e data standard hardwar ee hardwar defective simulation figure … · 2002. 7. 3. · experimental...
TRANSCRIPT
Fig
ure
For
mat
Sim
ulat
ion
Har
dwar
e da
taD
efec
t-fr
ee
Def
ecti
ve
Har
dwar
e da
ta
} }}Stan
dard
}W
avef
orm
999
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
Pre
Pos
t
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500
0500
0Vm i l l i v o l t s
010
2030
4050
6070
8090
100
ICs
data
ICs
❏E
xper
imen
ts to
det
erm
ine
rela
tive
cont
ribut
ion
of p
ower
sup
ply
,in
tern
odal
, wel
l and
sub
stra
te c
oupl
ing
mec
hani
sms
to o
ff-pa
thS
igna
ture
Wav
efor
ms.
➥R
esul
ts to
be
used
to d
eter
min
e th
e nu
mbe
r an
d po
sitio
n of
the
test
poi
nts.
❏F
requ
ency
dom
ain
Sig
natu
re W
avef
orm
s to
be
com
pare
d w
ithtim
e do
mai
n S
igna
ture
Wav
efor
ms.
❏C
ore
logi
c pr
obin
g ex
perim
ents
to d
eter
min
e fil
terin
g ef
fect
s of
pad
driv
ers.
❏O
ther
har
dwar
e ex
perim
ents
to d
eter
min
e de
tect
abili
ty o
f oth
erty
pes
of b
ridge
s an
d op
ens.
Fut
ure
Wor
k
Oth
er E
xper
imen
ts
Fre
quen
cy D
omai
n A
naly
sis
Mod
elin
g E
xper
imen
ts
✔V
aria
tions
are
mea
sura
ble
both
on
and
off t
he s
ensi
tized
pat
hs.
✔F
or b
ridgi
ng d
efec
ts, r
egio
nal v
aria
tion
in S
igna
ture
Wav
efor
ms
can
be u
sed
to d
istin
guis
h be
twee
n de
fect
-fre
e an
d de
fect
ive
devi
ces.
✘O
pen
drai
n de
fect
s ar
e m
ore
diffi
cult
to d
etec
t bec
ause
varia
tions
are
sm
alle
r an
d m
ay b
e m
aske
d by
pro
cess
varia
tions
.
✔E
xper
imen
ts s
how
cor
rela
tion
of S
igna
ture
Wav
efor
ms
due
topr
oces
s va
riatio
n an
d th
e re
latio
nshi
p be
twee
n th
e m
agni
tude
of th
is v
aria
tion
and
the
leng
th o
f the
sen
sitiz
ed p
ath.
✔T
SA
is a
ble
to d
etec
t del
ay fa
ults
of a
ny s
ize
and
does
not
requ
ire r
obus
t tes
t seq
uenc
es.
Con
clus
ions
Exp
erim
enta
l Res
ults
Ope
n D
rain
Exp
erim
ent #
210 0
3.750 0
3.75 0
3.75 0
3.75 0
3.75 0
3.75 0
3.750
-10
010
2030
4050
6070
8090
100
I DD m i l l i a m p s
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
SIM
nano
sec
s
370
421 m i l l i v o l t s
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
Pre
Pos
t
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
Pre
Pos
t
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
329
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
Pre
Pos
t
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
m i l l i v o l t s
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
m i l l i v o l t s0
1020
3040
5060
7080
9010
0
Exp
erim
enta
l Res
ults
Ope
n D
rain
Exp
erim
ent #
2
329
370
69 0/1/
0
✷
A BC
D
223
...42
1...
431
...
430
...0
432
...
PIs
not s
how
n ar
ehe
ld lo
w
Vdd
A B
D COut
4 in
put
NA
ND
gat
e
Ope
n D
rain
Exp
erim
enta
l Res
ults
Ope
n D
rain
Exp
erim
ent #
1I D
D
431
421
223 v o l t s
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
Pre
Pos
tna
no s
ecs
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
Pre
Pos
t
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
Pre
Pos
t
DF
#1D
F#2
DF
#3O
D#1
OD
#2O
D#3
OD
#4
ST
D
SIM
nano
sec
s
10 03.
750 03.
75 03.
75 03.
75 03.
75 03.
75 03.
750-1
0
010
2030
4050
6070
8090
100
m i l l i v o l t s
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
5 02.50 02.5 02.5 02.5 02.5 02.5 02.5 02.50 2.5
010
2030
4050
6070
8090
100
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
m i l l i a m p s m i l l i v o l t s
Exp
erim
enta
l Res
ults
Ope
n D
rain
Exp
erim
ent #
1
✷01/
0/1
0
10/1/
0
0/1/
0
0/1/
0S
tatic
1/0
/1 h
azar
d
421
430
432
A B C D
Vdd
A B
D COut
4 in
put N
AN
D g
ate
Op
en D
rain
223
...32
9...
370
...43
1...
