先進(jìn)的測(cè)試設(shè)計(jì) （DFT） 技術(shù)提供了高效的測(cè)試解決方案，以應(yīng)對(duì)更高的測(cè)試成本、更高的功耗、測(cè)試面積和更低幾何尺寸的引腳數(shù)。

先進(jìn)的測(cè)試設(shè)計(jì) （DFT）技術(shù)提供了高效的測(cè)試解決方案，通過提高順序觸發(fā)器的可控性和可觀察性來(lái)處理更高的測(cè)試成本、更高的功耗、更高的測(cè)試面積和更小尺寸的引腳數(shù)。反過來(lái)，這提高了 SoC 的良率?？煽啃院涂蓽y(cè)試性是當(dāng)今 ASIC 世界的重要因素。

SoC 只不過是在單個(gè)硅襯底上集成多個(gè)處理器內(nèi)核、微控制器、接口、DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）和存儲(chǔ)器的集成電路。在這個(gè)時(shí)代，它是任何數(shù)字系統(tǒng)中最重要的部分之一，因?yàn)樗兄诠?jié)省電力、成本和空間。

內(nèi)核只不過是 SoC 設(shè)計(jì)公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)或 IP 內(nèi)核。SoC 設(shè)計(jì)公司為內(nèi)核提供測(cè)試，而 SoC 設(shè)計(jì)人員提供對(duì)嵌入在芯片上的內(nèi)核的測(cè)試訪問。它是通過插入帶有測(cè)試邏輯的包裝器結(jié)構(gòu)來(lái)插入包裝器鏈的層次結(jié)構(gòu)。我們可以最大限度地減少核心測(cè)試問題，并可以減少 SoC 的頂層管腳數(shù)。

本文簡(jiǎn)要介紹了分層 DFT 技術(shù)的重要性，該技術(shù)利用包裝鏈來(lái)克服測(cè)試大型 SoC 設(shè)計(jì)的問題。它顯著減少了 ATPG 測(cè)試時(shí)間、內(nèi)存占用和引腳數(shù)。最終，它縮短了上市時(shí)間。

測(cè)試核心包裝器

對(duì)于 DFT，可以在 SoC 級(jí)集成之前單獨(dú)測(cè)試每個(gè)內(nèi)核。在進(jìn)行集成時(shí)，當(dāng)它們配置為內(nèi)部測(cè)試模式時(shí)，可以單獨(dú)或分組測(cè)試內(nèi)核的內(nèi)部邏輯。但是，當(dāng)配置為外部測(cè)試模式時(shí)，可以測(cè)試內(nèi)核的周邊邏輯。通過這樣做，我們主要關(guān)心的是在不同的配置中劃分 SoC 測(cè)試，以大大減少模式生成工作，進(jìn)而減少測(cè)試時(shí)間。

包裝細(xì)胞結(jié)構(gòu)

測(cè)試包裝模式

向內(nèi)或 INTEST 模式

在 INTEST 模式下，通過驅(qū)動(dòng)輸入包裝單元的輸入，我們測(cè)試分區(qū)并通過輸出包裝單元捕獲輸出。這是通過禁用內(nèi)核外部的掃描鏈來(lái)完成的。它有助于使用 ATPG 對(duì)分區(qū)核心進(jìn)行隔離測(cè)試。在捕獲期間，輸入包裝器單元使用單獨(dú)的輸入包裝器掃描啟用信號(hào)進(jìn)行移位，這避免了從分區(qū)外部捕獲 x。而輸出包裝單元捕獲分區(qū)的內(nèi)部狀態(tài)。

（圖［2］：向內(nèi)（測(cè)試）模式）

外向或 EXTEST 模式

在 EXTEST 模式下，封裝器被啟用并配置為驅(qū)動(dòng)和捕獲設(shè)計(jì)之外的數(shù)據(jù)。它本質(zhì)上通過在這種模式下繞過它來(lái)禁用內(nèi)部鏈。因此，它也減少了 ATPG 測(cè)試時(shí)間。要測(cè)試分區(qū)和展開邏輯之間的頂層邏輯，我們可以使用這種模式。在捕獲階段，值被分區(qū)外的輸入包裝單元捕獲，并且輸出包裝單元在捕獲期間移動(dòng)，以避免從分區(qū)的未驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部掃描鏈中捕獲 x。

