DFT笔记28 - 技术栈

Differential fault simulation结合了下面两种方法的优点：

这个方法是逐个仿真所有faulty circuit，只观测本次仿真的faulty circuit和上次仿真的不同。用event-driven simulator可以很方便的实现这个仿真。

differential fault simulation工作的过程如下图所示（需要时参考原文）：

differential fault simulation的仿真流程图如下（和前面几个方法类似）：

这个仿真方法的问题是每一个fault的顺序都不一定是它们真实发生的顺序，如果把时序也考虑进去的话，那么这个仿真方法也需要不小的存储空间。

前面讲的故障仿真的方法都是为了让故障检测更加简单，但是实际上，故障的检测是更加困难的。

比如说有以下两类：

oscillation faults：指的是输入错误后导致输出处于不确定的状态，意味着故障可能被检测到也可能检测不到，这就增加了故障检测的难度（当然可以多测几组pattern，测到的概率就大了）
hyperactive faults过度活跃故障：例如时钟发生故障，fault-free电路和faulty电路不一样的地方很多，导致需要花费的时间和存储空间变得很大（但是这种故障是容易被检测到的，所以通常不仿真，防止仿真器爆炸）

故障仿真技术需要考虑以下几个因素：

速度（major）：serial fault simulation<parallel fault simulation< deductive fault simulation<=concurrent fault simulation< Differential fault simulation（快12倍）
需要的存储空间（major）：serial fault simulation<parallel fault simulation=PPSFP< deductive fault simulation<Concurrent fault simulation>Differential fault simulation
多值逻辑仿真的能力multivalued logic simulation capability：Serial fault simulation、concurrent fault simulation、differential fault simulation可以
delay model仿真的能力delay model simulation capability： serial fault simulation、concurrent fault simulation可以
功能模型仿真的能力functional model simulation compatibility：serial fault simulation、concurrent fault simulation、differential fault simulation可以
时序故障仿真的能力sequential fault simulation capability：serial fault simulation、parallel fault simulation、concurrent fault simulation、differential fault simulation可以

选择最合适的仿真技术就需要对应考虑：

最适合用于组合逻辑电路的仿真方法：

最适合用于时序逻辑电路的仿真方法：

不同方法应对不同情况，所选用技术算法可以切换。

即便现在的技术都在速度和存储空间上表现很不错，但是仿真还是存在存储空间爆炸和仿真时间长的问题。针对存储空间问题，有multiple-pass fault simulation 方法；针对故障仿真速度问题，有distributed fault simulation方法。

fault simulation对于大型电路来说是非常耗时的，所以人们会寻找其他省时的方案代替真正的故障仿真，比如只需要进行一次fault-free的仿真或者进行很少次数的故障仿真。

讨论两种情况：

下面几节是几种不同的方法。

切换覆盖是一种很流行的评估测试pattern的方法，因为它只需要一个fault-free仿真。

定义有两种：

故障采样技术是指只仿真一组抽样出来的fault。真实的故障覆盖率和采样后的故障覆盖率很接近（具体的数学论证方法见原文）。

采样的误差取决于两个因素：

关键路径追踪是，给定一个测试pattern t，net x有一个关键值 v，如果且仅如果x stuck at v'这个故障发生可以被t检测到。

用pattern P1和P3举两个例子。

P1举例，有7个关键net，它们的相关故障是{A/1, H/1, B/0, E/0, F/0, J/1, K/0}

P3举例，有3个关键net，它们的相关故障是{F/1, J/0, K/1}

statistical fault analysis (STAFAN) ：基于概率论

（当拓展阅读吧）

商业可用的logic simulators和所属公司如下：

fault simulators可以是单独的工具也可以是和ATPG中集成的工具：

单独用的工具：
- Cadence：Verifault-XL
- SynTest：TurboFault and TurboScan
ATPG中集成的工具：
- Cadence：Encounter Test
- Mentor Graphics：FastScan
- Synopsys：TetraMAX