02-임요섭

압축 테스트 패턴을 통한 효율적인 다중
고장 진단 방법
Multiple Fault Diagnosis Method
with Compressed Test Patterns
임요섭, 강성호
연세대학교 전기전자공학과
yoseop@soc.yonsei.ac.kr

차례
1. 서론 – 다중 고착 진단의 필요성
2. 압축 테스트 패턴 분석
3. 제안하는 알고리듬
4. 비교 실험 결과
5. 결론
1

서론
• 고장 진단 : 동작의 오류를 일으키는 결함의
위치와 종류를 추론해내는 과정
• 고장 진단 방법론들은 단일 결함을 가정 – 고장
진단 시간의 단축
– 다중 결함 진단이 보다 실제 결함을 정확히 반영
• 테스트 시간은 테스트 패턴의 길이와 비례
테스트 시간이 길면 비용도 증가
– 압축 테스트 패턴은 고장 간의 오류 형태 구분을
어렵게 하여 고장 진단이 어려워짐
2

압축 테스트 패턴 분석 :고장 검출 패턴수 비교 실험
Circuits
Pattern
Cycles
Double
Faults
Single
F -1
Single
F -2
Circuits
Pattern
Cycles
Double
Faults
Single
F -1
Single
F -2
c432 84 11.1 5.4 5.3 s1196 2939 37.7 16.5 22.4
c499 150 32.9 21.0 21.4 s1238 3071 28.1 13.4 14.7
c880 60 11.3 6.2 6.6 s1488 925 26.9 13.8 14.3
c1355 102 23.9 14.6 13.0 s1489 929 42.0 23.2 20.0
c1908 130 29.1 16.6 19.5 s5378 19538 96.7 42.1 57.0
c2670 116 20.8 11.1 11.1 s9234 27302 84.8 61.7 23.3
c3540 194 24.2 12.8 14.0 s13207 78189 43.1 25.9 18.2
c5315 130 23.7 13.5 14.9 s15850 51107 66.4 40.1 26.5
c6288 84 21.2 13.1 12.8 s35932 32905 76.7 26.3 50.4
c7552 136 20.4 9.9 12.9 s38584 191617 88.7 38.8 49.8
• 2개의 고장이 삽입된 경우 고장이 검출되는 패턴의 수는
각각의 단일 고장이 검출될 경우의 합과 유사
3

압축 테스트 패턴 분석 : 고장 검출 출력단 비교 실험
Circuits
POs
Double
Faults
Single
F -1
Single
F -2
Circuits
• 회로의 크기가 커지더라도, 고장이 검출되는 출력단의
수는 증가하지 않음
POs
Double
Faults
Single
F -1
Single
F -2
c432 7 4.6 3.2 3.2 s1196 14 6.7 3.2 4.7
c499 32 11.7 6.1 8.7 s1238 14 7.2 4.3 4.3
c880 26 4.4 2.0 2.9 s1488 20 3.9 2.0 2.3
c1355 32 15.1 8.7 8.7 s1489 20 6.5 4.0 3.4
c1908 25 11.6 6.6 7.3 s5378 50 6.4 2.8 4.3
c2670 140 8.0 5.4 5.4 s9234 39 1.1 1.0 1.1
c3540 22 10.3 6.9 6.9 s13207 152 3.9 3.0 1.6
c5315 123 14.4 7.1 7.8 s15850 150 2.5 2.1 1.5
c6288 32 11.3 7.1 6.1 s35932 320 1.7 1.6 1.1
c7552 108 6.3 3.4 3.4 s38584 304 1.1 1.0 1.1
4

