基于架構和基于流的DFT方法
ASIC設計平均門數(shù)的增加迫使設計團隊花費20％到50％的ASIC開發(fā)工作量測試相關的問題，以實現(xiàn)良好的測試覆蓋率。雖然遵循設計測試規(guī)則被認為是一種良好的做法，但是與嵌入式RAM，多個時鐘域，復位線和嵌入式知識產權的對抗可能會對設計進度產生重大影響。盡管處理了所有這些問題，但很少能實現(xiàn)100％的故障覆蓋率。因此，ASIC設計經常以低于90％的故障覆蓋率進入生產，導致不必要的器件缺陷率和板級下降。

基于流的方法

將結構插入設計進行掃描測試的第一步是用掃描觸發(fā)器替換所有觸發(fā)器。有時這是作為合成過程的一部分完成的，盡管它在歷史上在流程的后期執(zhí)行。插入掃描觸發(fā)器允許對設計內的節(jié)點進行更高程度的控制，從而增加故障覆蓋范圍。然而，傳統(tǒng)的掃描技術并未在設計中提供對用戶網絡的完全控制或觀察，使許多結構未經測試。

最常見的各種掃描觸發(fā)器在D輸入之前包含多路復用器。這樣可以在測試模式期間將數(shù)據(jù)移位到觸發(fā)器中，或者可選地，在用戶模式操作期間可以存儲正常的邏輯信號。

傳統(tǒng)的ASIC掃描測試通常需要以下內容：

有一個測試時鐘，電路必須允許將其應用于所有掃描觸發(fā)器。

在測試期間，所有觸發(fā)器都處于測試模式。

在正常用戶操作期間，所有觸發(fā)器都處于正常模式。

請注意，在使用基于多路復用器的掃描觸發(fā)器時，通常會在用戶時鐘的主路徑中插入多路復用器，以允許在測試模式下將測試時鐘傳送到所有觸發(fā)器。所有測試觸發(fā)器同時處于測試模式。

設計測試規(guī)則

傳統(tǒng)測試技術需要多種設計測試（DFT）規(guī)則，以提供足夠的故障覆蓋率和可接受的設備缺陷率。 （故障覆蓋率是對特定設計中特定測試模式（向量）實際可檢測到的可檢測到的固定故障的百分比的度量。）不遵循DFT規(guī)則的結果是許多故障可以'使用傳統(tǒng)的掃描方法進行測試，整體故障覆蓋率受到很大影響。

為了使用掃描獲得對可檢測到的固定故障的合理覆蓋，設計通常必須完全同步。因此，我們有第一個DFT規(guī)則。不幸的是，許多設計 - 特別是在網絡和通信中 - 需要多個異步時鐘，所以不可能不違反這個規(guī)則。此外，在追求速度的過程中，合成通常會產生重新收斂的冗余邏輯結構，這是另一種違規(guī)行為。

通常認可的DFT規(guī)則包括以下內容：

設計應與公共時鐘完全同步。

在測試期間，必須從外部引腳禁用存儲元件的異步輸入。

只能使用專門設計用于支持自動測試模式生成的順序庫元素。有時會禁止使用負邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器。

不允許使用門控時鐘。測試期間必須繞過它們。

不應使用內部三態(tài)總線;多路復用器是首選。

不允許組合邏輯循環(huán)。

不允許重新收斂冗余邏輯。

測試期間必須禁用外部總線。

包含各種測試方法的IP塊之間的接口必須是完全可測試的。

自動測試

AutoTest的前提是，如果所有與測試相關的電路都嵌入在基本陣列中，則可以從ASIC開發(fā)過程中刪除與測試相關的事項。嵌入式AutoTest電路不僅獨立于用戶設計定義，而且在用戶設計已知之前制造。

由于AutoTest嵌入在ASIC的底層結構中，因此它的運行方式與傳統(tǒng)的掃描測試完全不同。雖然用于傳統(tǒng)ASIC的掃描測試方法要求設計中的所有掃描觸發(fā)器同時處于測試模式，但AutoTest的操作順序將導致某些模塊處于測試模式，而其他模塊處于正常模式任何特定的測試周期。 AutoTest ASIC中的功能模塊包含“控制”和“觀察”功能。這使得可以通過隔離單個模塊和網絡來測試制造，無論用戶設計實現(xiàn)如何，無論DFT規(guī)則如何，都可以完全驗證硅完整性。為此，需要一種新型模塊。模塊內的唯一Q_Cell包含“控制”和“觀察”功能，并且還能夠配置為組合邏輯，觸發(fā)器或RAM。這意味著可以控制所有網絡，無論它們是表示時鐘還是設置/復位，以及它們是否是冗余結構或組合反饋環(huán)路的一部分。

四輸入多路復用器類型單元（ P_Cell）用于大多數(shù)組合功能，或者與Q_Cell結合用于復雜功能，如全加器，而高驅動三態(tài)緩沖器可用于時鐘樹和數(shù)據(jù)樹等功能，以及在諸如自動修復保持時間違規(guī)（在物理布局流程中自動執(zhí)行）。

其他好處

AutoTest不僅能夠同時捕獲狀態(tài)在設備內的所有信號中，它還能夠恢復該狀態(tài)，使得操作可以從任何任意初始條件開始。可以預先加載存儲器和觸發(fā)器以模擬錯誤或異常的電源狀態(tài)。此功能對于診斷現(xiàn)場問題非常有用。

AutoTest是一種組合的軟件和硬件測試方法，可以消除所有DFT規(guī)則，并始終在單元引腳級別提供100％的固定故障覆蓋率。隨著質量要求和設備復雜性的增加，這種覆蓋變得越來越重要。 AutoTest已成功應用于100多種結構化ASIC設計，但其技術也可以在標準單元ASIC設計中實現(xiàn)。

Eric West是Lightspeed Semiconductor（加利福尼亞州桑尼維爾）的架構總監(jiān)。）

審核編輯 黃宇