1 Conception et test d’un VCO en anneau par des méthodes de test numérique (DFT) et analogique R. Chebli (1069323), M.F. Navong (1270506) Abstract— Dans cet article, un oscillateur en anneau tension contrôlé (VCO) est présenté, ainsi que plusieurs méthodes de test pour tester ce VCO. La topologie du VCO proposée permet d’obtenir une large plage fréquentielle allant de 13 Hz à 407 MHz, ce qui est difficile à obtenir avec un VCO conventionnel. Plusieurs méthodes de test sont exposées, mais trois méthodes de test parmi celles-là ont été appliquées au VCO. Les deux méthodes utilisées sont les tests statique et dynamique. La troisième méthode est Idd RMS fonctionnel. Les résultats des trois méthodes de test nous montre que le test Idd RMS fonctionnel offre un meilleur taux de couverture, 74 %, en comparaison, respectivement des tests statique et dynamique, 66 % et 68 %. I. INTRODUCTION tension-commandé (VCO) est considéré comme Uunn oscillateur des modules les plus importants dans les circuits analogiques et numériques et a reçu plusieurs attentions ces dernières années. Son importance nécessite donc l’utilisation d’une technique de test fiable et efficace pour la détection des fautes. La conception d' un oscillateur d' anneau exige de relier un nombre impair d’inverseurs et de connecter la sortie du dernier avec l’entrée du premier inverseur. Puisque la fréquence d' oscillation est déterminée par le nombre d' étages et que le délai dans chaque étage est très petit pour un inverseur, typiquement les fréquences réalisées sont de plusieurs centaines de MHz à GHz en technologie 0.8 m. Pour réaliser une basse fréquence en sortie, le nombre d' étages doit être très grand, mais beaucoup de recherches ont été faite pour augmenter le délai dans chaque étage au lieu d' augmenter le nombre d' étages [1, 2, 3]. Le VCO en anneau proposé est dédié entre autre à une application biomédicale. Elle demande une large plage fréquentielle et une très faible fréquence d’horloge pour un émetteur ultrasonique. Pour tester le VCO proposé, nous allons appliqués les méthodes de test suivantes : le test de courant d’alimentation [8], Les méthodes de test numérique (DFT) : le test statique et le test dynamique [5, 6]. La section 2 présente la conception du VCO proposé. Les différentes méthodes de test sont expliquées dans la section 3, les tests et les résultats sont montrés dans la section 4, et la conclusion se trouve dans la section 5. II. CIRCUIT SOUS TEST τ = Vosc C g I ctrl (2) où Vosc est l' amplitude d' oscillation, et Ictrl est le courant de contrôle. Des deux équations ci-dessus, nous pouvons en déduire f osc = I ctrl 2 NVoscC g (3) D’après l’équation (3), il est évident de voir que la fréquence d' oscillation peut être contrôlée par la variation du courant de contrôle, en supposant que le nombre d' étages N et Cg sont fixes. L' avantage de cette configuration est que la fréquence d' oscillation peut varier dans une large plage fréquentielle en changeant la valeur du courant de contrôle. Cependant, quand Ictrl est très petit, il est difficile d’avoir le même courant entre la partie supérieure et inférieure de l’inverseur. De plus, un faible courant engendre une lente oscillation de tension et ne permet pas d’avoir une amplitude d’oscillation maximum. Dans [2], une méthode proposée consiste à ajouter une résistance contrôlable à l' entrée de chaque étage. Cette méthode produit une augmentation du délai, comme représenté dans la figure 1. Le délai de chaque étage peut être calculé à partir de la figure 2, où gm est la transconductance de chaque inverseur et Cg est la capacité parasite des transistors de NMOS et de PMOS. N Fig. 1 VCO avec résistance variable Fig. 2 Approximation du délai pour un VCO avec une résistance contrôlable Le délai de chaque étage peut être approximativement comme suit : Un VCO en anneau conventionnel [3] est réalisé par des étages C g (1 + g m RV ) de N inverseurs (N est un