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“火山论剑”之且用且珍惜-浅说DFT工程师三大法宝的使用

“火山论剑”之且用且珍惜-浅说DFT工程师三大法宝的使用

作者: 罐头说 | 来源:发表于2018-06-25 23:54 被阅读0次

    “火山论剑”之且用且珍惜- 浅说DFT工程师三大法宝的使用
    2014-12-17 Kevin BriteASIC

    众所周知,芯片主要由三大部分构成。

    芯片示例-可见下图

    1、 与电路板和其他芯片的接口-IO pad
    2、存放程序的空间-ram和rom
    3 、搭建逻辑电路的基本组件 –标准逻辑单元

    我们DFT工程师所有的工作的目的只有一个-设计和插入数字电路,测试整个芯片的制造质量,筛选出没有制造缺陷的芯片。

    针对芯片的三大部分,我们DFT工程师手里有三大法宝:

    法宝一:BSCAN技术-- 测试IO pad,主要实现工具是Mentor-BSDArchit,sysnopsy-BSD Compiler;
    法宝二:MBIST技术-- 测试mem,主要实现工具是Mentor的MBISTArchitect 和 Tessent mbist;
    法宝三:ATPG 技术-- 测试std-logic,主要实现工具是:产生ATPG使用Mentor的 TestKompress 和synopsys TetraMAX,插入scan chain主要使用synopsys 的DFT compiler。

    以上三类工具licenses较贵,特别是ATPG工具,很多IC公司都只有几个,经常run case时出现拿不到license的情况,所以大家只能“且用且珍惜”了。

    以下对工具的使用原则做一些介绍:

    ATPG工具
    Insert scan:
    1、虽然教科书会介绍很多种DFT DRC但是在实际设计中95%的工作在修复scan_clk和scan_reset的DRC violation;
    2、修复clk/reset violation 的方法主要是用DC插入mux ,目的是使在scan_mode下clk和reset被芯片scan_clk和scan_reset pad控制。 同时,scan_clk和scan_reset pad会用于ATE给芯片施加激励;
    3、插入scan时,DFT Compiler必须修复的DRC violations 类别为D1/D2/D3/D9;
    4、做全片级的DFT设计时,需要在scan_in,scan_out,scan_reset,scan_clk的IO pad 的OEN/IE/REN端插入mux,控制pad的输入和输出方向。

    Atpg patterns产生和仿真:
    1、所有的模拟模块,例如PLL、POR等,一般设置为black-box,无法用ATPG测试其内部;
    2、芯片clk、power、reset的控制寄存器,一般不会放到scan_chain上,以免在测试时由于寄存器的动作,改变芯片工作状态;
    3、考虑power domain的开关,一般必须保证在scan测试时,所有power domain都打开,每个数字标准单元都能测试到;
    4、如果有模拟的IO pad,一般必须在产生pattern时mask掉,因为他们不是数字的,ATPG工具无法控制它们;
    5、业界一般使用DC插入OCC (on chip clocking)模块,实现at-speed scan测试电路。

    MBIST工具
    目前使用较多的是MBISTArchi,但是Tessent MBIST以后会成为主流。原因是Mentor公司2013年已经宣布MBISTArchi将不再提供技术支持,而且Tessent MBIST技术更为先进。
    1、所有的MBIST设计应该考虑diagnose。加入diagnose电路,方便诊断mem故障,这会在芯片量产时大大提高成品率;
    2、由于ARM与Mentor有合作,Coretex-A9以上的ARM核具有share-bus接口,可以很好支持Tessent Mbist,就能够实现ARM内核的mem的高速测试和访问,也提高了ARM CPU的性能;
    3、Tessent MBIST会使用JTAP,只占用TCK/TMS/TDO/TDI/TRST五个pad,比MBISTArich使用更少的pad资源。

    BSCAN 工具
    1、所有的模拟IO,一般无法用bscan来测试,不要加上bscan_cells;

    2、所有需要测试的数字pad的OEN/IE/REN 在bscan_mode下,需要插mux来控制;

    3、所有需要测试的数字pad的PU/PD 在bscan_mode下,一般需要插mux来控制,保证在bscan_mode下,PU和PD=0,才能使bscan HIGHZ测试仿真通过;
    4、所有JTAG的强制要求指令如IDCODE,EXIST必须在bscan电路中实现,特别是BYPASS。

    那么对DFT工具的使用,Kevin He抛砖引玉,请朋友们畅所欲言。

    1)如何用可测性设计ATPG工具实现at-speed测试?

    2)如何使用BSCAN工具中实现PLL测试?

    3)使用Tessent MBIST实现at-speed测试?

    4)BSCAN工具会在pad的那些端口上连上bscan cell?

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