（圖［3］：外向（外部）模式）

分層 DFT 方法

（圖［4］：分層DFT實(shí)現(xiàn)（從核心到芯片級(jí)））

大型設(shè)計(jì)問題，如工具內(nèi)存、大 ATPG 運(yùn)行時(shí)間和引腳限制，可以通過分層 DFT 技術(shù)解決。在這種方法中，芯片可以被分成多個(gè)更小的塊或內(nèi)核，可以有效地訪問和處理。由于在核心級(jí)別生成模式，它會(huì)減少引腳數(shù)、內(nèi)存和測(cè)試運(yùn)行時(shí)間。也可以并行運(yùn)行內(nèi)核。

每當(dāng)內(nèi)核配置為內(nèi)部模式時(shí)，輸入包裝器就會(huì)啟動(dòng)到內(nèi)核中，并且輸出包裝器會(huì)觀察內(nèi)核輸出。在這種情況下，將測(cè)試包裝器邊界內(nèi)的核心邏輯。所有鏈都連接到壓縮器，它生成可以重新定位到頂層的核心級(jí)別模式。它還有助于合并多個(gè)核心的模式。對(duì)于外部模式，所有包裝鏈都連接到核心邊界，并為頂層生成模式。當(dāng)涉及到全芯片級(jí)時(shí)，所有包裝器鏈和頂級(jí)鏈都連接到頂級(jí)壓縮器。

分層 DFT 流

（圖［5］：測(cè)試訪問機(jī)制）

圖 5 顯示了頂層管腳在各個(gè)內(nèi)核層壓縮器邏輯和頂層壓縮器邏輯之間共享。它導(dǎo)致執(zhí)行分層 DFT 的頂層芯片管腳減少?？梢詥为?dú)測(cè)試單個(gè)內(nèi)核，也可以并行測(cè)試以減少測(cè)試時(shí)間。掃描插入到塊級(jí)別。當(dāng)塊在頂層組裝時(shí)，鏈可以通過以下兩種方式之一連接：連接或直接連接到 I/O。在級(jí)聯(lián)掃描鏈方法中，來(lái)自一個(gè)塊的掃描鏈與來(lái)自另一個(gè)塊的鏈級(jí)聯(lián)。

分層 DFT 的優(yōu)點(diǎn)/缺點(diǎn)：

使用分層 DFT 的一些優(yōu)點(diǎn)是：

通過使用自動(dòng)化工具，我們可以在 SoC 級(jí)別組裝核心級(jí)別的鏈。

如果核心層級(jí)鏈?zhǔn)瞧胶獾?，那么工具就很容易平?SOC 層級(jí)鏈。

通過保持有限數(shù)量的用于掃描鏈的引腳是可以管理的。

它提供了更多的核心級(jí)渠道。

ATPG 運(yùn)行時(shí)間更短，需要更少的內(nèi)存，從而顯著減少了測(cè)試時(shí)間。

一些缺點(diǎn)是：

當(dāng)設(shè)計(jì)包含多個(gè)時(shí)鐘邊沿并在掃描鏈穿過內(nèi)核時(shí)在上升沿和下降沿之間來(lái)回遍歷時(shí)導(dǎo)致移位問題時(shí)觸發(fā)觸發(fā)器。

為了避免時(shí)序問題，我們必須通過使用鎖定鎖存器來(lái)處理內(nèi)核級(jí)別和 SoC 級(jí)別的不同時(shí)鐘域。

萬(wàn)一，在單核級(jí)別出現(xiàn)的時(shí)序問題可能會(huì)損壞所有其他內(nèi)核，因?yàn)殒溤诙鄠€(gè)內(nèi)核中使用。

在本文中，我們探討了包裝器的重要性和包裝器單元的類型。如上所述，包裝器的特征和功能訪問以及包裝器對(duì)不同塊的訪問。我們已經(jīng)看到了使用包裝器的分層 DFT 方法以及圍繞核心邏輯的包裝器單元的互連。最后，我們提到了包裝器的生成以及如何使用包裝器核心來(lái)最小化面積和性能影響。分層核心包裝器具有廣泛的工業(yè)用途，我們已經(jīng)展示了使用包裝器單元的結(jié)果。eInfochips為大型 SoC 使用分層 DFT 實(shí)施成功地為其大多數(shù)客戶 提供DFT 解決方案。

作者：Sunil Bhatt，Chintan Panchal，B. Ashok Kumar

審核編輯：郭婷