nombre impair), avec un mécanisme τ = (4) gm de contrôle du courant passant dans ces inverseurs. Habituellement, nous utilisons un transistor PMOS pour contrôler le courant de la partie supérieur et un NMOS pour et la fréquence d’oscillation est : gm contrôler le courant de la partie inférieure de l’étage inverseur. f = (5) osc Supposons que les capacités parasites Cg de la grille des 2 NC g (1 + g m RV ) transistors de NMOS et de PMOS sont égaux, la fréquence De l' équation (5) nous pouvons voir que la fréquence d’oscillation peut être définie tel que d' oscillation peut être changée en variant la valeur de la résistance RV, en supposant que Cg et gm sont constants. Ainsi 1 f osc = (1) avec une grande valeur de RV, une basse fréquence d' oscillation 2 Nτ peut être obtenue en utilisant des transistors de faibles tailles et moins d' étages d’inverseurs. La résistance contrôlable peut être où est le délai pour un étage, peut être défini par réalisée avec des transistors PMOS ou NMOS, comme proposé 2 dans [4]. La résistance d' une porte de transmission peut être contrôlée par ses tensions Vp et Vn. Habituellement Vp est égale à VDD – Vn pour une raison de symétrie. Étant donné que le délai de chaque étage est égal à la résistance de cet étage multipliée par la capacité d' entrée de l’étage suivant, de même que la méthode ci-dessus qui permet de changer le délai en ajoutant une résistance contrôlable, on peut également obtenir un oscillateur de fréquence variable en additionnant une capacité contrôlable. Dû à la capacité supplémentaire CC connecté en parallèle avec la capacité parasite Cg de l' inverseur, le délai pour un étage devient τ = C g + CC (6) gm et la fréquence d’oscillation est égale à f osc = gm 2 N (C g + CC ) (7) La capacité contrôlable peut être réalisée par un transistor NMOS dont le substrat est connecté à la masse, sa source et son drain sont reliés à une tension de contrôle (VC), comme représenté sur la figure 3. VDD IN OUT Vc Fig. 3 Un étage du VCO avec une capacité contrôlable Le diagramme bloc du VCO proposé, est montré dans la figure 4. Il est composé de cinq étages de cellule de délai, (D1 à D5) reliées par une boucle et suivies d' un diviseur, et deux inverseurs qui agissent comme un buffer. Afin d' obtenir une large plage fréquentielle, la méthode conventionnelle est combinée avec la méthode de résistance contrôlable [1]. Pour une faible fréquence d' oscillation, un transistor NMOS est ajouté à chaque cellule de délai agissant comme une capacité contrôlable. Fig. 4 Schéma du VCO proposé La figure 5 montre un étage du VCO proposé. Il se compose d' un inverseur avec le courant contrôlé par un transistor NMOS M1 en cascade, une porte de transmission comme résistance contrôlable et un transistor NMOS comme capacité contrôlable. En changeant seulement une tension de contrôle séparément, la fréquence d' oscillation peut être changée selon l' équation (3), (5) et (7) respectivement. VDD Vp M3 M5 M6 M4 M2 Vn Vc Vctr M1 Fig. 5 Cellule de délai combinant les méthodes de courant variable, résistance et capacité Comme mentionné ci-dessus, l' inconvénient du VCO conventionnel est que lorsque le courant de contrôle est très faible afin d’obtenir une oscillation de basse fréquence, cela crée également une lente oscillation de tension et ne permet pas d’avoir une maximum amplitude d’oscillation. En somme, le niveau haut et le niveau bas du signal d’oscillation ne sont pas égaux en basse fréquence. Afin d' éviter ce problème, un diviseur par deux est utilisé à la fin de la boucle. Il est basé sur une bascule flip flop dont sa sortie inversée est redoublée à son entrée, comme représenté sur la figure 5. La bascule est activée à chaque front montant de l' entrée. Par conséquent, le duty cycle est toujours de 50 %, indépendamment de la fréquence. En outre, elle divise la fréquence d' oscillation par deux. Dans le cas où on opère en basse fréquence, les temps de montée et de