可降低下一代IC測試成本的確定性邏輯內置自測技術(shù)

1． 常規DBIST測試模式——內部掃描鏈路數據來(lái)自于PRPG，掃描鏈路輸出到MISR。

2． 常規掃描測試模式——內部掃描鏈路繞過(guò)DBIST控制器，重新設置為數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——內部掃描鏈路數據來(lái)自于PRPG，但是掃描鏈路輸出繞過(guò)MISR功能，這樣捕捉的數據能直接卸載并在MISR輸出端取樣。

創(chuàng )建完整帶有DBIST設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T(mén)etraMAX生成的DBIST方案提供全面控制和時(shí)序信息，同時(shí)要求能識別DBIST測試結構和正確實(shí)施全面的頂級DBIST DRC。圖3是采用IEEE標準測試接口語(yǔ)言(STIL)句法做成的DBIST測試協(xié)議文本樣本。

可預測高測試覆蓋率

正如DFT Compiler可以確定提供帶DBIST的設計一樣，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(guò)賦予PRPG狀態(tài)初始化外部數值才能可靠實(shí)現。和掃描測試方案一樣，TetraMAX ATPG關(guān)注多種故障，并只設定所需的關(guān)注數據位(care bit)來(lái)檢測這些故障。與用隨機數填滿(mǎn)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(lái)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(xiàn)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(hù)電路收集到的數據表明，在256和512比特之間的PRPG生成方案與掃描相比覆蓋范圍沒(méi)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(zhù)性故障測試，而且適用于確定性轉換故障方案。DBIST結構允許兩個(gè)沒(méi)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(shí)鐘脈沖。這種試驗比傳統掃描或邏輯BIST試驗具有更高深亞微米缺陷覆蓋率，而且不會(huì )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用高覆蓋范圍轉換故障方案。

減少測試數據量和測試時(shí)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掃描單元大型設計要求每個(gè)掃描方案有100K輸入數據位，但每個(gè)DBIST方案卻只需不到500個(gè)輸入數據位即可，輸出端數據減少得更多，因為不用為每個(gè)掃描方案存儲100K～200K預期輸出數據，這些比特在與預計反應比較之前，先被壓縮到多個(gè)方案的128位符號中。

減少測試時(shí)間依靠?jì)蓚€(gè)基本技術(shù)，第一個(gè)是DBIST結構只用很少外接測試引腳的大量并行內部掃描鏈路。增加傳統掃描并行掃描鏈路數成本很高，因為每增加一個(gè)掃描鏈路需要增加兩個(gè)測試引腳和ATE通道。在默認情況下，DBIST使用512個(gè)內部掃描鏈，雖然支持的數量有些不同。對于缺省配置，大約需要20個(gè)外接測試引腳，盡管DBIST控制器可以專(zhuān)門(mén)配置為只使用6個(gè)外接引腳。

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

失效診斷

如果沒(méi)有準確的失效診斷，DBIST就不是一個(gè)完整的制造測試解決方案。診斷邏輯BIST測試一個(gè)不可避免的問(wèn)題是，捕捉到的反應被壓縮到一個(gè)只包括通過(guò)/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(gè)掃描單元與期望值不匹配，但失效DBIST方案需要更為復雜的分析。與其它DBIST特性一樣，DBIST診斷法支持TetraMAX中準確掃描診斷的現有特性。當數據失配的DBIST失效被隔離到內部掃描單元后，也能同樣采用發(fā)現失敗掃描方案缺陷位置的技術(shù)。

由于內部掃描單元預期反應數據不包含在DBIST方案里，所以必須收集一組DBIST方案的未壓縮反應，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在很多標準ATE上是不實(shí)際的，幸運的是，多數缺陷只需采用幾個(gè)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，在每次間隔結束時(shí)比較MISR符號差。缺省條件下，DBIST間隔之間有32個(gè)方案(32個(gè)內部掃描負載和捕捉)，所以DBIST診斷采用的是兩次通過(guò)流程。在第一次通過(guò)時(shí)失效的符號差鑒別出失效間隔，在第二次通過(guò)時(shí)，電路設置為DBIST診斷模式，重新運行一個(gè)或更多失效間隔，未壓縮的反應收集到ATE上讓TetraMAX處理。這種數據收集不需要ATE有特殊性能，只要有足夠存儲32個(gè)方案的掃描單元數據捕捉存儲器即可。

本文結論

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