PAVLIDIS Antonios
Direction de recherche : Haralampos STRATIGOPOULOS, Marie-Minerve LOUËRAT
Diagnostic de fautes matérielles dans les circuits analogiques
Aujourd'hui, le nombre de circuits intégrés (CIs) utilisés dans les applications liées à des missions critiques et sûres, comme l'automobile, la e-santé, la défense, les infrastructures critiques, ne cesse d'augmenter. Pour être utilisés dans ces applications, les CIs doivent avoir des propriétés de sûreté fonctionnelle. Cette thèse présente un auto-test intégré (BIST) pour les CIs analogiques et à signaux mixtes (AMS), appelé autotest à symétrie (SymBIST), qui offre plusieurs solutions pour obtenir la sûreté fonctionnelle. SymBIST repose sur le principe du BIST et sur l'existence de signaux invariants, inhérents au CI. Les invariants retenus (tension ou courant) possèdent une valeur constante pour un fonctionnement nominal du CI, et une valeur bien distincte en cas de fonctionnement erroné. Les invariants sont vérifiés à l'aide de dispositifs intégrés spécifiques. SymBIST est une solution qui répond à trois objectifs de sûreté fonctionnelle. Il est utilisé tout d'abord pour tester les défauts du CI avec une couverture de test élevée. Il est également utilisé pour le test en ligne, lors du fonctionnement du CI, afin de détecter le vieillissement, les défauts latents et les perturbations dues à un événement aléatoire. Enfin, il est utilisé pour diagnostiquer les défauts avec une grande précision, avant de la mise en oeuvre d'actions de correction pour éviter la reproduction des erreurs. SymBIST est démontré sur un convertisseur analogique-numérique à approximations successives. Nous présentons également des générateurs de stimuli numériques pour le test sur puce qui nécessitent une reconfiguration mineure pour passer de la détection de défauts au diagnostic. SymBIST, utilisé pour tester les défauts, a un temps de réponse inférieur à la micro-seconde et offre une couverture de test, pondérée de la vraisemblance, supérieure à 86%. Pour le test en ligne, SymBIST effectue une mesure des invariants en temps réel, sans interrompre le fonctionnement normal du circuit et indépendamment de l'entrée, pour détecter le vieillissement, les défauts latents, et les erreurs transitoires. En ce qui concerne le diagnostic, la réponse de SymBIST est une représentation numérique de ce diagnostic. Pour réduire l'ambiguïté de la détection des défauts, nous tirons parti de la même infrastructure de test, en modifiant sa configuration. SymBIST offre une précision de diagnostic élevée, avec un diagnostic de défaut valide à 73%, tandis que plus de 96% des défauts appartiennent à des ensembles inférieurs ou égaux à 5 éléments, le tout en quelques micro-secondes. Enfin, SymBIST n'entraîne aucune pénalité de performance du CI, requiert une augmentation de surface d'environ 5%, et possde une interface entièrement numérique qui le rend compatible avec les mécanismes modernes d'accès aux tests numériques basés sur deux broches externes.
Soutenance : 13/07/2021
Membres du jury :
GIRARD Patrick (CNRS/LIRMM, Montpellier) [Rapporteur]
BARRAGAN Manuel (CNRS/TIMA, Grenoble) [Rapporteur]
DEVAL Yann (Bordeaux INP, IMS)
DOBBELAERE Wim (ON Semiconductor, Belgique)
KAISER Andreas (CNRS/IEMN, Junia, Lille)
SUNTER Stephen (Siemens Digital Industries Software, Canada)
LOUERAT Marie-Minerve (CNRS/LIP6)
STRATIGOPOULOS (CNRS/LIP6)
Publications 2020-2022
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2022
- M. Portolan, A. Pavlidis, G. Di Natale, E. Faehn, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “Circuit-to-Circuit Attacks in SoCs via Trojan-Infected IEEE 1687 Test Infrastructure”, 2022 IEEE International Test Conference (ITC), Anaheim, CA, United States, pp. 539-543, (IEEE), (ISBN: 978-1-6654-6270-9) (2022)
- A. Pavlidis, E. Faehn, M.‑M. Louërat, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “Run-Time Hardware Trojan Detection in Analog and Mixed-Signal ICs”, 40th IEEE VLSI Test Symposium 2022, San Diego, United States, pp. 1-8, (IEEE) (2022)
- M. Elshamy, G. Di Natale, A. Sayed, A. Pavlidis, M.‑M. Louërat, H. Aboushady, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “Digital-to-Analog Hardware Trojan Attacks”, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 69 (2), pp. 573-586, (IEEE) (2022)
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2021
- A. Pavlidis : “Analog Hardware Fault Diagnosis”, thèse, soutenance 13/07/2021, direction de recherche Stratigopoulos, Haralampos Louërat, Marie-Minerve (2021)
- A. Pavlidis, E. Faehn, M.‑M. Louërat, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “BIST-Assisted Analog Fault Diagnosis”, 26th IEEE European Test Symposium, Bruges (virtual), Belgium, pp. 1-6, (IEEE) (2021)
- A. Pavlidis, M.‑M. Louërat, E. Faehn, A. Kumar, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “SymBIST: Symmetry-Based Analog and Mixed-Signal Built-In Self-Test for Functional Safety”, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 68 (6), pp. 2580-2593, (IEEE) (2021)
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2020
- S. El‑Sayed, Th. Spyrou, A. Pavlidis, E. Afacan, L. Camuñas‑Mesa, B. Linares‑Barranco, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “Spiking Neuron Hardware-Level Fault Modeling”, 2020 IEEE 26th International Symposium on On-Line Testing and Robust System Design (IOLTS), Naples, Italy (2020)
- M. Elshamy, G. Di Natale, A. Pavlidis, M.‑M. Louërat, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “Hardware Trojan Attacks in Analog/Mixed-Signal ICs via the Test Access Mechanism”, 2020 IEEE European Test Symposium (ETS), Tallinn, Estonia (2020)
- A. Pavlidis, M.‑M. Louërat, E. Faehn, A. Kumar, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “Symmetry-based A/M-S BIST (SymBIST): Demonstration on a SAR ADC IP”, 2020 Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE), Grenoble, France (2020)
- A. Pavlidis, M.‑M. Louërat, E. Faehn, A. Kumar, Haralampos‑G. Stratigopoulos : “SymBIST: Symmetry-based Analog/Mixed-Signal BIST”, 32. GI / GMM / ITG - Workshop Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen, Ludwigsburg, Germany (2020)