descente sont relativement lents, ce qui empêche au diviseur de fonctionner correctement. Pour remédier à ce problème, on utilise un circuit de buffer qui se compose d' un ensemble d' inverseurs. Les inverseurs après la bascule sont utilisés dans le même but. Finalement, un multiplexeur, basé sur une porte de transmission et un signal de contrôle, est utilisé pour contrôler le fonctionnement du VCO en basse ou en haute fréquence, en utilisant ou non le diviseur, respectivement. III. METHODES DE TEST Étant donné que le VCO est un circuit analogique, les défauts qui peuvent affecter un circuit analogique sont répartis dans deux types de fautes : Les fautes catastrophiques « hard fault », ce sont des fautes dues à des défauts aléatoires pouvant provoquer des courts-circuits ou des circuits ouverts. Ils peuvent engendrer des comportements complètement différents du fonctionnement normal du VCO. Les fautes catastrophiques sont les suivantes : a) court-circuit : Grille-Drain, Grille-Source, Drain-Source, b) circuit-ouvert : Grille, Drain, Source. En pratique, les fautes catastrophiques de court-circuit sont plus probables que les autres fautes. Les fautes paramétriques « soft fault » sont des fautes dûes à des déviations des paramètres du circuits crées par les variations du processus de fabrication (W, L, R et C). Elles engendrent des déviations des sorties en dehors de leur intervalle de tolérance. Dans la littérature, plusieurs méthodes de test sont décrites pour le test d’un oscillateur en anneau dont on en résume les principales dans cette partie : - Test de courant d’alimentation : En mode fonctionnel «Operating Idd Test » En mode non-fonctionnel « Non-operating Idd Test » - VCOBIST 3 - Méthodes de test numérique (DFT) : Test statique avec VCO reconfigurable Test dynamique avec VCO reconfigurable Les composants de BIST les plus sensibles qui sont les oscillateurs en anneaux doivent être identiques. A. Test de courant d’alimentation : En mode fonctionnel «Operating Idd Test » Le test de courant d’alimentation en mode fonctionnel est basé sur la mesure de la valeur moyenne du courant nominale d’alimentation du VCO en anneau correct. Cette valeur est comparée avec la valeur RMS du courant d’alimentation d’un VCO fautif [8]. Pour réaliser cette méthode de test, il faut laisser osciller le VCO pendant quelques s et mesurer la valeur RMS du courant nominal. En injectant des fautes catastrophiques, si la faute est détectée, on doit obtenir une valeur de courant proche de quelques nA, sinon si la faute n’est pas détectée, on doit obtenir une valeur proche de la valeur RMS nominale dans un intervalle de tolérance de ± 20 %. En mode non-fonctionnel « Non-operating Idd Test » Le test de courant d’alimentation en mode non-fonctionnel est basé sur la mesure de la valeur RMS du courant nominale d’alimentation (de l’ordre de quelques nA) du VCO en anneau correct. Cette valeur est comparée avec la valeur RMS du courant d’alimentation d’un VCO fautif (supérieur à 1 A) [8]. Pour réaliser cette méthode de test, il faut laisser osciller le VCO pendant quelques ns et puis ramener Vctrl à zéro, afin de le mettre à l’état de repos. La valeur RMS du courant a été enregistrée pour les cas du circuit correct et circuit fautif. B. VCOBIST Le VCOBIST effectue ses mesures de synchronisation à l' aide de deux oscillateurs en anneaux, l’un (OSC #2) fonctionne légèrement plus rapide que l' autre (OSC #1), mais les deux fonctionnent plus lentement que le signal de sortie du VCO sous test mesuré. Le système de BIST mesure le temps entre deux fronts d' horloge successifs du signal de sortie de VCO sous-test, avec un degré de précision élevé [9, 10]. En prenant les mesures répétées (4k) du même signal, on peut voir si cette période change dans le temps (jitter). Les spécifications pour les deux oscillateurs en anneau #1 et #2 utilisés, doivent être respectées afin de maintenir la précision exigée dans une plage