Testing the blade resilient asynchronous template : a structural approach

Abstract

Atualmente, a abordagem síncrona é a mais utilizada em projeto de circuitos integrados por ser altamente automatizado pelas ferramentas comerciais e por incorporar margens de tempo para garantir o funcionamento correto nos piores cenários de variações de processo e ambiente, limitando otimizações no período do relógio e aumentando o consumo de potência. Por um lado, circuitos assíncronos apresentam algumas vantagens em potencial quando comparados com os circuitos síncronos, como menor consumo de potência e maior vazão de dados, mas também podem sofrer com variações de processo e ambiente. Por outro lado, circuitos resilientes são uma alternativa para manter o circuito funcionando na presença de efeitos de variação. Sendo assim, foi proposto o circuito Blade que combina as vantagens de circuitos assíncronos com circuitos resilientes. Blade utiliza latches em sua implementação e mantém seu desempenho em cenários de caso médio. Independentemente do estilo de projeto (síncrono ou assíncrono), durante o processo de fabricação de circuitos integrados, algumas imperfeições podem acontecer, causando defeitos que reduzem o rendimento de fabricação. Circuitos defeituosos podem apresentar um comportamento falho, gerando uma saída diferente da esperada, devendo ser identificados antes de sua comercialização. Metodologias de teste podem ajudar na identificação e diagnóstico desse comportamento falho. Projeto visando testabilidade (do inglês, Design for Testability - DfT) aumenta a testabilidade do circuito adicionando um grau de controlabilidade e observabilidade através de diferentes técnicas. Scan é uma técnica de DfT que fornece para um equipamento de teste externo acesso aos elementos de memória internos do circuito, permitindo inserção de padrões de teste e comparação da resposta. O objetivo deste trabalho é propor uma abordagem de DfT estrutural, completamente automática e integrada com as ferramentas comerciais de projeto de circuitos, incluindo uma série de métodos para lidar com os desafios relacionados ao teste de circuitos assíncronos e resilientes, com foco no Blade. O fluxo de DfT proposto é avaliado usando um módulo criptográfico e um microprocessador. Os resultados obtidos para o módulo criptográfico mostram uma cobertura de falha de 98,17% para falhas do tipo stuck-at e 89,37% para falhas do tipo path-delay, com um acréscimo de área de 112,16%. Os resultados obtidos para o microprocessador mostram uma cobertura de 96,04% para falhas do tipo stuck-at e 99,00% para falhas do tipo path-delay, com um acréscimo de área de 50,57%.