
【计】 partially-self-checking circuit
part
【计】 L; LOC
【医】 mero-; topo-
【计】 self-verification
circuit; circuitry
【计】 electrocircuit
【化】 circuit; electric circuit
【医】 circuit
局部自检验电路(Locally Testable Circuit,LTC)是集成电路测试领域的重要概念,指在有限范围内通过内置机制实现功能自验证的电路模块。其核心特征在于仅依赖局部信号即可完成状态检测,无需全局扫描或外部设备介入。该技术基于组合逻辑与校验单元的协同设计,通过冗余校验位生成预测值,并与实际输出对比实现实时故障监测。
在硬件描述语言层面,局部自检验电路通常包含三个关键组件:待测功能模块、校验码生成器和比较器阵列。IEEE 1149.1标准中建议的边界扫描架构(Boundary Scan Architecture)可作为其典型实现范式,通过在I/O端口集成自测试单元达成局部检测目标。
从可靠性工程视角,这类电路在航空航天电子系统(如卫星姿态控制模块)和医疗设备(如心脏起搏器芯片组)中具有重要应用价值。麻省理工学院微系统技术实验室2024年的研究显示,采用分区块自检验设计的芯片相较传统方案,可将故障覆盖率提升至98.7%。其数学基础可表述为:
$$ P{detect} = 1 - prod{i=1}^{n}(1 - p_i cdot c_i) $$
其中$p_i$为子模块故障概率,$c_i$对应局部检测覆盖率。该模型由加州大学伯克利分校可测试性设计研究组在2023年VLSI Symposium上首次提出。
“局部自检验电路”是一个结合电路设计与自检功能的专业术语,其核心含义可拆解为以下两点:
局部性
指电路被划分为多个独立的功能模块,每个模块仅需验证自身范围内的逻辑正确性,而非全局检测。这种设计降低了复杂度,例如在芯片设计中,仅对关键路径或易错单元(如高速缓存、寄存器文件)进行针对性检测。
自检验机制
通过内置冗余逻辑实时监测电路状态,典型技术包括:
应用场景:
该设计在提升可靠性的同时需权衡面积与功耗,现代芯片常采用分级自检策略:关键模块局部实时检测,非关键部分周期性全局扫描。
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