de quelques psec. La figure 6 montre que OSC #1 commence avec le front montant de la période de mesure et OSC #2 commence à la fin de la période de mesure. Fig.6 Principe de mesure du jitter Ensuite, nous surveillons la relation de phase entre les deux oscillateurs tout en gardant le nombre de cycle d’oscillation qui se produit avant que les deux signaux se coïncident. La relation de fréquence f = f#1 - f#2 constitue principalement la résolution du VCOBIST. Les oscillateurs d' anneau utilisés doivent montrer une fonctionnalité stable et fonctionner à une faible variation de phase (jitter). Afin d’obtenir les résultats corrects, on doit les calibrer avant chaque période de mesure. Fig.7 VCOBIST La figure 7 nous montre le diagramme bloc du VCOBIST. Le détecteur de coïncidence détecte les fronts montants des signaux de sortie des deux oscillateurs en anneaux. Il y a deux compteurs qui comptent les périodes de chaque oscillateur. C. Méthodes de test numérique (DFT) Le principe est basé sur le concept de reconfiguration [5, 6]. Ce concept est proposé pour tester le VCO comme une fonction analogique en mode test. Par contre, la technique présentée ici propose de modifier le VCO original pour qu' il fonctionne comme une structure numérique en mode test. Le principe est la modification du circuit original permet de l’activer en deux modes distincts : a) le mode fonctionnel, dans lequel le VCO fonctionne normalement, b) le mode test, dans lequel le VCO est reconfiguré en une structure numérique permettant un test efficace. D’après la figure 8, le VCO se compose de trois parties: (i) l’étage d’entrée de contrôle de délai, (ii) les étages de gain et (iii) le buffer de sortie. Un étage de gain dans le domaine analogique correspond à un inverseur dans le domaine numérique. Par conséquent, du point de vue numérique, nous pouvons voir le VCO comme une interconnexion d’inverseurs et des éléments de contrôle de délai. L' idée est de modifier la structure initiale de sorte que le VCO fonctionne comme une chaîne d’inverseurs en mode test. La méthode propose d' ouvrir la boucle de l’oscillateur en anneau et de rebrancher le noeud flottant résultant au noeud de la sortie de l' étage de contrôle. L’implémentation du DFT illustré à la figure 9, implique alors simplement d' ajouter deux interrupteurs supplémentaires. Selon la valeur du signal de test, le VCO reconfigurable fonctionne comme un oscillateur en anneau à délai contrôlé (Test = 1) ou comme une série d' inverseurs (Test = 0). Fig. 8 Représentation symbolique du VCO 4 Fig.9 Principe du VCO reconfigurable 1) Test statique avec VCO reconfigurable : La méthode de test numérique statique consiste à appliquer un test booléen classique (ou tension statique), qui permet à vérifier la fonctionnalité logique du circuit. Plus précisément, le VCO en mode test (Test = 0) correspond à une série de cinq inverseurs. Le test booléen consiste donc à vérifier qu’un 0 logique en entrée donne un 1 logique en sortie et inversement. (a) 2) Test dynamique avec VCO reconfigurable : Le test dynamique est basé sur l' évaluation de la propagation de délai des chaînes d’inverseurs au lieu des tensions statiques [5]. Le principe du test dynamique consiste à appliquer un signal carré dissymétrique sur l' entrée des chaînes d’inverseurs et à mesurer le temps au niveau bas du signal de sortie comme illustré sur la figure 10. Ce temps mesuré a été identifié comme un paramètre de test efficace de la caractérisation du comportement dynamique et statique de logique du VCO. En effet, ce temps peut être exprimée comme : tL(OUT) = tH(IN) + (tLH - tHL), où tLH et le tHL sont les délais de propagation dynamique. (b) Fig. 11 Réponse transitoire du VCO : (a) à 13 Hz avant et après diviseur, (b) à 407 MHz La figure 12 montre le résultat de la simulation de la fonction de transfert, fréquence de sortie en fonction de Vctrl. En fixant, la tension de contrôle de la résistance et de la