Mask & Reinforcement Effect
• Mask :
Double Faults가 검출되지 않은 경우
– Fault A 출력 : 000100
– Fault B 출력 : 000100
– Double Fault 출력 : 000000
• Reinforcement Effect :
Double Faults가 새로운 형태인 경우
– Fault A 출력 : 011101
– Fault B 출력 : 000000
– Double Fault 출력 : 110101
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Mask & Reinforcement Effect 발생 빈도 (총 30회 실험)
Circuits
Mask
Reinforcement
Effect
Circuits
Mask
Reinforcement
Effect
c432 10 14 s1196 4 2
c499 6 27 s1238 1 1
c880 0 1 s1488 1 0
c1355 11 5 s1489 2 1
c1908 1 3 s5378 1 0
c2670 1 30 s9234 0 0
c3540 1 4 s13207 0 0
c5315 1 2 s15850 0 0
c6288 1 4 s35932 0 0
c7552 1 0 s38584 0 0
• 회로의 크기가 커지더라도, 고장 영향이 간섭되는 경우가
증가하지는 않음
6

XOR/XNOR
Circuits
XOR+XNO
R
전체
게이트수
비율(%)
c432 0+0 73 0.0
c499 20+22 194 21.6
c880 1+4 167 3.0
c1355 24+40 214 29.9
c1908 17+28 181 24.9
c2670 14+19 264 12.5
c3540 11+12 453 5.1
c5315 32+15 574 8.2
c6288 0+1 1231 0.1
c7552 1 880 0.1
Circuits 진단된 고장의 수 후보 고장의 수
c432 1.6 3.8
c499 1.1 2.3
c880 1.6 2.3
c1355 0.9 3.1
c1908 1.5 2.4
c2670 1.9 2.9
c3540 1.8 3.0
c5315 1.9 2.8
c6288 1.9 2.9
c7552 1.8 3.0
• XOR/XNOR 게이트가 많은 회로의 고장 진단 결과가
좋지 않음
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XOR/XNOR
• 고장 진단 결과가 좋지 않은 fail-log
– XNOR 게이트의 입력에 고장을 삽입한 경우
XOR OR AND
A B A ⊕ B B-sta-0 B-sta-1
0 0 0 0 1
0 1 1 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 1 0
A B A + B B-sta-0 B-sta-1
0 0 0 0 1
0 1 1 0 1
1 0 1 1 1
1 1 1 1 1
A B A • B B-sta-0 B-sta-1
0 0 0 0 0
0 1 0 0 0
1 0 0 0 1
1 1 1 0 1
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통계적 방법을 적용한 고장의 점수 계산 방법
• 기준 1 : 후보 고장과 fail log의 오류가
동일하게 나타나는 완전일치공통부분의 수
• 기준 2 : 각 출력 단 별로 양쪽 다 오류가
나타날 경우 +1 / 한쪽만 오류가 나타날 경우 -1
• 기준 3 : 모든 failing pattern을 설명하기 위한
추가적인 후보 고장
고장 점수
Failing
Pattern 1
Failing
Pattern 2
Failing
Pattern 3
Failing
Pattern 4
고장 1 93 ▣ ▣ ▣
고장 2 104 ▣ ▣
고장 3 87 ▣
고장 4 50 ▣
고장 5 23 ▣
9

비교 실험 결과
Circuits
SLAT[1]
The Proposed Algorithm
Detected Faults Candidate Faults Detected Faults Candidate Faults
c432 1.6 9.5 1.6 3.8
c499 1.2 21.5 1.1 2.3
c880 1.6 6.1 1.6 2.3
c1355 0.9 9.7 0.9 3.1
c1908 1.6 9.4 1.5 2.4
s9234 1.9 21.0 1.9 2.9
c3540 1.8 8.1 1.8 3.0
c3540 1.9 12.3 1.9 2.8
c5315 1.9 25.9 1.9 2.9
c7552 1.8 15.0 1.8 3.0
Average 1.6 13.9 1.6 2.8
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결론 및 향후 계획
• 압축 테스트 패턴을 통한 효율적인 다중 고장
진단 방법
• 장점 :
– 압축 테스트 패턴 기반
– 소요 시간 감소 – 단일 고장 시뮬레이션 사용
– 고장 진단 결과의 정확성
– 고장간의 영향도 고려됨
– 실제 결함을 찾는 노력을 줄여줌
• 향후 계획
– 시간 단축을 위한 Path-Tracing 기법 활용
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Yonsei University
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