Test estructural i predictiu per a circuits RF CMOS

En aquesta tesi s’ha desenvolupat una tècnica de test que permet testar un LNA i un mesclador, situats en el capçal RF d’un receptor CMOS, en una configuració de test semblant al mode normal de funcionament. La circuiteria necessària per a implementar aquesta tècnica consta d’un generador IF, per a generar el senyal IF de test, i d’un mesclador auxiliar, per a obtenir el senyal RF de test. Les observables de test escollides han estat l’amplitud de la tensió de sortida del mesclador i el component DC del corrent de consum. S’ha estudiat l’eficàcia de la tècnica de test proposada utilitzant les estratègies de test estructural i predictiu, mitjançant simulacions i mesures experimentals. La seva eficàcia és comparable a altres tècniques de test existents, però l’àrea addicional dedicada a la circuiteria test és inferior.En esta tesis se ha desarrollado una técnica de test que permite verificar un LNA y un mezclador, situados en el cabezal RF de un receptor CMOS, en una configuración de test similar al modo normal de funcionamiento. Los circuitos necesarios para implementar esta técnica son: un generador IF, que permite generar la señal IF de test, y un mezclador auxiliar, para obtener la señal RF de test. Las observables de test seleccionadas han sido la amplitud de la tensión de salida y la componente DC de la corriente de consumo. Se ha estudiado la eficacia de la técnica propuesta usando las estrategias de test estructural y predictiva, mediante simulaciones y medidas experimentales. Su eficacia es comparable a otras técnicas existentes, pero el área dedicada a la circuiteria de test es inferior.This PhD thesis develops a test technique intended for the RF front end of CMOS integrated receivers. This test technique allows testing individually the building blocks of the receiver in a sequential way. The test mode configuration of each block is similar to the normal mode operation. The auxiliary circuitry required to generate the test stimuli consists of an IF generator, which generates the IF test signal, and an auxiliary mixer that produces the RF test signal by mixing the IF test signal with the local oscillator signal. The test observables selected for the test are the voltage amplitude after the IF amplifier, and the DC component of the supply current in each block. The capability of the proposed test technique to perform structural and predictive test strategies has been validated by simulation and experimentally. Its efficiency is comparable to other existing techniques, but the silicon area overhead is lower

Τεχνικές ελέγχου ορθής λειτουργίας και διόρθωσης επιδόσεων τηλεπικοινωνιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων υψηλών συχνοτήτων

Στη διατριβή αυτή παρουσιάζονται τεχνικές ελέγχου ορθής λειτουργίας και διόρθωσης επιδόσεων κατάλληλες για αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα RF. Ειδικότερα, προτείνεται η ενοποίηση των διαδικασιών ελέγχου ορθής λειτουργίας και διόρθωσης των επιδόσεων ενός κυκλώματος με την αξιοποίηση ενός συνόλου βέλτιστα επιλεγμένων παρατηρήσιμων μεγεθών. Η επεξεργασία των μεγεθών αυτών καθιστά δυνατή, αφενός, την ανίχνευση ελαττωμάτων και, αφετέρου, την πρόγνωση των επιδόσεων του κυκλώματος η οποία επιτρέπει την εξέταση της συμμόρφωσής του προς τις προδιαγραφές, καθώς και τη διόρθωση της συμπεριφοράς του. Προκειμένου να αντιμετωπισθεί το πρόβλημα της προσβασιμότητας στα παρατηρήσιμα μεγέθη προτείνεται ενσωματωμένη τεχνική μέτρησής τους, ενώ αναπτύσσεται μέθοδος για την ελαχιστοποίηση της αβεβαιότητας που υπεισέρχεται στο ίδιο το σύστημα μέτρησης. Εφαρμόζονται, επίσης, αλγόριθμοι επιλογής με σκοπό την μείωση του αριθμού των παρατηρήσιμων μεγεθών, μέσω μιας διαδικασίας βελτιστοποίησης η οποία οδηγεί στη μείωση του κόστους ελέγχου ορθής λειτουργίας με τον περιορισμό της πολυπλοκότητας και της χρονικής διάρκειας διεξαγωγής του. Η αποδοτικότητα των προτεινόμενων τεχνικών επιβεβαιώνεται με την εφαρμογή τους σε τυπικό μίκτη RF τεχνολογίας 0.18μm CMOS, από τον οποίο λαμβάνονται αποτελέσματα προσομοιώσεων που αξιολογούνται και συγκρίνονται με αντίστοιχες συμβατικές τεχνικές.Testing and performance calibration techniques suitable for integrated RF circuits are presented in this dissertation. Specifically, a common approach is proposed for the testing and calibration procedures, that exploits a set of optimally selected observables. The processing of these observables enables defect detection, and also the prediction of the circuit’s performance which allows the examination of compliance with the specifications and performance calibration, as well. In order to address the problem of accessibility to test observables, a built-in technique is proposed, while a method to minimize the uncertainty introduced in the measurement system itself is also described. The application of selection algorithms is explored, aiming to reduce the number of test observables through an optimization procedure that leads to test cost savings due to the reduction of the test conduction complexity and time. The efficiency of the proposed techniques is validated by their application to a typical RF mixer designed in a 0.18um CMOS technology. Simulation results are obtained and assessed, while comparison with similar conventional techniques is also provided