REDUCING POWER DURING MANUFACTURING TEST USING DIFFERENT ARCHITECTURES

Power during manufacturing test can be several times higher than power consumption in functional mode. Excessive power during test can cause IR drop, over-heating, and early aging of the chips. In this dissertation, three different architectures have been introduced to reduce test power in general cases as well as in certain scenarios, including field test. In the first architecture, scan chains are divided into several segments. Every segment needs a control bit to enable capture in a segment when new faults are detectable on that segment for that pattern. Otherwise, the segment should be disabled to reduce capture power. We group the control bits together into one or more control chains. To address the extra pin(s) required to shift data into the control chain(s) and significant post processing in the first architecture, we explored a second architecture. The second architecture stitches the control bits into the chains they control as EECBs (embedded enable capture bits) in between the segments. This allows an ATPG software tool to automatically generate the appropriate EECB values for each pattern to maintain the fault coverage. This also works in the presence of an on-chip decompressor. The last architecture focuses primarily on the self-test of a device in a 3D stacked IC when an existing FPGA in the stack can be programmed as a tester. We show that the energy expended during test is significantly less than would be required using low power patterns fed by an on-chip decompressor for the same very short scan chains

DLWUC: Distance and Load Weight Updated Clustering-Based Clock Distribution for SOC Architecture

High-clock skew variations and degradation of driving ability of buffers lead to an additional power dissipation in Clock Distribution Network (CDN) that increases the dimensionality of buffers and coordination among flip-flops. The manual threshold level to predict the Region of Interest (ROI) is not applicable in clustering process due to the complexities of excessive wire length and critical delay. This paper proposes the Distance and Load Weight Updated Clustering (DLWUC) to determine the suitable position of logical components. Initially, the DLWUC utilizes the Hybrid Weighted Distance (HWD) to estimate the distance and construct the distance matrix. The weight value extracted from the sorted distance matrix facilitates the projection of buffers. The updated weight value serves as the base for clustering with labeled outputs. The placement of buffer at the suitable place from load weight updated clustering provides the necessary trade-off between clock provision and load balance. The DLWUC discussed in this paper reduces the size of buffers, skew, power and latency compared to the existing topologies

Graph clustering by flow simulation

Dit proefschrift heeft als onderwerp het clusteren van grafen door middel van simulatie van stroming, een probleem dat in zijn algemeenheid behoort tot het gebied der clusteranalyse. In deze tak van wetenschap ontwerpt en onderzoekt men methoden die gegeven bepaalde data een onderverdeling in groepen genereren, waarbij het oogmerk is een onderverdeling in groepen te vinden die natuurlijk is. Dat wil zeggen dat verschillende data-elementen in dezelfde groep idealiter veel op elkaar lijken, en dat data-elementen uit verschillende groepen idealiter veel van elkaar verschillen. Soms ontbreken zulke groepjes helemaal; dan is er weinig patroon te herkennen in de data. Het idee is dat de aanwezigheid van natuurlijke groepjes het mogelijk maakt de data te categoriseren. Een voorbeeld is het clusteren van gegevens (over symptomen of lichaamskarakteristieken) van patienten die aan dezelfde ziekte lijden. Als er duidelijke groepjes bestaan in die gegevens, kan dit tot extra inzicht leiden in de ziekte. Clusteranalyse kan aldus gebruikt worden voor exploratief onderzoek. Verdere voorbeelden komen uit de scheikunde, taxonomie, psychiatrie, archeologie, marktonderzoek en nog vele andere disicplines. Taxonomie, de studie van de classificatie van organismen, heeft een rijke geschiedenis beginnend bij Aristoteles en culminerend in de werken van Linnaeus. In feite kan de clusteranalyse gezien worden als het resultaat van een steeds meer systematische en abstracte studie van de diverse methoden ontworpen in verschillende toepassingsgebieden, waarbij methode zowel wordt gescheiden van data en toepassingsgebied als van berekeningswijze. In de cluster analyse kunnen grofweg twee richtingen onderscheiden worden, naar gelang het type data dat geclassificeerd moet worden. De data-elementen in het voorbeeld hierboven worden beschreven door vectoren (lijstjes van scores of metingen), en het verschil tussen twee elementen wordt bepaald door het verschil van de vectoren. Deze dissertatie betreft cluster analyse toegepast op data van het type `graaf'. Voorbeelden komen uit de patroonherkenning, het computer ondersteund ontwerpen, databases voorzien van hyperlinks en het World Wide Web. In al deze gevallen is er sprake van `punten' die verbonden zijn of niet. Een stelsel van punten samen met hun verbindingen heet een graaf. Een goede clustering van een graaf deelt de punten op in groepjes zodanig dat er weinig verbindingen lopen tussen (punten uit) verschillende groepjes en er veel verbindingen zijn in elk groepje afzonderlijk

Delay driven multi-way circuit partitioning.