capacité et en augmentant Vctrl, la fréquence atteint 407 MHz. La courbe de la tension de contrôle de 1V à 1.8V, correspondant à la fréquence d' oscillation de 70 MHz à 300 MHz, est presque linéaire. La fréquence centrale mesurée est de 225 MHz et correspond à un Vctrl de 1.5V. Fig. 12 Fréquence en fonction de la tension Vctrl (DFT) B. Méthodes de test numériques Fig.10 Test dynamique avec VCO reconfigurable 1) Test numérique statique Le stimulus de test d' entrée est un signal carré dissymétrique qui permet la distinction entre les niveaux bas et haut des signaux d’entrée et de sortie du VCO reconfigurable. La décision de déclarer un circuit fautif ou correct est prise en comparant la valeur mesurée à la valeur nominale selon un intervalle de tolérance de ± 10 %. En appliquant ce test pour notre VCO décrit dans le paragraphe III-C, nous avons injectés des fautes catastrophiques unitaires pour chaque transistor MOS de la chaîne de cinq étages d’inverseurs de la figure 13. La faute de court-circuit est modélisée par une résistance de 100 et la faute de circuit ouvert est modélisée par une résistance de 100M . Étant donné que l’impédance de la grille IV. TEST ET RESULTATS d’un transistor MOS est presque infinie, la faute de circuit A. Test fonctionnel ouvert de la grille du transistor MOS (faute non probable) est modélisée par un interrupteur, permettant d’isoler la grille du La conception a été faite en utilisant la technologie 0.8 m 5V/400V CMOS/DMOS fourni par Dalsa Semiconductor. La circuit, comme montré sur la figure 14. simulation a été effectuée avec Spectre sous la plateforme CADENCE. La figure 11 montre respectivement les caractéristiques transitoires du VCO à la fréquence de 13 Hz et de 407 MHz. La figure 11(a) montre la courbe transitoire symétrique de la sortie après avoir utilisé le diviseur, à la fréquence très basse de 13 Hz, ce qui est très difficile d’obtenir avec d' autres VCOs. Fig. 13 Schéma de l’étage de gain du VCO (Fig.13 agrandi en annexe) 5 Pour les deux vecteurs de test utilisés dans la figure 17, la faute de court-circuit drain-source sur M9 n’est pas détectée. Lorsque Vin = 5V, Vout = 5V (1 logique) et inversement. On doit noter que les fautes de court-circuit sur le transistor de contrôle de courant (contrôle de délai) comme par exemple sur M9, ne sont pas détectées (fautes difficiles à détecter), car pour le test statique, ce transistor fonctionne comme un interrupteur qui transfert le VSS à la source du transistor NMOS de l’étage d’inverseur. Fig. 14 Circuit ouvert sur la grille du transistor M7 La figure 15 montre une faute équivalente avec une résistance de 100M utilisé comme modèle de faute source ouverte et drain ouvert. Cette faute est comptée comme une seule faute dans la liste des fautes. Donc, le nombre de fautes est réduit à cinq fautes au lieu de six par étage d’inverseur. 2) Test numérique dynamique Pour ce test, nous avons injecté un signal carré dissymétrique de fréquence de 1MHz, avec un niveau haut de 400ns et un niveau bas de 600ns (figure 18), et nous avons mesuré le paramètre de test qui est le temps au niveau bas tL(OUT) du signal de sortie : tL(OUT) = tH(IN) + (tLH - tHL) = 400 + (2.4-2.75) tL(OUT) = 399.65ns Comme mentionné dans le paragraphe III-C, Ce paramètre de test servant à la caractérisation du comportement dynamique, nous permet de prendre la décision de déclarer si la faute est détectée ou non. Cette décision est prise en comparant la valeur mesurée à la valeur nominale selon l’intervalle de tolérance de ± 10 %, ce qui correspond à ± 40ns de tL(OUT) calculé pour notre application. Fig. 15 Faute équivalente : Source ouverte M8-Drain ouvert M9 Résultats du test numérique statique Nous avons obtenu 56 fautes détectées sur un total de 85 fautes (3 transistors par étages d’inverseurs et 5 fautes par transistor). Ce qui nous permet de déterminer un taux de couverture TCbooléen = 66 %. Nous avons appliqué deux vecteurs de