?質(zhì)量、功能安全?、信息安全和可靠性是設(shè)計(jì)IC時(shí)的關(guān)鍵考慮因素。對(duì)于面向汽車、航空航天或醫(yī)療領(lǐng)域的先進(jìn)IC，設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和生命周期監(jiān)控的過(guò)程極其復(fù)雜。面臨的挑戰(zhàn)包括遵循標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、管理資本投資和工程資源、獲取合適的工具和流程，以及建立方法來(lái)管理設(shè)備生命周期中每一步所需的大量數(shù)據(jù)。Tessent解決方案幫助您確保高質(zhì)量的SoC，增強(qiáng)安全性，優(yōu)化信息安全并提高可靠性，從而讓您的產(chǎn)品更快上市。

今天，讓我們來(lái)談?wù)劄槭裁词褂肨essent設(shè)計(jì)的IC能增強(qiáng)汽車功能安全。

為什么要關(guān)注安全

汽車IC越來(lái)越多地使用最先進(jìn)的工藝進(jìn)行開(kāi)發(fā)和制造。這些設(shè)備不僅僅需要用在控制車窗或燈光信號(hào)這些簡(jiǎn)單的功能上，還用于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）相關(guān)的復(fù)雜功能，它們?cè)絹?lái)越多地應(yīng)用于自動(dòng)駕駛。這些先進(jìn)功能需要大量的處理能力，因此需要制造非常龐大且復(fù)雜的IC，以實(shí)現(xiàn)最佳能效。再加上這些設(shè)備需要滿足ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格安全要求，這給汽車器件和系統(tǒng)制造商帶來(lái)了一系列新的挑戰(zhàn)。我們需要解決方案來(lái)確保新的復(fù)雜汽車電子系統(tǒng)在車輛的整個(gè)生命周期內(nèi)始終安全運(yùn)行，并且在發(fā)生故障時(shí)能夠安全地失效。這被稱為功能安全。

ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)將功能安全定義為“不存在因電子電氣系統(tǒng)的功能異常引起的危害而導(dǎo)致的不合理風(fēng)險(xiǎn)”。安全性曾經(jīng)由汽車一級(jí)供應(yīng)商和原始設(shè)備生產(chǎn)商（OEM）負(fù)責(zé)，但隨著復(fù)雜性的增加，功能安全現(xiàn)在也成為半導(dǎo)體和IP公司關(guān)注的重點(diǎn)。

IC設(shè)計(jì)者可以通過(guò)使用相關(guān)工具來(lái)增強(qiáng)功能安全，這些經(jīng)過(guò)認(rèn)證的工具能夠自動(dòng)確保遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，并在整個(gè)生命周期內(nèi)執(zhí)行故障檢測(cè)，從而確保成功，并降低風(fēng)險(xiǎn)。

LogicBIST

邏輯內(nèi)建自測(cè)試（LBIST）用于確保半導(dǎo)體器件在制造后無(wú)缺陷。然而，如果不在設(shè)計(jì)中添加測(cè)試點(diǎn)以幫助檢測(cè)隨機(jī)電阻故障，LBIST通常無(wú)法達(dá)到與ATPG相同的測(cè)試質(zhì)量和覆蓋率。為了達(dá)到芯片生產(chǎn)質(zhì)量零缺陷，我們需要依賴先進(jìn)故障模型進(jìn)行掃描測(cè)試。了解更多關(guān)于如何使用Tessent確保IC質(zhì)量的信息。

對(duì)于功能安全，您需要確保器件在整個(gè)使用壽命中無(wú)缺陷。Logic BIST的優(yōu)勢(shì)在于能夠內(nèi)部生成測(cè)試向量，因而它是一種很好的系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試解決方案，可用作功能安全機(jī)制。LBIST對(duì)被測(cè)邏輯具有非常高的診斷覆蓋率（diagnosticcoverage，DC），并被證明是一種極其有效的安全機(jī)制。此外，Tessent Logic BIST IP已通過(guò)ASIL-D認(rèn)證，因此設(shè)計(jì)人員可以對(duì)該解決方案更有信心。

Tessent Logic BIST可以和掃描ATPG壓縮構(gòu)成混合式方法，這兩個(gè)不同的測(cè)試系統(tǒng)可以共用很多相同的邏輯結(jié)構(gòu)（圖1）。

我們會(huì)基于掃描鏈結(jié)構(gòu)，利用ATPG生成scan patten用在芯片的制造測(cè)試中，同時(shí)在LBIST 中我們還可以復(fù)用這些掃描鏈。它們可以使用設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的相同掃描鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行制造測(cè)試。還可以共用同一個(gè)控制器邏輯進(jìn)行ATPG制造測(cè)試和LBIST測(cè)試，從而減少面積開(kāi)銷。行業(yè)正在迅速采用基于總線的打包掃描測(cè)試傳送，如Tessent流掃描網(wǎng)絡(luò)（SSN）進(jìn)行制造測(cè)試。這與傳統(tǒng)的DFT架構(gòu)非常不同，但它仍然可與 Logic BIST集成，并支持SSN / LogicBIST的完整hierarchical流程。

