Analog Hardware Fault Diagnosis

Diagnostic de fautes matérielles dans les circuits analogiques

Antonios Pavlidis (1)

1 CIAN - Circuits Intégrés Numériques et Analogiques

The number of integrated circuits (ICs) used in safety- and mission-critical applications is ever increasing. These applications demand that ICs carry functional safety properties. In this thesis, we develop a Built-In Self Test (BIST) approach for Analog and Mixed-Signal (A/M-S) ICs, called Symmetry-Based Built-In Self Test (SymBIST), which achieves several objectives towards the functional safety goal. SymBIST is a generic BIST paradigm based on identifying inherent invariances that should hold true only in error-free operation, while their violation points to abnormal operation. The invariances are being checked using dedicated on-die checkers. SymBIST meets three functional safety objectives: post-manufacturing defect-oriented test, on-line testing, and fault diagnosis. SymBIST is demonstrated on a successive approximation analog-to-digital converter (SAR ADC). The results show that the test coverage and diagnostic accuracy are promising compared to the state of the art.

Le nombre de circuits intégrés (CIs) utilisés dans les applications liées à des missions critiques et à la sûreté augmente sans cesse. Ces applications imposent aux CIs de présenter des propriétés de sûreté fonctionnelle. Cette thèse introduit un auto-test intégré (BIST) pour les CIs analogiques et à signaux mixtes, appelé autotest à symétrie (SymBIST) pour répondre à l’objectif de sûreté fonctionnelle. SymBIST repose sur le principe du BIST et sur l'existence de signaux invariants en fonctionnement nominal et variant en cas de fonctionnement erroné. Les invariants sont mesurés à l'aide de dispositifs intégrés spécifiques. SymBIST répond à trois objectifs de sûreté fonctionnelle : le test les défauts du CI, le test en ligne, et le diagnostic les défauts. SymBIST est démontré sur un convertisseur analogique-numérique à approximations successives (CAN SAR). Les résultats montent que la couverture de test et la précision de diagnostic sont plus élevées que l’état de l’art.

Mots clés: Analog and mixed-signal integrated circuit; Built-in self-test; Functional safety; Post-manufacturing test; On-line test; Fault diagnosis; Analog to digital converters

Mots clés: Circuits intégrés analogiques et mixtes; Auto-test intégré; Sûreté de fonctionnement; Test des défauts de fabrication; Test en ligne; Diagnostic des défauts; Convertisseurs analogique-numérique

Domaines: Electronique

Antonios Pavlidis. Analog Hardware Fault Diagnosis. Electronics. Sorbonne Université, 2021. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03526323v1⟩