基于架構(gòu)和基于流的DFT方法
ASIC設(shè)計(jì)平均門數(shù)的增加迫使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)花費(fèi)20％到50％的ASIC開發(fā)工作量測試相關(guān)的問題，以實(shí)現(xiàn)良好的測試覆蓋率。雖然遵循設(shè)計(jì)測試規(guī)則被認(rèn)為是一種良好的做法，但是與嵌入式RAM，多個(gè)時(shí)鐘域，復(fù)位線和嵌入式知識產(chǎn)權(quán)的對抗可能會對設(shè)計(jì)進(jìn)度產(chǎn)生重大影響。盡管處理了所有這些問題，但很少能實(shí)現(xiàn)100％的故障覆蓋率。因此，ASIC設(shè)計(jì)經(jīng)常以低于90％的故障覆蓋率進(jìn)入生產(chǎn)，導(dǎo)致不必要的器件缺陷率和板級下降。

基于流的方法

將結(jié)構(gòu)插入設(shè)計(jì)進(jìn)行掃描測試的第一步是用掃描觸發(fā)器替換所有觸發(fā)器。有時(shí)這是作為合成過程的一部分完成的，盡管它在歷史上在流程的后期執(zhí)行。插入掃描觸發(fā)器允許對設(shè)計(jì)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更高程度的控制，從而增加故障覆蓋范圍。然而，傳統(tǒng)的掃描技術(shù)并未在設(shè)計(jì)中提供對用戶網(wǎng)絡(luò)的完全控制或觀察，使許多結(jié)構(gòu)未經(jīng)測試。

最常見的各種掃描觸發(fā)器在D輸入之前包含多路復(fù)用器。這樣可以在測試模式期間將數(shù)據(jù)移位到觸發(fā)器中，或者可選地，在用戶模式操作期間可以存儲正常的邏輯信號。

傳統(tǒng)的ASIC掃描測試通常需要以下內(nèi)容：

有一個(gè)測試時(shí)鐘，電路必須允許將其應(yīng)用于所有掃描觸發(fā)器。

在測試期間，所有觸發(fā)器都處于測試模式。

在正常用戶操作期間，所有觸發(fā)器都處于正常模式。

請注意，在使用基于多路復(fù)用器的掃描觸發(fā)器時(shí)，通常會在用戶時(shí)鐘的主路徑中插入多路復(fù)用器，以允許在測試模式下將測試時(shí)鐘傳送到所有觸發(fā)器。所有測試觸發(fā)器同時(shí)處于測試模式。

設(shè)計(jì)測試規(guī)則

傳統(tǒng)測試技術(shù)需要多種設(shè)計(jì)測試（DFT）規(guī)則，以提供足夠的故障覆蓋率和可接受的設(shè)備缺陷率。 （故障覆蓋率是對特定設(shè)計(jì)中特定測試模式（向量）實(shí)際可檢測到的可檢測到的固定故障的百分比的度量。）不遵循DFT規(guī)則的結(jié)果是許多故障可以'使用傳統(tǒng)的掃描方法進(jìn)行測試，整體故障覆蓋率受到很大影響。

為了使用掃描獲得對可檢測到的固定故障的合理覆蓋，設(shè)計(jì)通常必須完全同步。因此，我們有第一個(gè)DFT規(guī)則。不幸的是，許多設(shè)計(jì) - 特別是在網(wǎng)絡(luò)和通信中 - 需要多個(gè)異步時(shí)鐘，所以不可能不違反這個(gè)規(guī)則。此外，在追求速度的過程中，合成通常會產(chǎn)生重新收斂的冗余邏輯結(jié)構(gòu)，這是另一種違規(guī)行為。

通常認(rèn)可的DFT規(guī)則包括以下內(nèi)容：

設(shè)計(jì)應(yīng)與公共時(shí)鐘完全同步。

在測試期間，必須從外部引腳禁用存儲元件的異步輸入。

只能使用專門設(shè)計(jì)用于支持自動測試模式生成的順序庫元素。有時(shí)會禁止使用負(fù)邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器。

不允許使用門控時(shí)鐘。測試期間必須繞過它們。

不應(yīng)使用內(nèi)部三態(tài)總線;多路復(fù)用器是首選。

不允許組合邏輯循環(huán)。

不允許重新收斂冗余邏輯。

測試期間必須禁用外部總線。

包含各種測試方法的IP塊之間的接口必須是完全可測試的。

自動測試

AutoTest的前提是，如果所有與測試相關(guān)的電路都嵌入在基本陣列中，則可以從ASIC開發(fā)過程中刪除與測試相關(guān)的事項(xiàng)。嵌入式AutoTest電路不僅獨(dú)立于用戶設(shè)計(jì)定義，而且在用戶設(shè)計(jì)已知之前制造。

由于AutoTest嵌入在ASIC的底層結(jié)構(gòu)中，因此它的運(yùn)行方式與傳統(tǒng)的掃描測試完全不同。雖然用于傳統(tǒng)ASIC的掃描測試方法要求設(shè)計(jì)中的所有掃描觸發(fā)器同時(shí)處于測試模式，但AutoTest的操作順序?qū)?dǎo)致某些模塊處于測試模式，而其他模塊處于正常模式任何特定的測試周期。 AutoTest ASIC中的功能模塊包含“控制”和“觀察”功能。這使得可以通過隔離單個(gè)模塊和網(wǎng)絡(luò)來測試制造，無論用戶設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)如何，無論DFT規(guī)則如何，都可以完全驗(yàn)證硅完整性。為此，需要一種新型模塊。模塊內(nèi)的唯一Q_Cell包含“控制”和“觀察”功能，并且還能夠配置為組合邏輯，觸發(fā)器或RAM。這意味著可以控制所有網(wǎng)絡(luò)，無論它們是表示時(shí)鐘還是設(shè)置/復(fù)位，以及它們是否是冗余結(jié)構(gòu)或組合反饋環(huán)路的一部分。

四輸入多路復(fù)用器類型單元（ P_Cell）用于大多數(shù)組合功能，或者與Q_Cell結(jié)合用于復(fù)雜功能，如全加器，而高驅(qū)動三態(tài)緩沖器可用于時(shí)鐘樹和數(shù)據(jù)樹等功能，以及在諸如自動修復(fù)保持時(shí)間違規(guī)（在物理布局流程中自動執(zhí)行）。

其他好處

AutoTest不僅能夠同時(shí)捕獲狀態(tài)在設(shè)備內(nèi)的所有信號中，它還能夠恢復(fù)該狀態(tài)，使得操作可以從任何任意初始條件開始。可以預(yù)先加載存儲器和觸發(fā)器以模擬錯(cuò)誤或異常的電源狀態(tài)。此功能對于診斷現(xiàn)場問題非常有用。

AutoTest是一種組合的軟件和硬件測試方法，可以消除所有DFT規(guī)則，并始終在單元引腳級別提供100％的固定故障覆蓋率。隨著質(zhì)量要求和設(shè)備復(fù)雜性的增加，這種覆蓋變得越來越重要。 AutoTest已成功應(yīng)用于100多種結(jié)構(gòu)化ASIC設(shè)計(jì)，但其技術(shù)也可以在標(biāo)準(zhǔn)單元ASIC設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)。

Eric West是Lightspeed Semiconductor（加利福尼亞州桑尼維爾）的架構(gòu)總監(jiān)。）

審核編輯 黃宇