竹海杂谈：DFT step by ZHUHAI

为什么要做DFT ？

随着集成电路制造技术和复杂度的提高，集成电路设计工程师可以将一个系统集成在一个芯片中，其中可能包括逻辑部分、存储器、模拟部分、模数混合部分等等，这样的系统称为片上系统，也称为系统芯片（SoC）。相对于板上系统，系统芯片极大地缩小了系统体积，减少了板级系统中芯片与芯片之间的互连延迟，从而极大地提高了系统的性能。为了缩短上市时间和节约开发成本，系统芯片越来越多的采用嵌入式核进行设计，这些嵌入式核被称为IP（Intellectual Property）核，这种基于库资源的IP复用设计方式将成为IC设计的主流方式可测试性设计就是其中的难题之一。

常用技术有哪些呢

1. 边界扫描测试BSD

如图所示，为BSD(Boundray-Scan DFT)的总体拓扑结构，主要包括边界扫描单元（BSC）和测试访问端口控制器(TAP Controller)两部分，其核心就是TAP Controller。

图中的移位寄存器单元插入到IC的核心逻辑与I/O管脚之间，以提供通过所有IC的一条串行测试数据通路。因为移位寄存器单元位于IC的边界处，所以这些单元被称为边界扫描单元（BSC，Boundary Scan Cell），由它们构成的移位寄存器称为边界扫描寄存器。为了完成测试功能，相互连接的边界扫描单元必须具有数据移位、数据更新、数据捕获等功能，这些功能是由测试控制逻辑来控制的。测试控制逻辑由两条信号线驱动：TMS和TCK。所以，整个边界扫描测试要求IC中至少有四个可利用的测试管脚，或将它们附加到其他的功能管脚上。四个管脚TMS、TCK、TDI和TDO被称为测试访问端口（TAP, Test Access Port）

2.BIST

BIST技术是一种内建自测试技术，对于它的研究目前主要集中在低功耗和高故障覆盖率方面。

为了缩短测试时间，要考虑到很多因素，下面列出几个最重要的问题：

功耗约束: 芯片各个模块在并行测试时，功耗往往很高，所以必须确定功耗极限值，该值的确定往往与芯片的材料、电路性质等多种因素有关；
模块优先级: 系统芯片中各个模块的测试并非完全独立，外层模块的测试有时需要它的嵌入式模块先完成测试；
资源冲突: 测试资源包括内部与外部的各种总线、激励产生单元、响应分析器等。在并行测试期间，同一个测试资源不能在同一时刻分配给不同的测试模块，同一个模块也不能同时分配给不同的测试资源。

3 SCAN CHAIN

DFT的根基是什么？

接下来给出stuck at fault 测试的基本原理。以SA0测试为例。如图2-2所示，

暂记向量VIN=[A B C D] ,T=[A B C D Y] ,向输入端口加入激励，使得VIN=[1 0 0 0],则当SAO发生时，输出端口Y为0，反之，Y为1。可知SA0可以通过输出端口测试出来了。T被称为测试图形。认真分析会发现，VIN并不是任意的，

这牵扯到测试路径算法的问题，比较经典的是D算法，不再赘述

执行DFT的过程有哪些？

读入设计文件(电路代码.v 时序约束文件 .sdf 等) 图3-3 为电路的rtl结构。
设定测试协议。测试协议包括测试的模式，测试所采取的测试信号。常见的包括测试所需的时钟信号，控制端信号，复位信号等。
在插入DFT之前，要进行电路的设计规则检查，要在没有发生错误的前提再插入DFT
明确扫描架构。简单的说就是明确测试的时序，包括周期，时钟，数据的延迟等

插入扫描链
做插入扫描链后的DRC，如果不通过需要进行修改。即使通过，如果错误覆盖率很低，也要进行迭代设计
提交设计文件方便以后的查询与更正。的部分内容截图，易知利于读者查询测试激励信号设置，同样也可以自己书写该文件，这要求比较高，可以提高设计的效率

DFT交付标准是什么？

1. DFT设计文档，测试策略

2. pattern 数据

3. 覆盖率出口要求，报告，如图所示，覆盖率出口标准因项目而异，重要的是要分析出来那些确实是ND, UD