第1章 緒論

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、社會(huì)需求和生產(chǎn)的發(fā)展，集成電路制造工藝水平日新月異，其復(fù)雜程度不斷增加、時(shí)鐘頻率越來越高、特征尺寸日益縮小，并且數(shù)?；旌想娐分饾u增多，從而使電路的可測性下降，即可控性和可觀測性系數(shù)日益降低。尤其是進(jìn)入7nm時(shí)代及超高集成度的發(fā)展階段之后，超大規(guī)模集成電路（VLSI）晶體管的特征尺寸約以每年10.5%的速度縮小，使其密度約以每年22.1%的速度增長。這導(dǎo)致晶體管數(shù)與芯片引腳數(shù)的比值快速提高，訪問內(nèi)部晶體管的能力迅速降低，從而使VLSI的測試成本和難度顯著提高。據(jù)研究稱，VLSI的測試費(fèi)用占制造成本的35%～55%。

在市場競爭日益激烈的情況下，產(chǎn)品的市場壽命相較于開發(fā)周期變得越來越短，測試對產(chǎn)品的開發(fā)周期及上市時(shí)間的影響力不斷增大。傳統(tǒng)的測試方法已經(jīng)很難滿足需要，為了全面、有效地驗(yàn)證復(fù)雜集成電路設(shè)計(jì)與制造的正確性，可測試性設(shè)計(jì)（DFT）方法應(yīng)運(yùn)而生。

隨著集成電路復(fù)雜程度的日益提高，在電路的故障診斷理論和方法方面的研究需求日漸緊迫。目前，復(fù)雜電路的故障診斷能力的進(jìn)步，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電路的設(shè)計(jì)的發(fā)展。影響電路狀態(tài)的內(nèi)、外因素眾多，雖然隨著可靠性的提高故障率越來越低，但電路故障還是偶有發(fā)生，輕則導(dǎo)致電路原有功能的喪失，重則危及人員生命安全和造成社會(huì)財(cái)產(chǎn)的災(zāi)難性損失。因此，為了保證設(shè)備中電子功能模件正?？煽窟\(yùn)行，預(yù)測和消除電路故障是亟待研究的重要問題。

電子功能模件在現(xiàn)代儀器、設(shè)備及系統(tǒng)中占有重要的地位，并對整體的可靠性、安全性及有效性產(chǎn)生重要的影響。要想提高其可靠性和安全性，需要做好兩方面的工作：一是采用可測性設(shè)計(jì)的方法，保證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；二是采用狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)，確保安裝、運(yùn)行、維護(hù)及故障診斷的及時(shí)、準(zhǔn)確，預(yù)防和消除故障，延長電子功能模件的使用壽命。

總之，可測性設(shè)計(jì)的應(yīng)用能使復(fù)雜設(shè)備及系統(tǒng)具備高測量精度、高測試覆蓋率等優(yōu)點(diǎn)，還可以解決傳統(tǒng)方法測試成本高、資源浪費(fèi)及使用和維護(hù)不便等問題；故障診斷技術(shù)的合理應(yīng)用，有利于科學(xué)合理地安排和減少維護(hù)時(shí)間，提高產(chǎn)品的可用率，降低產(chǎn)品的后期維護(hù)費(fèi)用，尤其能夠減少及至避免災(zāi)難性事故的發(fā)生，因此開展可測性設(shè)計(jì)與故障診斷技術(shù)研究具有重要意義。

本書主要對電路的可測性設(shè)計(jì)與智能故障診斷的理論和方法的研究成果進(jìn)行了梳理，希望推動(dòng)可測性設(shè)計(jì)與故障診斷理論的發(fā)展，促進(jìn)相應(yīng)技術(shù)方法在實(shí)踐中得到越來越普遍的應(yīng)用，從而提高集成電路及電子產(chǎn)品的綜合水平。