幾種常見的DFT技術

       前言:DFT的作用是n提高产品质量,降低測試成本。

一、扫描(SCAN)测试

       将电路中的存储单元(寄存器Register)转化成为可控制和可观察的存储单元(寄存器) ,将这些单元连接成一个或多个移位寄存器,即扫描链

       1、扫描测试的基本原理将一个集成电路内所有寄存器改成Scannable后串接起来,组成一个移位寄存器,使得从外部能容易地控制并直接观察这些状态存储单元中的内容;扫描测试将时序电路测试转化为组合电路测试;扫描测试的设计要保证各个寄存器可以和组合电路完全隔离开来,以便寄存器的状态可随意设置,同时保证寄存器的输出可观察

       2、扫描测试的基本设计步骤将电路中的寄存器转化成为可控制和可观察的寄存器,一般是用带扫描功能的寄存器代替逻辑电路中的寄存器;再把这些寄存器连接成一个或多个移位寄存器,即扫描链;n当电路处于扫描模式(测试模式)时,就可以向扫描链(扫描寄存器)中移入/移出数据。

      3、 扫描测试的两种方法:全扫描(Full Scan),以面积和速度为代价。部分扫描(Partial Scan),只选择一部分寄存器构成移位寄存器,可以降低了扫描设计的硬件消耗和测试响应时间。

                            

       4、扫描测试的步骤:

            (1)电路由正常工作模式转换到扫描测试模式,各寄存器变为扫描链上的移位寄存器;

            (2)在测试时钟控制下,先进行初始化测试,即对扫描测试切换和移位寄存器进行测试,写入一连串的0/1;

            (3)如果初始化测试正确,开始在芯片测试输入端串行地加入输入测试向量,即由测试时钟对移位寄存器串行写入一连                      串0/1作为组合逻辑部分的次级输入

            (4)电路切换回正常模式,时钟作用一次,将组合逻辑的运算结果(次级输出)打入移位寄存器;

            (5)电路切换回测试模式,由测试时钟将移位寄存器中保存的数据由测试输出脚串行输出。

            (6)③至⑤步重复,以检查电路中所有的组合逻辑部分。

二、内建自测试(BIST)

       1、为了弥补内部扫描技术的不足,出现了内建自测试。在电路内部增加测试电路结构,在测试时这个测试电路结构能够自己产生激励和比较响应。如果被测电路(Circuit-Under-Test, CUT具有自己产生测试信号、自己检查输出信号的能力,则称该电路具有内建自测试(BIST)功能。BIST可分为:存储器BIST(MBIST) 逻辑电路BIST(LBIST)

       2、各种类型的独立存储器,以及VLSI特别是SOC中存在的各种类型的嵌入式存储器,包SRAMDRAMROMFLASH等,由于布局紧密,容易出现故障。

       3、MBIST的硬件结构:MBIST需要给存储器加测试控制电路和测试外包电路,负责存储器的测试及控制功能,如下图所示:

                 

       4、LBIST的应用场合:对于逻辑电路,以一个上百万门的嵌入式微处理器为例,如采用全扫描大概要增加10%芯片面积。全扫描设计可以取得较高的故障覆盖率,但可能在处理器关键路径上增加DFT电路,从而增加电路延时、降低电路性能。因此,微处理器的数据通道Datapath)可以采用基于指令的LBIST内建自测试方法来进行测试。

三、静态电流(IDDQ)测试

         若存在电流性故障, 会使电路在静态时产生一个高于正常值的电流。Iddq CMOS电路在所有门处于静态下的电源总电流。CMOS 逻辑中非翻转状态的门只消耗静态或者二极管反向(diode reverse) 电流。由于静态时PMOSNMOS管不会同时导通, 流过它的仅是漏电流即静态电流Iddq ,约为1nA。对于一块大规模集成电路,其Iddq应在uA级( Iddq大小与集成度有关),任何导通的桥接、短路和断路故障都将导致静态电流Iddq上升一个数量级以上。

       1、为了检测CMOS电路中的某一个故障, 首先必须生成能激活该故障的IDDQ测试向量,该IDDQ 测试向量必须在该故障条件下能够制造一条或多条由VDDVSS的低电阻通路,相当于电压测试中的故障激活和传播。

       2、但是同电压测试不一样,IDDQ 测试不需要把故障效应传播到原始输出端,因为IDDQ 测试并不在原始输出端,这是IDDQ实际应用时的方便之处。 。。

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