0
Stat
ic37 43
PIs
not
sho
wn
are
held
low
Logi
c no
t sho
wn
sign
als
haza
rd
Exp
erim
enta
l Res
ults
Brid
ging
Exp
erim
ent #
2I D
D
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
Pre
Pos
t
431
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
Pre
Pos
t
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
Pre
Pos
t
223
432
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
SIM
nano
sec
s
v o l t sm i l l i v o l t s
m i l l i a m p s
10 03.
750 03.
75 03.
75 03.
75 03.
75 03.
75 03.
750-1
0
010
2030
4050
6070
8090
100
m i l l i v o l t s
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
5 02.50 02.5 02.5 02.5 02.5 02.5 02.5 02.50 2.5
010
2030
4050
6070
8090
100
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
Exp
erim
enta
l Res
ults
Brid
ging
Exp
erim
ent #
2
421
69 0/1/
0
0
431
1
Brid
ge
0
432
1
223
...1
329
...1
370
...1
430
...0
82...
1
69
223
329
421
370
430
432
431
Ext
ra p
iece
of s
econ
d-le
vel m
etal
crea
tes
a br
idge
PIs
not
sho
wn
are
held
low
Exp
erim
enta
l Res
ults
Brid
ging
Exp
erim
ent #
1
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
SIM
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
Pre
Pos
t
223
nano
sec
s
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
Pre
Pos
tna
no s
ecs
DF
#1D
F#2
DF
#3B
R#1
BR
#2B
R#3
BR
#4
ST
D
Pre
Pos
t
421
370
I DD
nano
sec
s
v o l t sm i l l i v o l t s
m i l l i a m p s m i l l i v o l t s
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
5 02.50 02.5 02.5 02.5 02.5 02.5 02.5 02.50 2.5
010
2030
4050
6070
8090
100
5V 0500
0 0500
0500
0500
0500
0500
0500 0500
0V
010
2030
4050
6070
8090
100
10 03.
750 03.
75 03.
75 03.
75 03.
75 03.
75 03.
750-1
0
010
2030
4050
6070
8090
100
Exp
erim
enta
l Res
ults
Brid
ging
Exp
erim
ent #
1
421
370
Sta
tic h
azar
d pu
lses
Brid
ge
in d
efec
t-fr
ee c
ircui
t
223
...1
329
...1
431
...0
432
...0
6656 1 0/1/
0
66
223
329
4213
7043
043
243
1
56
Ext
raco
ntac
t cre
ates
brid
ge
430
PIs
not
sho
wn
are
held
low
• IS
CA
S’8
5 c4
32 b
ench
mar
k ci
rcui
t.•
Firs
t sim
ulat
ed th
en fa
bric
ated
12
devi
ces
thro
ugh
MO
SIS
.•
3 v
ersi
ons:
4 d
efec
t-fr
ee d
evic
es, 4
dev
ices
with
2 b
ridgi
ng d
efec
ts(B
R),
4 d
evic
es w
ith 2
ope
n dr
ain
defe
cts
(OD
).
• T
est s
eque
nces
sel
ecte
d su
ch th
at n
o lo
gic
erro
rs w
ere
gene
rate
dor
pro
paga
ted
to th
e pr
imar
y ou
tput
s.•
Exp
erim
ents
con
duct
ed a
t 11M
Hz.
• T
est p
oint
s lo
cate
d at
7 p
rimar
y ou
tput
s an
d on
Vdd
.
• E
ach
expe
rimen
t inv
olve
d 8
devi
ces:
4 d
efec
t-fr
ee +
4 d
efec
tive.
• S
ame
defe
ct-f
ree
devi
ce u
sed
as th
e st
anda
rd fo
r al
l exp
erim
ents
.
Exp
erim
ent D
esig
nO
bjec
tive:
Em
phas
is o
f exp
erim
ents
on
smal
l sig
nal v
aria
tions
that
occ
ur b
oth
on a
nd o
ff th
e se
nsiti
zed
path
s.
✔T
SA
use
s b
oth
th
e lo
gic
an
d s
mal
l sig
nal
tra
nsi
ent
beh
avio
r at
eac
h o
f th
e te
st p
oin
ts.
✔T
SA
use
s in
form
atio
n f
rom
tes
t p
oin
ts t
hat
are
no
tse
nsi
tize
d.
✔T
SA
use
s m
ult
iple
tes
t p
oin
ts t
o d
isti
ng
uis
h b
etw
een
sig
nal
var
iati
on
s ca
use
d b
y d
efec
ts a
nd
th
ose
cau
sed
by
chan
ges
in p
roce
ss p
aram
eter
s.
✔T
SA
acc
ura
tely
mea
sure
s th
e d
elay
ch
arac
teri
stic
s o
f th
ed
evic
e an
d d
oes
no
t re
qu
ire
rob
ust
tes
t se
qu
ence
s.
Uni
que
Cha
ract
eris
tics
of T
SA
Ho
w is
TS
A d
iffe
ren
t ?
Met
hods
that
ana
lyze
the
dyna
mic
sup
ply
curr
ent.