test en entrée du VCO : 0 et 1 logique. Le 0 logique correspond à Vss et le 1 logique correspond à Vdd. Fig.18 Signal d’entrée et signal de sortie du circuit correct Résultat de test numérique dynamique Nous avons détecté 58 fautes, Comme prévu, le test numérique dynamique permet de détecter quelques fautes qui ne sont pas détectées par le test numérique statique. Les deux fautes supplémentaires détectées sont les fautes de circuit ouvert sur la source du transistor de contrôle. Le taux de couverture augmente de TCbooléen = 66 % à TCdyn = 68 % Fig. 16 Faute détectée court-circuit drain-source M7 Fig.19 Faute détectée source ouverte M8 drain ouvert M9 Fig. 17 Faute non détectée du court-circuit drain-source sur le transistor M9 Dans l' analyse détaillée des résultats de la détection de défaut, on note que la plupart de ces défauts non détectés sont des courtcircuits drain-source dans les transistors de contrôle du courant. Ces défauts sont considérés comme des fautes difficiles à 6 détecter car le courant disponible pendant la commutation dans l’évaluation de propagation des délais au lieu de la tension chaque inverseur ne dépend que de la dimension des transistors statique. Ces deux tests permettent la contrôlabilité de l’entrée et des inverseurs. Il est clair que le court-circuit drain-source n’a de la sortie du VCO. L’inconvénient de ces deux tests est que l’ajout de plot aucun effet significatif sur le délai des inverseurs. d’entrée-sortie pour les tests et des interrupteurs de test dégrade les performances du circuit et augmente la surface. L’avantage principal du Idd RMS fonctionnel par rapport aux deux tests précédents, est qu’il a un faible coût d’implémentation car il ne nécessite pas l’ajout de composants, donc il n’y a pas non plus d’augmentation de surface. Il nous permet obtenir un taux de couverture satisfaisant, mais son inconvénient réside dans le fait qu’il nécessite un temps de test plus long. La figure 23 représente le taux de couverture du VCO résultant des différentes méthodes de tests. Fig. 20 Faute non détectée du court-circuit drain-source sur le transistor M9 C. Test de courant d’alimentation en mode fonctionnel «Operating Idd Test » Les tests ont été effectués sur notre VCO en mode normal sans addition d’interrupteurs comme pour les tests précédents. La valeur moyenne du courant nominal a été mesurée à la fréquence centrale de 225 MHz, d’où Inom = 5.65mA. Résultats du test de courant d’alimentation en mode fonctionnel Nous avons détecté 63 fautes et on a obtenu un taux de couverture TCIdd = 74 %. 74 80 70 66 68 60 50 40 30 20 10 0 statique dynamique Idd fonctionnel Fig.23 Taux de couverture du VCO NB : En annexe se trouve le schéma global du VCO reconfigurable conçu pour le test numérique statique et dynamique. En plus, se trouvent des schémas représentant la manière d’injection des fautes dans l’étage de gain du VCO, ainsi que les résultats de simulations. V. CONCLUSION Fig. 21 Faute détectée court-circuit grille-source M8 Fig. 22 Faute non détectée du court-circuit drain-source sur le transistor M9 On a injecté des fautes catastrophiques et obtenu des valeurs de courant proche de quelques A lorsque la faute était détectée, ce qui signifiait que le VCO n’oscillait plus. Sinon lorsque la faute n’était pas détectée, on a obtenu une valeur proche de la valeur moyenne nominale dans un intervalle de tolérance de 20 %. Dans ce projet, nous avons fait la conception d’un VCO en anneau à large plage fréquentielle. Trois méthodes de test ont été appliquées sur le VCO en anneau. Deux de ces méthodes, sont les tests statique et dynamique et la troisième méthode est Idd RMS fonctionnel. Les résultats des trois méthodes de test nous ont montré que le test Idd RMS fonctionnel offre un meilleur taux de couverture, 74 %, en comparaison respective des tests statique et dynamique, 66 % et 68 %. Finalement, ces trois méthodes de test présente un coût de test faible. De