Zusammenfassung
Während Schaltungen noch bis vor einigen Jahren vornehmlich in Rechenanlagen Verwendung fanden, werden sie zunehmend ein Teil unserer täglichen Umgebung und finden in vielen sicherheitskritischen Bereichen Anwendung. Exemplarisch seien hier medizinische Apparaturen und die Automobilindustrie genannt. Schon heute entstehen z.B. in dem zuletzt genannten Bereich bis zu 40% der Kosten durch die Elektronik. Hinzu kommt, dass hier immer mehr sicherheitsrelevante Komponenten, wie Bremsen und Lenkung, elektronisch unterstützt bzw. gesteuert werden. Daher werden immer höhere Anforderungen an die Verfahren gestellt, die die Korrektheit dieser Schaltungen und Systeme gewährleisten sollen. In den vergangenen Jahren wurden große Fortschritte erzielt, doch durch die immer höhere Komplexität der Systeme und den Einsatz neuer Technologien müssen auch die Werkzeuge weiterentwickelt werden, die die Qualität sicher stellen. Ein wesentlicher Aspekt bei der Erstellung von Schaltungen und Systemen ist der Test. Die durch den Test entstehenden Kosten betragen bis zu 30% der Gesamtkosten der Fertigung. Eine grundlegende Methode zum Testen ist die Generierung von Testmustern ausgehend von einem System und einem betrachteten Fehlermodell. In den frühen 90er Jahren wurden Verfahren zur automatischen Testmustergenerierung (ATPG = Automatic Test Pattern Generation) basierend auf Boolescher Erfüllbarkeit (SAT = Satisfiability) vorgeschlagen. Aufgrund der Mächtigkeit moderner SAT-Beweiser sind diese Verfahren wieder in den Fokus der Forschung gerückt. In dieser Arbeit werden die grundlegenden Mechanismen der Methode vorgestellt und aktuelle Erweiterungen diskutiert. Es zeigt sich, dass es möglich ist, große industrielle Schaltungen mit diesen Verfahren effizient zu bearbeiten. Abschließend werden aktuelle Forschungsaufgaben identifiziert.
Abstract
Due to the significant advances in the development of integrated circuits, electronic devices are applied in many fields of everyday life –increasingly in safety critical applications. Exemplarily, they are widely used in medical equipment and in the automotive industry. Today, approximately 40% of the overall costs for a car are caused by electronics. Additionally, more and more safety critical components as brakes and steering are based on electronic devices. Therefore, the requirements on the procedures that guarantee the correctness of these circuits and systems are high. As technology advances, there is a need for new tools that can cope with the increased complexity. The post production test is a crucial part of the design flow. Up to 30% of the overall manufacturing costs are caused by the test. The basic method of testing is the generation of test patterns based on a circuit and a fault model. In the early 90s, Automatic Test Pattern Generation (ATPG) procedures based on Boolean Satisfiability (SAT) were proposed. Due to the increased efficiency of modern SAT solvers, the scientific interest on these procedures has grown recently. In this paper, the basics of this method are reviewed and current improvements are discussed. Experiments show that the SAT-based method can cope efficiently even with large industrial circuits. Finally topics for future work are presented.
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