轉(zhuǎn)向使用即插即用的分層 DFT 的好處

一、背景

傳統(tǒng)的全芯片 ATPG 正日漸衰退，對(duì)于許多現(xiàn)有的和未來(lái)的集成芯片器件來(lái)說(shuō)，一項(xiàng)主要挑戰(zhàn)就是如何為龐大數(shù)量的設(shè)計(jì)創(chuàng)建測(cè)試圖案。對(duì)于有百萬(wàn)門(mén)甚至數(shù)億門(mén)的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)上等到設(shè)計(jì)完成再創(chuàng)建測(cè)試圖案的方法是不切實(shí)際的，產(chǎn)生所有這些圖案需要龐大的計(jì)算能力和相當(dāng)多的時(shí)間。分層可測(cè)試性設(shè)計(jì)通過(guò)在區(qū)塊或內(nèi)核上完成了 DFT 插入和圖案生成解決了這個(gè)問(wèn)題。這大大減少了圖案生成時(shí)間和所需的計(jì)算資源。它還能讓你在設(shè)計(jì)過(guò)程中提前完成大部分 DFT 和圖案生成，從而大幅提高可預(yù)測(cè)性并降低風(fēng)險(xiǎn)。本文將介紹分層 DFT 流程的：插入掃描包裝器 (Wrapper)、為內(nèi)核生成灰盒圖像，將內(nèi)核級(jí)圖案重定向到集成芯片頂層的簡(jiǎn)單映射步驟。

二、為什么即插即用是合理的？

即插即用這種方法帶來(lái)的一個(gè)重要好處就是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中你可以在內(nèi)核層面提前完成所有工作。這降低了許多類(lèi)型的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槿魏螁?wèn)題都可以提前解決，讓最終芯片測(cè)試架構(gòu)和結(jié)果變得更可預(yù)見(jiàn)。在內(nèi)核層面做更多的測(cè)試工作還能讓各單獨(dú)的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)獨(dú)立工作，然后向做芯片集成工作的同事交付標(biāo)準(zhǔn)的 DFT 操作和測(cè)試圖案等數(shù)據(jù)。此外，一旦設(shè)計(jì)和圖案數(shù)據(jù)完成，同樣的數(shù)據(jù)可以被重新用于任何使用該內(nèi)核的芯片設(shè)計(jì)。即插即用方法同樣非常靈活。如果設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，需要進(jìn)行工程更改（ECO），那么只需要對(duì)進(jìn)行ECO的內(nèi)核重新生成測(cè)試圖案。

三、使用包裝器鏈打造獨(dú)立內(nèi)核

分層和內(nèi)核的即插即用方法的基本要求之一是，確保每個(gè)內(nèi)核可以獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試。DFT 工具可以從內(nèi)核IO開(kāi)始，并橫穿內(nèi)核邏輯直到找到第一個(gè)寄存器，然后將其包括在包裝器鏈中。這些單元由于同時(shí)執(zhí)行功能性任務(wù)和測(cè)試任務(wù)，因而被稱(chēng)為共享包裝器單元。許多設(shè)計(jì)包含寄存器IO，這樣進(jìn)出內(nèi)核的信號(hào)的時(shí)序能得到很好地確定。這使包裝器插入變得非常簡(jiǎn)單。

包裝器鏈同時(shí)還支持頂層IC建模和規(guī)則檢查。一旦包裝器鏈被插入，DFT 工具程序可以分析任何內(nèi)核，并找出IO和包裝器鏈之間存在什么樣的邏輯。利用該邏輯，內(nèi)核的部分圖像被寫(xiě)出，我們稱(chēng)之為灰盒（圖1）?；液斜挥脕?lái)驗(yàn)證內(nèi)核在頂層的連接是否正確（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查），同時(shí)也被用來(lái)創(chuàng)建各種內(nèi)核之間的簡(jiǎn)單互連測(cè)試。

圖1：當(dāng)掃描鏈插入內(nèi)核，包裝器鏈的結(jié)構(gòu)允許將內(nèi)核隔離為一個(gè)完整的包裝器內(nèi)核，如左圖所示。右圖顯示了一個(gè)灰盒模型，其中頂層測(cè)試只需要內(nèi)核IO和包裝器鏈之間的邏輯。

四、內(nèi)核層面的模式生成

分層DFT的優(yōu)點(diǎn)是，內(nèi)核DFT和 ATPG 的進(jìn)行能夠完全獨(dú)立于其他內(nèi)核（圖2）。即便 IO 值未知，包裝器鏈也能使 ATPG 實(shí)現(xiàn)高覆蓋率。ATPG 工具只需要得到測(cè)試圖形將重定向的指示，這樣未知值就可以通過(guò)IO賦值，同時(shí)恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)被存出來(lái)，這些恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)包括需要在IC頂層驗(yàn)證的任何時(shí)鐘或被約束引腳。

圖2：利用分層測(cè)試方法，所有區(qū)塊的 ATPG 工作可以在各內(nèi)核上獨(dú)立完成。