在生命周期測(cè)試期間，Logic BIST的一個(gè)問(wèn)題是，對(duì)于比較大的設(shè)計(jì)規(guī)模和向量集，可能無(wú)法滿足ISO 26262規(guī)定的診斷時(shí)間間隔（diagnostic time interval，DTI）要求。Tessent Logic BIST使用觀測(cè)掃描技術(shù)（ObservationScan Technology，OST）大幅減少汽車IC的Logic BIST測(cè)試時(shí)間。采用OST 的Logic BIST在設(shè)計(jì)中使用測(cè)試點(diǎn)，在每個(gè)時(shí)鐘周期（包括移位和捕獲）累積測(cè)試覆蓋率，而不僅僅是基于每個(gè)向量（只針對(duì)捕獲）累積覆蓋率?？蛻舭l(fā)現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)測(cè)試覆蓋率，所需的測(cè)試向量數(shù)量最多減少了20倍。這種向量數(shù)量的減少縮短了故障檢測(cè)所需的時(shí)間，從而有可能實(shí)現(xiàn)更高的ASIL認(rèn)證。您可以在這個(gè)視頻中了解更多關(guān)于英飛凌如何使用帶有觀測(cè)掃描技術(shù)的Logic BIST的信息。

MemoryBIST

對(duì)于汽車SoC中的存儲(chǔ)器，Memory BIST是器件在開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)和運(yùn)行期間進(jìn)行測(cè)試和自我修復(fù)的解決方案。傳統(tǒng)的Memory BIST是破壞性的：存儲(chǔ)器的內(nèi)容會(huì)被破壞。

Tessent Memory BIST可以支持非破壞性的Memory BIST控制器，因此被測(cè)試的存儲(chǔ)器不會(huì)下線，測(cè)試后不需要恢復(fù)其內(nèi)容，對(duì)系統(tǒng)性能的影響很小甚至沒(méi)有影響。

汽車Memory BIST的另一個(gè)重要功能是快速內(nèi)置自我修復(fù)（built-in self-repair，BISR）寄存器加載。在測(cè)試可修復(fù)存儲(chǔ)器時(shí)，您必須在Memory BIST配置中加載所有的修復(fù)寄存器。如果設(shè)備規(guī)模很大，會(huì)增加啟動(dòng)/開(kāi)機(jī)測(cè)試的時(shí)間。汽車OEM廠商對(duì)開(kāi)機(jī)測(cè)試的時(shí)間進(jìn)行了限制。Tessent Memory BIST并行加載BISR寄存器以加快開(kāi)機(jī)測(cè)試。

模擬故障仿真

典型的汽車IC有一些模擬IP，也必須達(dá)到ISO 26262要求的覆蓋率水平。為了確保模擬故障覆蓋，Tessent提供了一種叫做Tessent DefectSim的模擬故障仿真器。它生成 FMEDA（failure modes，effects and diagnostic analysis，失效模式、影響和診斷分析）指標(biāo)估計(jì)值，供用戶在ISO 26262認(rèn)證過(guò)程中使用。

Embedded Analytics

我們已經(jīng)討論了在汽車IC中檢測(cè)物理缺陷。該Tessent EmbeddedAnalytics在系統(tǒng)級(jí)監(jiān)控功能操作。嵌入式監(jiān)控器可以收集功能總線、存儲(chǔ)器接口和器件性能的數(shù)據(jù)。這使設(shè)計(jì)人員能夠在車輛運(yùn)行期間監(jiān)控器件行為，包括硬件/軟件交互。Tessent Embedded Analytics還作為內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)安全功能，保護(hù)車輛免受惡意攻擊。了解更多關(guān)于為網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)汽車IC的信息。

安全島

那么您如何從汽車器件中獲取數(shù)據(jù)？Tessent 使用一個(gè)完整的安全島架構(gòu)，并附帶一個(gè)參考流程以簡(jiǎn)化實(shí)施（圖2）。該架構(gòu)基于一個(gè)完善的測(cè)試控制器，稱為T(mén)essentMissionMode，與IJTAG網(wǎng)絡(luò)相連。

MissionMode控制器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口連接到安全管理CPU，因此測(cè)試內(nèi)容可以通過(guò)軟件驅(qū)動(dòng)。我們不僅能得到測(cè)試結(jié)果是通過(guò)或失敗，還可以獲取更多測(cè)試細(xì)節(jié)，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)決策。例如，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，采取安全停車或者簡(jiǎn)單地在儀表盤(pán)上點(diǎn)亮警告燈。

安全島可以擴(kuò)展功能，而不僅限于管理測(cè)試。您可以連接到嵌入式分析、其他功能安全I(xiàn)P和第三方監(jiān)控器，并讓安全島通過(guò)單一的邊緣處理設(shè)備管理和協(xié)調(diào)所有數(shù)據(jù)。一旦您擁有數(shù)據(jù)并可以在安全島中進(jìn)行處理，您可以將關(guān)鍵數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行進(jìn)一步分析。汽車制造商可以看到整個(gè)車隊(duì)的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)為決策提供依據(jù)。

汽車安全系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試的未來(lái)

為了增強(qiáng)半導(dǎo)體層面的功能安全，設(shè)計(jì)者需要使用能夠自動(dòng)將安全技術(shù)應(yīng)用于汽車芯片的設(shè)計(jì)、測(cè)試和生命周期監(jiān)控的工具。Tessent提供行業(yè)領(lǐng)先的解決方案，幫助設(shè)計(jì)人員高效地滿足他們的安全要求。所有Tessent工具均通過(guò) ISO 26262和Tcl 1認(rèn)證，并且已具備符合ASIL-D等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的條件，因此用戶可以放心，軟件工具能生成正確的輸出，并且Tessent IP已獲認(rèn)證，可在設(shè)計(jì)中使用。

系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試將繼續(xù)改進(jìn)以滿足更嚴(yán)格的汽車功能安全要求。一個(gè)機(jī)會(huì)是在系統(tǒng)內(nèi)使用新發(fā)布的Tessent系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試控制器，這將實(shí)現(xiàn)制造質(zhì)量測(cè)試在系統(tǒng)內(nèi)完成。