Huffman 압축 기법을 적용한 ROM 기반 Logic BIST 구현
ROM-Based Logic BIST Implementation Using Huffman Compression
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초록
집적도의 증가로 인해 IC 설계가 복잡해짐에 따라 높은 신뢰성이 요구되며, 이에 따라 제조 결함 검출을 위한 테스트의 중요성이커지고 있다. 특히 자동차와 같은 Safety-Critical 시스템에 적용되는 IC는 오작동이 치명적인 결과로 이어질 수 있어, 시스템이 동작하기 전에 정상 여부를 사전에 확인하는 절차가 필수적이다. Logic BIST는 회로 내부에서 테스트 패턴을 생성하고 결과를 자체평가함으로써 외부 장비 없이도 테스트를 수행할 수 있지만, 랜덤 패턴의 한계로 인해 특정 결함에 대한 검출률이 낮다는 문제가존재한다. 본 연구에서는 ATPG 패턴을 무손실 압축하여 ROM에 저장하고, 이를 복원하여 Logic BIST에 적용하는 구조를 제안한다. 특히 Huffman Coding을 활용하여 ROM 내 저장 효율을 극대화함과 동시에 정확한 복원이 가능하게 했으며, 이를 통해 기존LBIST 구조 대비 높은 Test Coverage를 확보하면서도 회로 오버헤드는 최소화하였다. 제안된 구조는 자동차용 IC와 같이 시스템동작 전 고신뢰성 검증이 요구되는 응용 분야에 효과적으로 적용될 수 있다.
Abstract
With the increasing integration density, IC design has become significantly more complex, which in turn hasincreased the demand for reliability and the importance of testing for manufacturing defects. In particular, ICsused in safety-critical systems such as automotive electronics must be verified to be fault-free before system activation,as any malfunction could result in catastrophic consequences. Logic Built-In Self-Test (LBIST) enables test patterngeneration and response evaluation within the circuit itself, allowing testing without external equipment. However,due to its reliance on pseudo-random patterns, LBIST may exhibit limited fault coverage for certain types of defects. To address this limitation, this study proposes a LBIST architecture in which Automatic Test Pattern Generator(ATPG)-generated patterns are losslessly compressed and stored in ROM, then restored and applied during the test phase. Huffman coding is employed to maximize storage efficiency within the ROM while ensuring accurate reconstructionof test data. The proposed approach achieves higher test coverage than conventional LBIST structures whileminimizing hardware overhead. As such, it is well-suited for automotive ICs and other applications requiringhighly reliable pre-operation validation.