可降低下一代IC測試成本的確定性邏輯內(nèi)置自測技術(shù)

1． 常規(guī)DBIST測試模式——內(nèi)部掃描鏈路數(shù)據(jù)來自于PRPG，掃描鏈路輸出到MISR。

2． 常規(guī)掃描測試模式——內(nèi)部掃描鏈路繞過DBIST控制器，重新設(shè)置為數(shù)量更少直接連到芯片引腳的掃描鏈路，該模式對于小型掃描測試很有用，如IDDQ和路徑延遲方案。

3． DBIST控制器測試模式——DBIST控制器里的狀態(tài)元件重新設(shè)置為直接連接到芯片引腳的掃描鏈，允許DBIST控制器高覆蓋范圍測試。

4． DBIST診斷模式——內(nèi)部掃描鏈路數(shù)據(jù)來自于PRPG，但是掃描鏈路輸出繞過MISR功能，這樣捕捉的數(shù)據(jù)能直接卸載并在MISR輸出端取樣。

創(chuàng)建完整帶有DBIST設(shè)計的最后一步很容易被忽視，但它與前面的步驟一樣重要。在這一步中，DFT Compiler為所有DBIST控制器測試模式創(chuàng)建DBIST測試協(xié)議。這些協(xié)議為TetraMAX生成的DBIST方案提供全面控制和時序信息，同時要求能識別DBIST測試結(jié)構(gòu)和正確實施全面的頂級DBIST DRC。圖3是采用IEEE標準測試接口語言(STIL)句法做成的DBIST測試協(xié)議文本樣本。

可預(yù)測高測試覆蓋率

正如DFT Compiler可以確定提供帶DBIST的設(shè)計一樣，TetraMAX ATPG可以確定生成有效的DBIST測試方案，提供和掃描一樣高的覆蓋率，這樣的范圍只能通過賦予PRPG狀態(tài)初始化外部數(shù)值才能可靠實現(xiàn)。和掃描測試方案一樣，TetraMAX ATPG關(guān)注多種故障，并只設(shè)定所需的關(guān)注數(shù)據(jù)位(care bit)來檢測這些故障。與用隨機數(shù)填滿剩余非關(guān)注位的掃描方案不同的是，DBIST方案的非關(guān)注位來自于PRPG，關(guān)注位用于計算PRPG晶種。

只要DBIST方案的關(guān)注位少于PRPG狀態(tài)位，就能解線性方程以找到PRPG外部值，這樣就能生成帶有全部所需關(guān)照位集的方案。從一些用戶電路收集到的數(shù)據(jù)表明，在256和512比特之間的PRPG生成方案與掃描相比覆蓋范圍沒有縮小。與掃描一樣，TetraMAX將用故障模擬PRPG生成的全部DBIST方案，反映非確定值附加測試覆蓋范圍。TetraMAX Verilog模擬測試臺完全支持針對正常芯片模式的DBIST方案驗證。

該技術(shù)不僅適用于粘著性故障測試，而且適用于確定性轉(zhuǎn)換故障方案。DBIST結(jié)構(gòu)允許兩個沒有ATE外部信號變化的全速周期，不用最后位移發(fā)射和捕捉時鐘脈沖。這種試驗比傳統(tǒng)掃描或邏輯BIST試驗具有更高深亞微米缺陷覆蓋率，而且不會使全速邏輯BIST耗用太多功率。DBIST形成的巨大空間保證了以最少附加成本也能應(yīng)用高覆蓋范圍轉(zhuǎn)換故障方案。

減少測試數(shù)據(jù)量和測試時間

確定性邏輯BIST PRPG晶種不僅能夠提供確定范圍，還有一種更加有效的方法存儲和傳輸ATPG激勵。例如100K掃描單元大型設(shè)計要求每個掃描方案有100K輸入數(shù)據(jù)位，但每個DBIST方案卻只需不到500個輸入數(shù)據(jù)位即可，輸出端數(shù)據(jù)減少得更多，因為不用為每個掃描方案存儲100K～200K預(yù)期輸出數(shù)據(jù)，這些比特在與預(yù)計反應(yīng)比較之前，先被壓縮到多個方案的128位符號中。

減少測試時間依靠兩個基本技術(shù)，第一個是DBIST結(jié)構(gòu)只用很少外接測試引腳的大量并行內(nèi)部掃描鏈路。增加傳統(tǒng)掃描并行掃描鏈路數(shù)成本很高，因為每增加一個掃描鏈路需要增加兩個測試引腳和ATE通道。在默認情況下，DBIST使用512個內(nèi)部掃描鏈，雖然支持的數(shù)量有些不同。對于缺省配置，大約需要20個外接測試引腳，盡管DBIST控制器可以專門配置為只使用6個外接引腳。

第二個技術(shù)是對PRPG并行重新賦值。如果內(nèi)部掃描鏈路轉(zhuǎn)換要等待PRPG賦值后才能完成，那么測試時間和掃描相比不會縮短多少，可在當前方案轉(zhuǎn)換到內(nèi)部掃描鏈路的同時把下一值賦予PRPG并行陰影寄存器里，測試時間是最長內(nèi)部掃描鏈路長度的函數(shù)。

失效診斷

如果沒有準確的失效診斷，DBIST就不是一個完整的制造測試解決方案。診斷邏輯BIST測試一個不可避免的問題是，捕捉到的反應(yīng)被壓縮到一個只包括通過/失敗信息的符號寄存器里。盡管失效掃描方案也能顯示哪個掃描單元與期望值不匹配，但失效DBIST方案需要更為復(fù)雜的分析。與其它DBIST特性一樣，DBIST診斷法支持TetraMAX中準確掃描診斷的現(xiàn)有特性。當數(shù)據(jù)失配的DBIST失效被隔離到內(nèi)部掃描單元后，也能同樣采用發(fā)現(xiàn)失敗掃描方案缺陷位置的技術(shù)。

由于內(nèi)部掃描單元預(yù)期反應(yīng)數(shù)據(jù)不包含在DBIST方案里，所以必須收集一組DBIST方案的未壓縮反應(yīng)，然后使用TetraMAX模擬這些方案并判別失配的掃描單元。為整組DBIST方案收集未壓縮反應(yīng)在很多標準ATE上是不實際的，幸運的是，多數(shù)缺陷只需采用幾個失效方案失配就可準確隔離。

為有效鑒別失效方案，DBIST方案組織成帶間隔的形式，在每次間隔結(jié)束時比較MISR符號差。缺省條件下，DBIST間隔之間有32個方案(32個內(nèi)部掃描負載和捕捉)，所以DBIST診斷采用的是兩次通過流程。在第一次通過時失效的符號差鑒別出失效間隔，在第二次通過時，電路設(shè)置為DBIST診斷模式，重新運行一個或更多失效間隔，未壓縮的反應(yīng)收集到ATE上讓TetraMAX處理。這種數(shù)據(jù)收集不需要ATE有特殊性能，只要有足夠存儲32個方案的掃描單元數(shù)據(jù)捕捉存儲器即可。

本文結(jié)論

目前的設(shè)計人員和測試工程師被迫在設(shè)計流程和制造成本之間進行權(quán)衡，改善一個可能會犧牲另一個。應(yīng)用確定性邏輯BIST后，DFT Compiler SoCBIST可把減少測試成本的技術(shù)集成到業(yè)界熟悉設(shè)計流程中，使得以最低成本獲得最高測試質(zhì)量，并對設(shè)計人員的影響最小。