Hochintegrierte Schaltungen: Prüfgerechter Entwurf und Test

Mit dem vorliegenden Lehrbuch werden erstmalig in deutscher Sprache der prüfgerechte Entwurf und der Test hochintegrierter Schaltungen in umfassender Weise behandelt. Das Werk wendet sich an alle, die in Studium, Lehre, Forschung und Entwicklung Kenntnisse auf diesem Gebiet erwerben oder vertiefen möchten. Insbesondere erhält der Schaltungsentwickler einen Überblick über die Maßnahmen, die zur Verbesserung der Testbarkeit seiner Schaltung beitragen können; der Entwickler von Entwurfssystemen findet zahlreiche, teilweise neue Algorithmen und Verfahren für den automatisierten Entwurf testbarer Schaltungen und für die zugehörige Testerzeugung. Die Verfahren werden in einem einheitlichen theoretischen Rahmen vorgestellt. Bei dieser einheitlichen Modellierung der Schaltung und der Algorithmen bleibt jedoch stets die Verbindung zur konkreten technischen Realisierung gewahrt.

Prof. Dr.-Ing. Bernd Bertsche beendete sein Maschinenbaustudium 1984 an der Universität Stuttgart. Bis 1989 war er am Institut für Maschinenelemente der Universität Stuttgart als wissenschaftlicher Mitarbeiter aktiv und promovierte dort. Von 1989 bis 1992 war er als Entwicklungsingenieur bei der Daimler Chrysler AG tätig. Hier war er unter anderem Projektleiter für die Entwicklung des 4-matic Allradantriebes. Von 1993 bis 1996 war er Professor auf dem Lehrgebiet Maschinenbau an der Fachhochschule Albstadt. Seit 1996 ist er Professor für Maschinenbau am Institut für Maschinenelemente der Universität Stuttgart und Leiter der dort angesiedelten Abteilung Zuverlässigkeitstechnik. Im April 2000 übernahm er das Amt des Geschäftsführers der Technologie Transfer Initiative (TTI GmbH) der Universität Stuttgart. Seit Mai 2001 ist Prof. Bertsche Direktor des Institutes für Maschinenelemente.
Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Peter Göhner ist Leiter des Instituts für Automatisierungs- und Softwaretechnik (IAS) an der Universität Stuttgart. Seine Hauptarbeitsgebiete sind angewandte Softwaretechnik, komponentenbasierte Softwareentwicklung von Automatisierungssystemen, Verlässlichkeit von Prozessautomatisierungssystemen, Web-Technologien in der Automatisierungstechnik und Agenten in der Automatisierungstechnik.
Prof. Dr. rer. nat. Uwe Jensen ist 1950 in Bremen geboren worden. Von 1971 bis 1976 Studium der Mathematik mit den Nebenfächern Physik und Betriebswirtschaftslehre an der TU Braunschweig, Diplom 1976. Tätigkeit als Versicherungsmathematiker in Frankfurt/Main 1976/77. Seit 1977 tätig an der Universität Hohenheim in Stuttgart, Promotion 1979, Habilitation 1987. Vertretung des Lehrstuhls Stochastik an der TU München 1993/94 und einer Professur Stochastik an der Universität Ulm 1995 bis 2003. Forschungsinteressen in mathematischer Zuverlässigkeitstheorie, Softwarezuverlässigkeit, Survival Analysis, Statistikstochastischer Prozesse. Veröffentlichung von 6 Büchern als Koautor oder Mitherausgeber und von über 50 wissenschaftlichen Artikeln in internationalen Journalen (Publikationsliste auf der Homepage). Associate Editor von Economic Quality Control. Stellvertretender Vorsitzender der Arbeitsgemeinschaft Stochastische Modelle für Zuverlässigkeit, Qualität und Sicherheit e.V. Mitglied in verschiedenen wissenschaftlichen Gesellschaften, u.a. in Bernoulli Society for Mathematical Statistics and Probability, International Statistical Institute (elected member), Deutsche Mathematiker-Vereinigung, Fachgruppe Stochastik in der DMV.
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schinköthe studierte Elektroingenieurwesen mit dem Schwerpunkt Feinwerktechnik an der Technischen Universität Dresden. Von 1981 bis 1989 arbeitete er dort als befristeter, später als unbefristeter wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Elektronik-Technologie und Feingerätetechnik, wo er 1985 promovierte. Ab 1989 war er zunächst Projektleiter bei Robotron-Elektronik Dresden und anschließend Chefkonstrukteur bei Feinmess Dresden. 1993 erhielt er einen Ruf an die Universität Stuttgart, wo er seitdem Lehrstuhl- und Institutsleiter am Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik ist. Forschungsschwerpunkte sind u. a. Aktorik, Lineardirektantriebe, Zuverlässigkeit feinwerktechnischer Antriebssysteme sowie ausgewählte Aspekte der Gerätekonstruktion.