plus, de nos jours, le coût de test pour une puce est de 50 % du coût total de production, donc le choix d’une méthode de test efficace et fiable est primordiale. Les fabricants de circuits intégrés sont de plus en plus intéressé au domaine du test, et tendent à faire valoir autant la conception que le test. RÉFÉRENCES D. Comparaison des trois méthodes de test appliquées sur le [1] Banu M., “100 khz – 1 ghz Nmos Variable-frequency Oscillator With VCO en anneau Après avoir analysé les trois méthodes de test et les avoir appliqués, on constate que le test Idd RMS fonctionnel produit le taux de couverture le plus élevé, ensuite vient le test dynamique, puis le test statique. Le test statique est facile à appliquer et il est également facile de vérifier la fonctionnalité logique du circuit. Le test dynamique est plus élaboré que le test statique car il est basé sur Analog and Digital control”, ISSCC, Solid-State Circuits Conference. Digest of Technical Papers. vol. 31, pp 20-21, Feb. 1998. [2] Retdian, N., Takagi, S. and Fujii, N., “Voltage controlled ring oscillator with wide tuning range and fast voltage swing”, IEEE Asia-Pacific Conference, ASIC on 2002. Proceedings, pp 201 – 204, Aug. 2002. [3] Chen, O.T.-C., Sheen, R.R.-B., “A power-efficient wide-range phase-locked loop”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Volume : 37, Issue: 1, pp 51 – 62, Jan. 2002. 7 [4] Enam, S.K.., Abidi, A. A., “A 300-MHz CMOS voltage-controlled ring oscillator”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Volume: 25, Issue : 1, pp 312 – 315, Feb. 1990. [5] Azais, F., Ivanov, A., Renovell, M., Bertrand, Y., “A methodology and design for effective testing of voltage-controlled oscillators (VCOs)” Proceedings of the Seventh Asian Test Symposium, pages:383 – 387, Dec. 1998. [6] Azais, F., Bertrand, Y., Renovell, M., Ivanov, A., Tabatabaei, S., “An alldigital DFT scheme for testing catastrophic faults in PLLs IEEE J. transaction on Design & Test of Computers, Volume: 20, Issue: 1, pages:60 – 67, Jan. 2003. [7] Dalmia, M., Ivanov, A., Tabatabaei, S., “Power supply current monitoring techniques for testing PLLs” Proceedings of the Sixth Asian test Symposium, pages:366 – 371, Nov.1997. [8] Maneesha Dalmia, Andre’ Ivanov, Sassan Tabatabaei, “Power Supply Current Monitoring Techniques for Testing a VCO,” accepted as a poster in 3rd Intemational Mixed Signal Testing Workshop, Seattle, WA, June, 1997. [9] VCOBIST Presentation http://www.fluence.com/bistmaxx/present_vco/index.htm. [10] VCOBIST on-chip jitter testing for PLL, DLLs, VCOs and digital data http://www.credence.com/Solutions_PP_VCOBIST.html. 8 Annexes Schéma des circuits implémentés Fig. 24 schéma globale du VCO Fig. 13 Schéma de l’étage de gain du VCO (agrandi) Fig. 26 Source ouverte M7 Fig. 25 Court-circuit grille-drain M8 9 Fig.27 Court-circuit drain-source M8 Fig.31 Test statique : faute détectée court-circuit drain-source M8 Résultats Test dynamique Fig. 28 Court-circuit grille-source M7 Fig.32 Test dynamique : drain ouvert M8 Fig. 29 drain ouvert M8 Résultats Test statique Fig. 30 Test statique : faute détectée source ouverte M 8 drain ouvert M 9 Fig.33 Test dynamique : faute détectée court-circuit drainsource M7 Fig.34 Faute détectée de la grille ouverte sur le transistor M7 10 Fig.35 Test dynamique : faute détectée grille ouverte M7 Fig.40 Idd test : faute non détectée court-circuit grille-source M9 Test fonctionnel Fig.36 Test dynamique : faute non détectée grille ouverte M8 Test de courant d’alimentation en mode fonctionnel «Operating Idd Test » Fig.41 Fréquence en fonction de la tension Vctrl en basse fréquence Fig.37 Courant nominal simulé Fig.42 Sensibilité du VCO en fonction de la tension d’alimentation Fig.38 Idd test : faute détectée court-circuit drain-source M7 Fig.39 Idd test : faute détectée du court-circuit drain-source sur le transistor M7 Fig.43 Consommation de puissance en fonction de la tension de contrôle