☞F
renz
el a
nd M
arin
os, I
TC
’87
☞H
ashi
zum
e, Y
amad
a, T
ames
ada
and
Kaw
akam
i, IT
C’8
8☞
Dor
ey, J
ones
, Ric
hard
son,
Rus
sel a
nd Z
u, IT
C’8
8☞
Bea
sley
, Ram
amur
thy
, Ram
irez-
Ang
ulo
and
DeY
ong,
ITC
’93
☞M
akki
, Su
and
Nag
le, I
TC
’95
Met
hods
that
ana
lyze
the
dyna
mic
vol
tage
beh
avio
r.
☞W
u, L
in, T
seng
and
Mea
dor
, VT
S’9
1☞
Thi
beau
lt, V
TS
’95
☞F
ranc
o an
d M
cClu
skey
, IT
C’9
1☞
Cha
tterje
e, J
ayab
hara
thi,
Pan
t and
Abr
aham
, VT
S’9
6
Rel
ated
Par
amet
ric M
etho
dsI D
D-b
ased
Met
hods
Del
ay F
ault
Tes
t ext
ensi
ons
Why
use
mul
tiple
test
poi
nts
?
PO
#1P
O#2
PO
#3P
O#4
PO
#5P
O#6
PO
#7
075 075 075 075 075 075 02V015
0
0150
0150
0150
0150
0150
02V
➥M
ult
iple
tes
t si
gn
als
allo
w u
s to
dis
tin
gu
ish
bet
wee
n p
roce
ss v
aria
tio
nef
fect
s an
d r
egio
nal
def
ect
vari
atio
ns.
Def
ectiv
e de
vice
Kno
wn
defe
ct-f
ree
mV
mVKno
wn
defe
ct-f
ree
stan
dard
dev
ice
test
dev
ice
fabr
icat
ed u
nder
diffe
rent
pro
cess
para
met
ers
fabr
icat
ed u
nder
a th
ird s
et o
fpr
oces
s pa
ram
eter
s
075 075 075 075 075 075 02VmV 0
1020
3040
5060
7080
9010
0
010
2030
4050
6070
8090
100
010
2030
4050
6070
8090
100
•Le
ft fig
ure
show
s ra
w w
avef
orm
s m
easu
red
at te
st p
oint
s.
•R
ight
figu
re s
how
s di
ffere
nce
wav
efor
ms
shad
ed a
long
a z
ero
base
line.
Sig
natu
re W
avef
orm
s
nano
sec
nano
sec
45V 3 2 01 .05 0.1V
45V 3 2 01 .05V 0 -.
05-1
010
2030
4050
6070
8090
100
010
2030
4050
6070
8090
100
Sta
ndar
d de
vice
wav
efor
mTe
st d
evic
e w
avef
orm
Raw
Vol
tage
Wav
efor
ms
Sig
natu
re W
avef
orm
TS
A M
odel
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Res
isti
ve b
rid
gin
g d
efec
tb
etw
een
inve
rter
ou
tpu
t
Ch
ang
e in
th
e p
aras
itic
sw
ill c
han
ge
the
tran
sien
tre
spo
nse
.
lines
.
✰A
CM
OS
dig
ital d
evic
e te
stin
g m
etho
d th
at is
bas
ed o
n th
ean
alys
is o
f vol
tage
tran
sien
ts a
t MU
LT
IPLE
test
poi
nts
and
I DD
sw
itchi
ng tr
ansi
ents
on
the
supp
ly r
ails
.
•D
efec
ts c
ause
cha
nges
in th
e st
ruct
ural
cha
ract
eris
tics
of a
dev
ice.
•S
ome
stru
ctur
al c
hang
es r
esul
t in
varia
tions
of t
he e
lect
rical
resp
onse
of t
he d
evic
e.
•P
ower
sup
ply
, int
erno
dal,
wel
l and
sub
stra
te c
oupl
ing
mec
hani
sms
tran
smit
thes
e el
ectr
ical
var
iatio
ns s
uch
that
they
are
obs
erva
ble
both
on
and
OF
F th
e se
nsiti
zed
path
.
TS
A M
etho
d an
d M
odel
Defi
nitio
n
TS
A M
odel
•T
SA
Met
hod
and
Mod
el
•R
elat
ed R
esea
rch
•E
xper
imen
t Des
ign
•E
xper
imen
tal R
esul
ts
•C
oncl
usio
n
•F
utur
e W
ork
Out
line
Jam
es F
. Plu
squ
ellic
Ste
ven
P. L
evit
anD
epar
tmen
t of E
lect
rical
Eng
inee
ring
Do
nal
d M
. Ch
iaru
lli
Dep
artm
ent o
f Com
pute
r S
cien
ce
Dep
artm
ent o
f Com
pute
r S
cien
ce
Dig
ital I
nteg
rate
d C
ircu
it Te
stin
g us
ing
Tra
nsie
ntSi
gnal
Ana
lysi
s