Launch-off-shift實(shí)時(shí)測試

　　通過(guò)全面跳變樣本（broadside-transition-pattern）和 launch-off-shift 技術(shù)的比較，表明后者可以用于測試 90 nm 無(wú)線(xiàn)基帶器件。

　　在對 0.13mm以下工藝器件的制造進(jìn)行實(shí)時(shí)（at-speed）測試時(shí)，Launch-off-shift（LOS）與全面跳變樣本技術(shù)都有各自的用途。Broadside-transition-pattern 方法更常用，但我們將兩種技術(shù)針對無(wú)線(xiàn)基帶器件進(jìn)行了測試，結果表明 LOS 更有優(yōu)勢。

　　實(shí)時(shí)掃描測試用于靜態(tài)測試無(wú)法勝任的應用（參考文獻 1）。實(shí)時(shí)掃描測試的基本步驟是，以低時(shí)鐘速率裝入掃描鏈，然后加上兩個(gè)工作頻率的時(shí)鐘脈沖（圖 1）。第一個(gè)脈沖產(chǎn)生一個(gè)跳變，從一個(gè)掃描單元啟動(dòng)一個(gè)傳播。第二個(gè)脈沖在被測路徑的末端捕捉掃描單元值。

　　如果電路工作正常，則跳變將及時(shí)傳播到路徑的末端，并捕捉到正確的值。否則，如果有一個(gè)延遲造成慢速傳播，則從觸發(fā)到捕捉之間的跳變將減緩，并捕捉到錯誤值，這樣就檢測到了缺陷。

　　最常用的實(shí)時(shí)掃描圖形是跳變樣本（transition pattern，參考文獻 2）。設計中每個(gè)

門(mén)的端子都對可能的緩升（0 至 1）和緩降（1 至 0）缺陷建立了模型。自動(dòng)測試程序生成（ATPG）工具以這些故障點(diǎn)為目標，用所有觸發(fā)掃描單元產(chǎn)生一個(gè)跳變，并用下游的任何掃描單元捕捉結果。

　　用PLL作精確時(shí)鐘

　　實(shí)時(shí)掃描測試的一個(gè)重要問(wèn)題是如何為實(shí)時(shí)的觸發(fā)和捕捉脈沖施加精確的時(shí)鐘。傳統的保持（stuck-at）掃描樣本是靜態(tài)的。用于裝入掃描鏈和捕捉結果的保持時(shí)鐘頻率一般在 10 MHz 和 40 MHz 之間。實(shí)時(shí)掃描測試可以使用類(lèi)似保持測試中的時(shí)鐘頻率來(lái)裝入掃描鏈，但必須以工作頻率施加觸發(fā)和捕捉脈沖。

　　隨著(zhù)所需頻率的增加，用一臺測試儀為觸發(fā)和捕捉提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘越來(lái)越吃力。有一種方案是圍繞器件內部鎖相環(huán)（PLL）采用一些基本的編程能力，它提供了一種不錯的選擇（參考文獻 3）。為實(shí)時(shí)測試提供內部 PLL 控制已成為實(shí)時(shí)掃描測試的一種常用做法（參考文獻 4 和 5）。

　　實(shí)時(shí)跳變圖形應用中最常見(jiàn)的技術(shù)被稱(chēng)為全面或 launch-from-capture 樣本類(lèi)型（參考文獻 6），見(jiàn)圖 2。采用這種樣本類(lèi)型時(shí)，掃描鏈被裝入，然后將 scan_enable（SE）強制置 0，使掃描鏈進(jìn)入工作/捕捉模式。有些時(shí)候，不活動(dòng)的測試樣本要額外增加一個(gè)循環(huán)，以確保 scan_enable 的完全穩定。然后，生成兩個(gè)脈沖來(lái)觸發(fā)和捕捉該跳變。

　　全面樣本在工作模式下觸發(fā)跳變，因此可能會(huì )沿著(zhù)實(shí)際工作路徑傳播跳變。通常情況下，全面樣本的 ATPG 覆蓋報告可以比標準的靜態(tài)保持樣本少 10%。

　　Launch-off-shift 樣本

　　采用 LOS 樣本時(shí)（圖 3），觸發(fā)在裝入掃描鏈時(shí)的最后跳變期內發(fā)生。然后，電路非?？斓乇恢脼楣ぷ?捕捉模式，從而可以產(chǎn)生一個(gè)實(shí)時(shí)工作時(shí)鐘。

　　與全面樣本相比，用 LOS 的 ATPG 更加簡(jiǎn)單。它是在最后跳變前的一個(gè)跳變期間，對一個(gè)跳變將起始值直接裝入掃描單元的一次簡(jiǎn)單的 ATPG 動(dòng)作，然后在最后跳變時(shí)裝入跳變值。全面圖形需要 ATPG 計算出通過(guò)組合邏輯的跳變值，因為它在觸發(fā)脈沖期間是處于工作模式。另外，LOS樣本報告的覆蓋通常高于全面樣本。

　　LOS 可報告較高的覆蓋，并使 ATPG 更加簡(jiǎn)單，因此與全面樣本相比，它有較少的樣本和更快的 ATPG 運行時(shí)間。那么，為什么全面跳變測試要比 LOS 樣本更常用呢？

　　有兩個(gè)主要原因限制了 LOS 樣本的應用。首先，難以在最后跳變和工作時(shí)鐘脈沖之間使電路從跳變模式改變到工作/捕捉模式。如果采用標準的 scan_enable 結構，則 scan_enable 必須發(fā)送一個(gè)時(shí)鐘。此外，由于 scan_enable 要接到所有時(shí)序元件上，因此它是一個(gè)全局時(shí)鐘，必須保持在系統時(shí)鐘頻率上。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法是為 scan_enable 在整個(gè)器件中增加流水線(xiàn)邏輯（參考文獻 7）。

　　流水線(xiàn) scan_enable 為設計增加了額外的測試邏輯，但它避免了將 scan_enable 作為一個(gè)全局時(shí)鐘的困難工作。如圖 4 所示，時(shí)鐘在本地 scan_enable 中觸發(fā)了一個(gè)變化。

　　采用 LOS 樣本的另一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是，也許會(huì )通過(guò)功能不正常的路徑來(lái)測試電路。LOS 樣本可以在一次跳變中改變，而在正常的電路工作期間不可能出現這種跳變。

　　還有一個(gè)重要問(wèn)題，即超出全面樣本的覆蓋中，有多少是來(lái)源于非功能邏輯？有可能出現這種情況，在實(shí)時(shí)測試期間，測試的非功能邏輯會(huì )報告虛假故障，從而導致良率損失（參考文獻 8）。