1 Einleitung.- 1.1 Das Testproblem für hochintegrierte Schaltungen.- 1.2 Teststrategien.- 1.3 Zum Aufbau des Buches.- 2 Technologische Grundlagen.- 2.1 Fertigungsprozesse und Fehlermechanismen.- 2.2 Ausbeutemodelle.- 2.3 Der Test.- 2.4 Die Produktqualität.- 3 Schaltungs- und Fehlermodellierung.- 3.1 Ebenen der Schaltungsmodellierung.- 3.2 Die Layout-Ebene.- 3.3 Die Schalterebene.- 3.4 Die Gatterebene.- 4 Fehlersimulation.- 4.1 Prinzip der Logiksimulation.- 4.2 Klassische Verfahren der Fehlersimulation.- 4.3 Innovative Simulationsverfahren.- 4.4 Komplexität der Fehlersimulation.- 4.5 Approximative Verfahren.- 4.6 Simulation von Verzögerungs-und Übergangsfehlern.- 5 Prüfpfad-Techniken.- 5.1 Synchrone Schaltungen.- 5.2 Prüfpfad für flankengesteuerte Elemente.- 5.3 LSSD: "Level-Sensitive Scan-Design".- 5.4 Der Prüfbus ("Random Access Scan").- 5.5 "Scan/Set"-Logik.- 5.6 Auswirkungen der Prüfpfadtechnik auf Test und Systemfunktion.- 5.7 Standardisierung.- 6 Der Test mit Zufallsmustern.- 6.1 Test mit linear rückgekoppelten Schieberegistern.- 6.2 Der Testaufbau.- 6.3 Testlängen.- 6.4 Signalwahrscheinlichkeiten.- 6.5 Fehlererkennungswahrscheinlichkeiten.- 6.6 Ungleichverteilte Zufallsmuster.- 7 Deterministische Testerzeugung für Schaltnetze.- 7.1 Klassische Verfahren.- 7.2 Die Komplexität deterministischer Testerzeugimg für Schaltnetze.- 7.3 Testbarkeitsmaße für den deterministischen Test.- 7.4 Innovative Testerzeugungsverfahren.- 7.5 Vollständige Testerzeugungsprogramme.- 8 Der pseudo-erschöpfende Test.- 8.1 Das Prinzip des pseudo-erschöpfenden Tests.- 8.2 Schaltungssegmentierung.- 8.3 Pseudo-erschöpfende Testmengen.- 8.4 Pseudo-erschöpfender Test für Übergangs- und Verzögerungsfehler.- 9 Teststrategien für Schaltwerke.- 9.1 ZurKomplexität des Schaltwerkstests.- 9.2 Deterministische Testerzeugung für Schaltwerke.- 9.3 Azyklische Schaltwerksgraphen.- 9.4 Erzeugung und Anwendung deterministischer Testmuster bei azyklischem S-Graph.- 9.5 Zufallstestbare Schaltwerke.- 9.6 Der pseudo-erschöpfende Test für Schaltwerke.- 10 Selbsttestbare Schaltungen.- 10.1 Gespeicherter Selbsttest.- 10.2 Multifunktionale Testregister.- 10.3 Plazierung multifunktionaler Testregister.- 10.4 Testablaufplanung.- 10.5 Synthese der Selbstteststeuerung.- 11 Testverfahren für spezielle Strukturen.- 11.1 PLAs.- 11.2 Test von Speicherfeldern.- 11.3 Ausblick.- Literatur.- Stichwortverzeichnis.