DFT 工程师三大法宝的使用

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

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。

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针对芯片的三大部分，DFT工程师手里有三大法宝

BSCAN技术-- 测试IO PAD，主要实现工具是Mentor-BSDArchit,sysnopsy-BSD
Compiler

MBIST技术-- 测试MEM, 主要实现工具是Mentor的MBISTArchitect 和Tessent
mbist

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。

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以下对工具的使用原则做一些介绍

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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

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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 

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MBIST工具

目前使用较多的是MBISTArchitect, 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JTAG,只占用TCK/TMS/TDO/TDI/TRST五个pad,比MBISTArich使用更少的pad资源

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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

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问题

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?

关于MBIST/SCAN/BSCAN的技术介绍，我们可以参看《数字系统测试和可测试性设计》一书，书中有更为详细和系统的介绍，该书近期将由机械工业出版社出版。