Wong Sze Hon.Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2003.Includes bibliographical references (leaves 88-91).Abstracts in English and Chinese.Chapter 1 --- Introduction --- p.1Chapter 1.1 --- Preliminaries --- p.1Chapter 1.2 --- Motivations --- p.1Chapter 1.3 --- Contributions --- p.3Chapter 1.4 --- Organization of the Thesis --- p.4Chapter 2 --- VLSI Physical Design Automation --- p.5Chapter 2.1 --- Preliminaries --- p.5Chapter 2.2 --- VLSI Design Cycle [1] --- p.6Chapter 2.2.1 --- System Specification --- p.6Chapter 2.2.2 --- Architectural Design --- p.6Chapter 2.2.3 --- Functional Design --- p.6Chapter 2.2.4 --- Logic Design --- p.8Chapter 2.2.5 --- Circuit Design --- p.8Chapter 2.2.6 --- Physical Design --- p.8Chapter 2.2.7 --- Fabrication --- p.8Chapter 2.2.8 --- Packaging and Testing --- p.9Chapter 2.3 --- Physical Design Cycle [1] --- p.9Chapter 2.3.1 --- Partitioning --- p.9Chapter 2.3.2 --- Floorplanning and Placement --- p.11Chapter 2.3.3 --- Routing --- p.11Chapter 2.3.4 --- Compaction --- p.12Chapter 2.3.5 --- Extraction and Verification --- p.12Chapter 2.4 --- Chapter Summary --- p.12Chapter 3 --- Recent Approaches on Circuit Partitioning --- p.14Chapter 3.1 --- Preliminaries --- p.14Chapter 3.2 --- Circuit Representation --- p.15Chapter 3.3 --- Delay Modelling --- p.16Chapter 3.4 --- Partitioning Objectives --- p.19Chapter 3.4.1 --- Interconnections between Partitions --- p.19Chapter 3.4.2 --- Delay Minimization --- p.19Chapter 3.4.3 --- Area and Number of Partitions --- p.20Chapter 3.5 --- Partitioning Algorithms --- p.20Chapter 3.5.1 --- Cut-size Driven Partitioning Algorithm --- p.21Chapter 3.5.2 --- Delay Driven Partitioning Algorithm --- p.32Chapter 3.5.3 --- Acyclic Circuit Partitioning Algorithm --- p.33Chapter 4 --- Clustering Based Acyclic Multi-way Partitioning --- p.38Chapter 4.1 --- Preliminaries --- p.38Chapter 4.2 --- Previous Works on Clustering Based Partitioning --- p.39Chapter 4.2.1 --- Multilevel Circuit Partitioning [2] --- p.40Chapter 4.2.2 --- Cluster-Oriented Iterative-Improvement Partitioner [3] --- p.42Chapter 4.2.3 --- Section Summary --- p.44Chapter 4.3 --- Problem Formulation --- p.45Chapter 4.4 --- Clustering Based Acyclic Multi-Way Partitioning --- p.46Chapter 4.5 --- Modified Fan-out Free Cone Decomposition --- p.47Chapter 4.6 --- Clustering Phase --- p.48Chapter 4.7 --- Partitioning Phase --- p.51Chapter 4.8 --- The Acyclic Constraint --- p.52Chapter 4.9 --- Experimental Results --- p.57Chapter 4.10 --- Chapter Summary --- p.58Chapter 5 --- Network Flow Based Multi-way Partitioning --- p.61Chapter 5.1 --- Preliminaries --- p.61Chapter 5.2 --- Notations and Definitions --- p.62Chapter 5.3 --- Net Modelling --- p.63Chapter 5.4 --- Previous Works on Network Flow Based Partitioning --- p.64Chapter 5.4.1 --- Network Flow Based Min-Cut Balanced Partitioning [4] --- p.65Chapter 5.4.2 --- Network Flow Based Circuit Partitioning for Time-multiplexed FPGAs [5] --- p.66Chapter 5.5 --- Proposed Net Modelling --- p.70Chapter 5.6 --- Partitioning Properties Based on the Proposed Net Modelling --- p.73Chapter 5.7 --- Partitioning Step --- p.75Chapter 5.8 --- Constrained FM Post Processing Step --- p.79Chapter 5.9 --- Experiment Results --- p.81Chapter 6 --- Conclusion --- p.86Bibliography --- p.8