高級(jí)測(cè)試設(shè)計(jì) （DFT） 技術(shù)通過(guò)提高順序翻牌的可控性和可觀察性，提供高效的測(cè)試解決方案，以應(yīng)對(duì)更高測(cè)試成本、更高功耗、測(cè)試面積和較低幾何尺寸下的引腳數(shù)。這反過(guò)來(lái)又提高了SoC的良率，可靠性和可測(cè)試性是當(dāng)今ASIC世界的重要因素。

SoC 只不過(guò)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。

核心只不過(guò)是 SoC 設(shè)計(jì)公司的知識(shí)產(chǎn)權(quán)或 IP 核。SoC 設(shè)計(jì)公司提供內(nèi)核測(cè)試，SoC 設(shè)計(jì)人員提供對(duì)芯片上嵌入的內(nèi)核的測(cè)試訪問(wèn)。它是通過(guò)插入帶有測(cè)試邏輯的包裝器結(jié)構(gòu)來(lái)插入包裝鏈的層次結(jié)構(gòu)級(jí)別。我們可以最大限度地減少核心測(cè)試問(wèn)題，并減少SoC的頂級(jí)引腳數(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(wèn)題。它 顯著 減少 了 ATPG 測(cè)試 時(shí)間、 內(nèi)存 占用 量 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。在執(zhí)行集成時(shí)，當(dāng)它們配置為內(nèi)部測(cè)試模式時(shí)，內(nèi)核的內(nèi)部邏輯可以單獨(dú)測(cè)試，也可以成組測(cè)試。但是，當(dāng)配置為外部測(cè)試模式時(shí)，可以測(cè)試內(nèi)核的周圍邏輯。通過(guò)這樣做，我們主要關(guān)注的是將SoC測(cè)試劃分為不同的配置，以大大減少模式生成工作量，從而減少測(cè)試時(shí)間。

包裝單元結(jié)構(gòu)

測(cè)試包裝器模式

向內(nèi)或向內(nèi)測(cè)試模式

在 INTEST 模式下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)來(lái)自輸入包裝單元的輸入，我們測(cè)試分區(qū)并通過(guò)輸出包裝單元捕獲輸出。這是通過(guò)禁用核心外部的掃描鏈來(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)移動(dòng)，從而避免從分區(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）

向外或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)。它基本上通過(guò)在此模式下繞過(guò)內(nèi)部鏈來(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)和解包邏輯之間的頂級(jí)邏輯，我們可以使用此模式。在捕獲階段，值由分區(qū)外部的輸入包裝單元捕獲，輸出包裝單元在捕獲期間移動(dòng)，以避免從分區(qū)的非驅(qū)動(dòng)內(nèi)部掃描鏈內(nèi)部捕獲 x。

（圖 ［3］：向外（測(cè)試）模式）

分層DFT方法

（圖 ［4］：分層 DFT 實(shí)現(xiàn)（從內(nèi)核到芯片級(jí)別））

大型設(shè)計(jì)問(wèn)題，如工具內(nèi)存、大型 ATPG 運(yùn)行時(shí)間和引腳限制，可以通過(guò)分層 DFT 技術(shù)解決。在這種方法中，芯片可以分成多個(gè)較小的部分或內(nèi)核，可以有效地訪問(wèn)和處理。由于在內(nèi)核級(jí)別生成模式，它導(dǎo)致引腳數(shù)量、內(nèi)存和測(cè)試運(yùn)行時(shí)間的減少。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)，輸入包裝器都會(huì)啟動(dòng)到內(nèi)核中，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，它生成核心級(jí)別模式，可以重新定位到頂層。它還有助于合并多個(gè)內(nèi)核的模式。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(wèn)機(jī)制）

圖 5 顯示，頂級(jí)引腳在各個(gè)內(nèi)核級(jí)壓縮機(jī)邏輯和頂級(jí)壓縮機(jī)邏輯之間共享。它導(dǎo)致執(zhí)行分層DFT的頂級(jí)芯片引腳減少。 單個(gè)內(nèi)核可以單獨(dú)測(cè)試，也可以并行測(cè)試以減少測(cè)試時(shí)間。掃描在塊級(jí)別插入。當(dāng)模塊在頂層組裝時(shí)，鏈可以通過(guò)以下兩種方式之一連接：串聯(lián)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)塊的鏈連接。

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(guò)使用自動(dòng)化工具，我們可以在SoC級(jí)別組裝核心級(jí)鏈。

如果核心級(jí)鏈?zhǔn)瞧胶獾?，那么工具將很容易平衡SOC級(jí)鏈。

通過(guò)維護(hù)有限數(shù)量的針腳，掃描鏈?zhǔn)强梢怨芾淼摹?/p>

它提供了更多核心級(jí)通道。

ATPG 運(yùn)行時(shí)間更短，需要的內(nèi)存更少，從而顯著縮短了測(cè)試時(shí)間。

一些缺點(diǎn)是：

當(dāng)設(shè)計(jì)包含多個(gè)時(shí)鐘邊沿并在上升沿和下降沿之間來(lái)回移動(dòng)時(shí)引起移位問(wèn)題時(shí)，當(dāng)掃描鏈穿過(guò)內(nèi)核時(shí)觸發(fā)翻牌。

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

如果出現(xiàn)這種情況，在單核級(jí)別引發(fā)的時(shí)序問(wèn)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，我們探討了包裝體的重要性和包裝細(xì)胞的類型。如前所述，包裝器的特征和功能訪問(wèn)以及包裝器對(duì)不同塊的訪問(wèn)。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單元的互連。最后，我們提到了包裝器生成以及如何使用包裝器內(nèi)核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)介紹了使用包裝單元的結(jié)果。eInfochips成功地為大型SoC提供了DFT解決方案，為大多數(shù)客戶使用分層DFT實(shí)現(xiàn)。

審核編輯：郭婷