Diagnosis of Electrical Failures in Logic Systems

Les dernières technologies comme la 65nm, 45nm et la nouvelle technologie 32nm qui sera disponible à la fin de 2010, permettent la production de circuits de plus en plus complexes avec des performances très élevées. Ces nouvelles technologies imposent donc de nouveaux challenges pour la conception de circuits, mais également pour les méthodologies de test de fabrication et de diagnostic. De ce point de vue, les défaillances observées dans ces technologies ne peuvent pas être modélisées par des fautes classiques de collage. Les fautes de délai, de court-circuit, de circuit ouvert, etc. doivent également être prises en compte. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a été de développer une méthode de diagnostic logique capable à la fois de traiter un ensemble complet de modèles de fautes et de fournir une localisation fiable et précise des défaillances dans un système sur puce. Ce manuscrit est organisé comme suit. Dans la première partie, les modèles de faute existants sont analysés afin de montrer les conditions de sensibilisation de chacun d'eux. La deuxième partie présente une méthode de diagnostic logique basée sur une approche « Effet-à-Cause». La dernière partie propose une nouvelle technique de diagnostic basée sur une approche « Cause-à-Effet » et permettant de traiter les circuits séquentiels. Les deux approches de diagnostic proposées exploitent les conditions de sensibilisations afin de cibler un ensemble élargi de modèles de fautes durant le processus de diagnostic. Les deux techniques sont validées sur un ensemble important de circuits benchmark et sur des systèmes sur puce fournis par la société STMicroelectronics.Latest technologies like 65nm, 45nm and the next 32nm technology available at the end of 2010, allow the production of more and more complex and vey high performance circuits. These technologies lead to face with new challenges related to design, test and diagnosis. From this perspective, failures observed in these recent technologies can no longer be modeled by the classical stuck-at fault model. Delay faults, short-circuits, opens, etc. have also to be considered. In this context, the purpose of this thesis has been to develop a logic diagnosis approach able to deal with many types of faults as well as providing an accurate and reliable localization of failures in a system on chip. This manuscript is organized as follows. In the first part, existing fault models are analyzed in order to show the sensitization conditions related to each of them. The second part presents a logic diagnosis method based on the 'Effect-Cause' paradigm. The last part proposes another diagnosis technique based on the 'Cause-Effect' paradigm to deal with sequential circuits. The two proposed diagnosis approaches exploit the sensitization conditions in order to be able to consider a large set of fault models during the diagnosis process. Both techniques have been validated on a large set of benchmark circuits and on System-On-Chips provided by STMicroelectronics