檢測法流程圖
6.4.3 電壓數據有效性的判定方法
6.4.4 故障函數提取方法
6.5 故障測試與驗證
6.5.1 過孔裂紋故障測試與驗證
6.5.2 焊點空洞故障測試與驗證

第7章 高速互連通路串擾故障的ATPG技術
7.1 引言
7.2 串擾故障測試問題及其定義
7.2.1 基本問題及其定義
7.2.2 OCFAN與BFAN算法的基本思想
7.3 串擾故障測試生成的OCFAN算法
7.3.1 故障類型及時間參數
7.3.2 11值邏輯變量與真值錶
7.3.3 OCFAN算法的基本流程
7.4 OCFAN算法的故障傳播
7.4.1 故障傳播條件
7.4.2 傳播路徑
7.4.3 敏化策略
7.5 OCFAN算法的反嚮迴推
7.5.1 反嚮迴推的基本流程
7.5.2 多重迴推的目標值
7.6 最大時間攻擊優化模型與仿真實驗及驗證
7.6.1 優化模型
7.6.2 應用算例
7.6.3 仿真實驗及驗證
7.7 串擾時延故障測試算法-BFAN
7.7.1 真值錶與蘊含
7.7.2 BFAN算法的基本流程
7.8 BFAN算法驗證結果及分析
7.8.1 BFAN算法測試矢量生成過程
7.8.2 時延信息的確定
7.8.3 串擾故障的激勵模型
7.8.4 驗證與分析
參考文獻

前言/序言

隨著電路係統嚮著規模極大化、工藝尺寸微小化、工作速度高速化和時鍾頻率高頻化方嚮快速發展，高速互連中幾何尺寸持續縮小、互連綫間距逐步減小，布綫密度大幅度提高，門與門、模塊與模塊、單元與單元、芯片與芯片之間互連綫的傳輸綫效應日趨明顯，耦閤噪聲對電路傳輸性能的影響日益突齣，由此産生瞭串擾、過衝、下衝、振蕩等一係列信號完整性問題。在信號完整性問題中，串擾成為瞭高速互連電路設計、分析中不容忽視的嚴峻問題。

當高速互連在工作過程中受到噪聲、電磁乾擾、製造工藝等非確定性因素所産生的結構變化（如工藝隨機擾動、封裝引綫、工藝波動造成的尺寸偏差等）的影響時，會齣現由於串擾故障所導緻的係統失效，而串擾故障模型及測試方法是保證高速電路性能質量和可靠性的關鍵所在。傳統的電路故障模型以固定型故障為主，然而，串擾故障具有明顯的瞬態性，與信號的跳變方嚮、跳變時間等相關，耦閤電容和耦閤電感與互連幾何結構相關性增強，傳統故障模型已不能完全適應。同時，高速電路中存在著大量的高速復雜互連綫、互連結構、互連單元（如焊點、過孔）以及互連通路ATPG問題等，對高速互連的傳輸性能帶來瞭新的挑戰。因此，作者在對以上問題長期研究的基礎上，結閤研究中取得的成果編寫瞭本書。

本書全麵論述瞭高速復雜互連的串擾故障測試技術與方法，共分為7章。第1章緒論討論瞭信號完整性測試産生的背景、國內外研究現狀以及本書的主要結構等。其餘章節作為技術知識內容可以分為三大部分。其中，第一部分（第2~4章）從串擾的理論基礎及測試原理齣發，討論瞭串擾的基本概念、影響因素及串擾故障模型，著重對非理想互連幾何結構及復雜拓撲結構兩個復雜互連對象下的串擾測試技術與方法分彆進行瞭研究和論述；第二部分（第5~6章）以過孔及球柵陣列焊點復雜互連單元為對象，分析瞭其傳輸性能及等效電路，著重對由復雜互連單元組成的雙路徑中串擾測試問題進行瞭研究與論述，討論瞭基於故障電壓檢測法串擾故障測試技術；第三部分（第7章）針對高速互連通路串擾故障的ATPG技術，研究瞭以基於FAN算法的尖峰脈衝故障APTG測試方法以及串擾時延故障測試方法。

本書的主要技術知識內容匯集瞭桂林電子科技大學尚玉玲副研究員近年來的部分研究成果，指導碩士研究生（張培、馬劍鋒、郭航、石光耀、麯禮等）的學位論文工作的部分成果，以及與江蘇大學博士後導師楊平教授閤作研究的成果。其中部分研究成果已經在高速互連串擾故障測試研究領域的相關學術刊物和學術會議上發錶。本書由尚玉玲副研究員主持撰寫，李春泉參與瞭第7章內容的撰寫與整理。部分在讀碩士研究生孫麗媛、於浩、豆鑫鑫、尹寶山、談敏等參與本書的排版、校對等工作，在此錶示衷心的感謝。

本書所匯集的部分科研成果是在國傢自然科學基金“麵嚮TSV的三維集成電路故障非接觸測試方法研究”（61661013）、國傢自然科學基金“高速電路互連的信號完整性故障與測試方法研究”（61102012）、國傢自然科學基金“復雜環境下汽車綫束布綫網絡拓撲結構生成及可靠性分析方法研究”（51465013）、廣西自動檢測技術與儀器重點實驗室主任基金“SOC核間互連的串擾故障測試方法研究”（YQ15109）等資助下完成的，並且得到瞭美國北卡羅來納州立大學Yuanshin Lee教授、江蘇大學楊平教授、西安電子科技大學李玉山教授、西安電子科技大學劉洋副教授等同行的支持和幫助，在此錶示衷心的感謝。

由於信號完整性測試學科方嚮本身具有的前沿性、多學科性與學科交叉性，研究對象、研究方法以及工程化方嚮方麵都在快速變化著，新的需求、新的特徵以及新的挑戰不斷齣現，因此，本書作為專門介紹與探討串擾測試技術的書籍，既是入門讀物，又具有一定的專業知識深度，書中各章均以描述基本原理及現階段研究成果為主，希望能夠引導讀者對信號完整性測試這個學科方嚮發生興趣，進而共同參與和推動高速復雜互連串擾故障測試技術的發展。

由於作者水平和經驗有限，書中難免存在疏漏之處，懇請讀者批評指正。

作 者

2017年4月

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