SOC中多片嵌入式SRAM的DFT實現(xiàn)方法

2 多片SRAM的MBIST測試結(jié)構(gòu)
基于SMIC 0．13um工藝的OSD (On Screen Display)顯示芯片需嵌入地址位寬為8-bit、數(shù)據(jù)位寬為512-bit。即大小為256x512bit的SRAM來存儲大量的客戶定制字符。由于Artisan的SPSRAM Generator支持的SRAM模型的最大數(shù)據(jù)位寬為64 bit，故可通過8片大小為256×64 bit的
SRAM來實現(xiàn)。
利用Mentor公司的MBIST Architect選取March3算法可產(chǎn)生兩種MBIST結(jié)構(gòu)。其一為每片256x64 bit的SRAM各生成一套MBIST邏輯，以構(gòu)建MBIST并行結(jié)構(gòu)，圖2所示為其并行結(jié)構(gòu)示意圖。該方法可對所有MBIST的test_done(完成標(biāo)志)進(jìn)行“與”操作，以保證所有SRAM都測試結(jié)束；fail_h(失效標(biāo)志)可進(jìn)行“或”操作來實現(xiàn)(高有效)，只要有一個SRAM出現(xiàn)故障即停止測試，否則表明所有SRAM測試都通過。

第二種方法是針對256×64bit大小的SRAM只生成一套MBIST，然后通過附加的狀態(tài)機和數(shù)字邏輯來對多片SRAM逐一進(jìn)行測試，即構(gòu)建如圖3所示的MBIST串行結(jié)構(gòu)。當(dāng)所測的某一個SRAM出現(xiàn)故障即停止測試，若所有SRAM測試結(jié)束都未有error信號輸出，則表明所有SRAM測試均通過。

3 結(jié)果比較
對于串行MBIST結(jié)構(gòu)，在前端設(shè)計時需要考慮到所有SRAM的大小等情況，而多數(shù)設(shè)計中，嵌入的SRAM大小各不相同，所以，前端實現(xiàn)較復(fù)雜；復(fù)用同一套MBIST結(jié)構(gòu)(如激勵產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和比較電路等)雖然節(jié)省面積，但為了有利于時序收斂及繞線，往往需要SRAM靠近與之有邏輯關(guān)系的功能單元，但這會對芯片整體物理版圖的設(shè)計帶來一定束縛；SRAM數(shù)量較大時，逐一測試顯然能使功耗降到最低，但可能導(dǎo)致測試時間增長，測試成本上升。
對于并行MBIST結(jié)構(gòu)，由于SRAM各成體系，互不相擾，前后端實現(xiàn)都很容易，芯片測試時間短，但較之串行MBIST結(jié)構(gòu)，則會增加芯片面積和功耗，而且其功耗還有可能超過電源網(wǎng)供電容限而導(dǎo)致芯片燒掉；
兩種實現(xiàn)方法的結(jié)果比較如表1所列。

基于表1，該OSD芯片應(yīng)采用并行MBIST結(jié)構(gòu)。對多個不同大小的SRAM MBIST架構(gòu)，采用串行MBIST結(jié)構(gòu)可以大幅降低面積與功耗，但無論對于串測還是并測來說，隨著數(shù)據(jù)位寬較大的SRAM (如位寬64 bit)數(shù)量的增多，與SRAM直接相連的邏輯會顯著影響掃描測試的覆蓋率。
4 MBIST對掃描測試覆蓋率的影響
DFT設(shè)計有可控制性和可觀測性兩個基本原則，即對DFT設(shè)計要求所有輸入邏輯是可控的和輸出邏輯是可測的。不可控邏輯和不可測邏輯對測試覆蓋率提出了很大的挑戰(zhàn)。通常可以通過適當(dāng)添加測試點的方式，使原來不可控和不可測的邏輯變化反映到掃描鏈上，使之變得間接可控和可觀測，以提高整個芯片的測試覆蓋率和測試效率。
Svnopsys公司的TetraMAX ATPG定義的故障覆蓋率(fault coverage)如下：