ATPGとは？ わかりやすく解説

自動テストパターン生成（じどうテストパターンせいせい、ATPG、英語: automatic test pattern generationおよび英語: automatic test pattern generatorの頭字語）は、デジタル回路に入力系列（テストシーケンス）を与えた際、正常な回路動作と欠陥によって生じる異常動作とを自動テスト装置で識別できるようにするための、電子設計自動化（EDA）の手法または技術である。生成されたテストパターンは、半導体デバイスの製造後のテストや、故障原因の特定（故障解析）を支援するために使用される^[1]。

ATPGの有効性は、検出可能なモデリング済み欠陥（故障モデル）の数と、生成されたパターン数によって評価される。これらの指標は一般に、テスト品質（検出可能な故障が多いほど高い）およびテスト適用時間（パターン数が多いほど長い）を示す。

ATPGの効率は、対象とする故障モデル、テスト対象回路の種類（フルスキャン、同期式逐次回路、非同期式逐次回路）、テスト対象回路の表現に用いる抽象レベル（ゲート、レジスタ転送、スイッチ）、および要求されるテスト品質などに影響される重要な要素である。

ATPGの基本的な課題は、与えられた故障を検出可能なテストパターンが存在するかどうかを判定し、存在する場合にはそのパターンを導出することである。このようなテストパターンの可否判定および生成を行う手続きは、一般にテスト生成アルゴリズムと呼ばれる。大規模集積回路（VLSI）に対して高い故障検出率を達成するテストを行うことは、その複雑性ゆえに困難である。このため、組み合わせ回路および順序回路に対応するために、多様な ATPG 手法が開発されてきた。主なアルゴリズムに、Dアルゴリズムや、PODEMアルゴリズム、FANアルゴリズム、SOCRATESがある^[2]。

• ASIC
• 組み込み自己診断（BIST）
• フォールト
• JTAG
• 超高速集積回路プログラム（VHSIC）

1. ^ Crowell, G; Press, R. “Using Scan Based Techniques for Fault Isolation in Logic Devices”. Microelectronics Failure Analysis. pp. 132–8.
2. ^ 藤原『ディジタルシステムの設計とテスト』工学図書株式会社、2004年。 ISBN 4769204590。