嵌入式存儲器在任何SoC中都扮演著至關(guān)重要的角色，幾乎在任何設(shè)計中都覆蓋了70％以上的面積。它們具有不同的大小和類型，并且隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的縮小，測試存儲器變得至關(guān)重要。較低的幾何結(jié)點(diǎn)會導(dǎo)致在地址，行和列方面更密集的內(nèi)存，因此更容易出現(xiàn)缺陷。

內(nèi)存內(nèi)置自測試（MBIST）提供了測試此類內(nèi)存的最佳解決方案。內(nèi)置的自我修復(fù)（BISR）廣泛用于測試/修復(fù)RAM，其中每個RAM使用專用的BISR電路。BISR功能有助于檢查內(nèi)存BIST邏輯和內(nèi)存包裝器接口。內(nèi)存測試在向其中添加諸如內(nèi)置冗余分析（BIRA）之類的修復(fù)功能后，將變得更加有效。維修分析將使電路良率提高。本文重點(diǎn)介紹當(dāng)我們包含修復(fù)功能時如何測試可修復(fù)的內(nèi)存，還將探討在自動測試模式生成（ATPG）或內(nèi)置模式生成期間將如何影響可修復(fù)內(nèi)存。此外，它著重介紹了常見的挑戰(zhàn)。

什么是內(nèi)存修復(fù)？

內(nèi)存修復(fù)功能通過可用的備用或冗余行和列來轉(zhuǎn)移內(nèi)存的故障區(qū)域（例如，行，列或兩者）。維修分析還包括收集可用的故障位置，冗余分析以及對內(nèi)存將如何訪問維修邏輯的分析，從而增加了設(shè)計的復(fù)雜性。當(dāng)我們處理SoC時，大多數(shù)設(shè)計都覆蓋有可修復(fù)的存儲器，因此需要額外的硬件才能有效地啟用和禁用修復(fù)功能。

內(nèi)存修復(fù)由行修復(fù)或列修復(fù)或兩者之類的不同方法組成，可以實(shí)現(xiàn)為硬修復(fù)，軟修復(fù)和融合方法。使用內(nèi)存編譯器，我們可以確定設(shè)計中額外的行和列的數(shù)量。存儲器設(shè)計庫包括修復(fù)能力及其特征。

內(nèi)存修復(fù)的工作原理：BISR和BIRA

要為內(nèi)存啟用修復(fù)邏輯，必須啟用或打開repair_analysis_present屬性，這會觸發(fā)內(nèi)存中的修復(fù)邏輯。

內(nèi)置自我修復(fù)（BISR）邏輯插入任務(wù)如下：

在設(shè)計中創(chuàng)建BISR鏈

將BISR控制器連接到鏈

BISR控制器將連接到垃圾箱

將創(chuàng)建BISR控制器到邏輯連接

維修帶來的挑戰(zhàn)

額外的區(qū)域開銷

處理可修復(fù)內(nèi)存時出現(xiàn)的主要困難是，它將需要一些額外的邏輯來進(jìn)行修復(fù)分析。這將影響芯片的尺寸和面積。為存儲器啟用修復(fù)屬性后，將在設(shè)計中插入BISR和BIRA邏輯，從而與控制器和垃圾箱連接。區(qū)域開銷的數(shù)量還取決于可修復(fù)存儲器的數(shù)量及其周圍的邏輯。

在MBIST插入期間將插入專用的BISR寄存器模塊，以用于可修復(fù)的存儲器。每種類型的存儲器都有一個專用的BISR寄存器模塊，主要包括移位寄存器和重定時觸發(fā)器。平均每個BISR寄存器將占用大約?？們?nèi)存的5-7％。與BISR不同，不可修復(fù)的內(nèi)存的BIST區(qū)域開銷幾乎只有1-2％。

插入修復(fù)用的可掃描拖板

根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們觀察到采用BISR（內(nèi)置于自我修復(fù)）的設(shè)計，設(shè)計中可掃描觸發(fā)器的數(shù)量增加了4-5％。

狀態(tài)寄存器用于檢查修復(fù)啟用/禁用和修復(fù)完成的狀態(tài)。

當(dāng)特定的存儲器是行可修復(fù)的或列修復(fù)的或兩者兼有時，將使用列和行熔絲寄存器。

備用I / O范圍可用寄存器用于檢查備用行，列和輸入/輸出。

BIRA使能寄存器用于檢查維修分析和診斷完成。

列和行保險絲寄存器。

錯誤匹配寄存器將在檢測到錯誤時啟用，并在稍后階段由備用行和列替換。

BIST使能寄存器可檢查是否對特定存儲器啟用了內(nèi)置自檢。

引腳數(shù)增加

與MBIST不同，可修復(fù)的MBIST將在DUT /模塊級增加引腳數(shù)，從而導(dǎo)致另一個損失。在MBIST期間，CLK，RST，MBIST GO和MBIST DONE需要額外的引腳。在設(shè)計中，使能BIRA和BISR的電路將包括bisr_si，bisr_so，bisr_en，bisr_clk和bisr_reset引腳。BISR模塊中的引腳將主要是專用引腳，因?yàn)檫@些引腳將用于維修。如今，業(yè)界使用共享引腳來實(shí)現(xiàn)這種邏輯，以確保最小的區(qū)域開銷。

更高的運(yùn)行時間

由于還有其他與修復(fù)啟用相關(guān)的邏輯，它將通過BISR邏輯插入來插入和診斷修復(fù)實(shí)用程序，從而導(dǎo)致更長的運(yùn)行時間和更多的設(shè)計工作。對于1000個內(nèi)存，與關(guān)閉BISR相比，啟用修復(fù)的MBIST插入將花費(fèi)3倍的時間和精力。

ATPG期間的模式膨脹

插入MBIST后，一旦設(shè)計通過掃描插入/測試邏輯插入，結(jié)果是設(shè)計中可掃描觸發(fā)器的數(shù)量增加。這進(jìn)一步導(dǎo)致門數(shù)，故障數(shù)的增加，以及在ATPG中出現(xiàn)更多模式的結(jié)果。

結(jié)論

根據(jù)到目前為止我們已經(jīng)討論的內(nèi)容，可以得出結(jié)論，維修分析有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，在模塊和系統(tǒng)/芯片級別具有正反作用。它通過維修邏輯提高了制造良率，從而提供了最大的成本節(jié)省因素。較低的幾何節(jié)點(diǎn)始終具有密集得多的內(nèi)存，這對于測試非常關(guān)鍵。如今，當(dāng)內(nèi)存占據(jù)最大的面積時，內(nèi)存修復(fù)概念將有助于提高整體制造良率。
責(zé)任編輯：tzh