工程會接觸DFT。需要了解DFT知識,但不需要深入。
三種基本的測試(概念來自參考文檔):
1. 邊界掃描測試:Boundary Scan Test: 測試目標是IO-PAD,利用JTAG接口互連以方便測試。(jtag接口,實現不同芯片之間的互連。這樣可以形成整個系統的可測試性設計)
2. 內建自測試BIST:(模擬IP的關鍵功能,可以開發BIST設計。一般情況,BIST造成系統復雜度大大增加。memory IP一般自帶BIST,簡稱MBIST)
3. 掃描測試(ATPG)Scan path: 與邊界掃描測試的區別,是內部移位寄存器實現的測試數據輸入輸出。測試目標是std-logic,即標准單元庫。(掃描測試和邊界掃描,不是一個概念。需要區別對待。內部的觸發器,全部要使用帶SCAN功能的觸發器類型。)
補充:
還有一種測試:
4. 全速測試at-speed-test(其實是屬於掃描測試的一種。只不過測試時鍾來源頻率更快。)
at-speed 就是實速測試, 主要用於scan測試-即AC測試和mbist測試。這種測試手段的目的是-測試芯片在其工作頻率下是否能正常工作,實速即實際速度。測試時鍾往往是由芯片內部的PLL產生很快的測試時鍾,用於實速測試。
相對而言,一般的測試是20~40兆的測試時鍾,頻率低,測不到transition fault。即使測試通過,實際使用中還會由於使用高頻時鍾發生芯片電路故障。
常見的DFT/OCC結構如下:
特點:
1. Clock MUX必須放在OCC模塊/DFT MUX之前。 (OCC:On Chip Clock)
2. 時鍾大於50MHz時,使用OCC模塊,否則使用DFT MUX。
3. Clock Gate放在OCC模塊/DFT MUX之后。
4. 對於手動添加的Clock Gate,DFT_SE端口接到 dft_glb_gt_se。
5. 對於綜合工具添加的Clock Gate,DFT_SE端口接到dft_syn_gt_se
注意:
1. DFT_MODE有效時,clock mux的sel信號要保證dft_clk來源於最高頻率的時鍾源。
2. DFT_MUX或者OCC,不能串聯。
OCC(On Chip Clock)結構如下:
注意:
1. slow_clk是類似dft_clk;這個時鍾源由后端提供。個人認為所有dft_clk的來源,頻率不一樣,來源由后端決定,應該是測試引腳輸入的吧?!
2. fast_clk是正常工作時鍾源。
DFT工程師手里有三大法寶:
法寶一:BSCAN技術– 測試IO pad,主要實現工具是Mentor-BSDArchit,sysnopsy-BSD Compiler;
法寶二:MBIST技術– 測試mem,主要實現工具是Mentor的MBISTArchitect 和 Tessent mbist;
法寶三:ATPG 技術– 測試std-logic,主要實現工具是:產生ATPG使用Mentor的 TestKompress 和synopsys TetraMAX,插入scan chain主要使用synopsys 的DFT compiler。
以下對工具的使用原則做一些介紹:
ATPG工具
Insert scan:
1、雖然教科書會介紹很多種DFT DRC但是在實際設計中95%的工作在修復scan_clk和scan_reset的DRC violation;
2、修復clk/reset violation 的方法主要是用DC插入mux ,目的是使在scan_mode下clk和reset被芯片scan_clk和scan_reset pad控制。 同時,scan_clk和scan_reset pad會用於ATE給芯片施加激勵;
3、插入scan時,DFT Compiler必須修復的DRC violations 類別為D1/D2/D3/D9;
4、做全片級的DFT設計時,需要在scan_in,scan_out,scan_reset,scan_clk的IO pad 的OEN/IE/REN端插入mux,控制pad的輸入和輸出方向。
Atpg patterns產生和仿真:
1、所有的模擬模塊,例如PLL、POR等,一般設置為black-box,無法用ATPG測試其內部;
2、芯片clk、power、reset的控制寄存器,一般不會放到scan_chain上,以免在測試時由於寄存器的動作,改變芯片工作狀態;
3、考慮power domain的開關,一般必須保證在scan測試時,所有power domain都打開,每個數字標准單元都能測試到;
4、如果有模擬的IO pad,一般必須在產生pattern時mask掉,因為他們不是數字的,ATPG工具無法控制它們;
5、業界一般使用DC插入OCC (on chip clocking)模塊,實現at-speed scan測試電路。
MBIST工具
目前使用較多的是MBISTArchi,但是Tessent MBIST以后會成為主流。原因是Mentor公司2013年已經宣布MBISTArchi將不再提供技術支持,而且Tessent MBIST技術更為先進。
1、所有的MBIST設計應該考慮diagnose。加入diagnose電路,方便診斷mem故障,這會在芯片量產時大大提高成品率;
2、由於ARM與Mentor有合作,Coretex-A9以上的ARM核具有share-bus接口,可以很好支持Tessent Mbist,就能夠實現ARM內核的mem的高速測試和訪問,也提高了ARM CPU的性能;
3、Tessent MBIST會使用JTAP,只占用TCK/TMS/TDO/TDI/TRST五個pad,比MBISTArich使用更少的pad資源。
BSCAN 工具
1、所有的模擬IO,一般無法用bscan來測試,不要加上bscan_cells;
2、所有需要測試的數字pad的OEN/IE/REN 在bscan_mode下,需要插mux來控制;
3、所有需要測試的數字pad的PU/PD 在bscan_mode下,一般需要插mux來控制,保證在bscan_mode下,PU和PD=0,才能使bscan HIGHZ測試仿真通過;
4、所有JTAG的強制要求指令如IDCODE,EXIST必須在bscan電路中實現,特別是BYPASS。