Launch-off-shift實時測試

　　通過全面跳變樣本（broadside-transition-pattern）和 launch-off-shift 技術(shù)的比較，表明后者可以用于測試 90 nm 無線基帶器件。

　　在對 0.13mm以下工藝器件的制造進行實時（at-speed）測試時，Launch-off-shift（LOS）與全面跳變樣本技術(shù)都有各自的用途。Broadside-transition-pattern 方法更常用，但我們將兩種技術(shù)針對無線基帶器件進行了測試，結(jié)果表明 LOS 更有優(yōu)勢。

　　實時掃描測試用于靜態(tài)測試無法勝任的應(yīng)用（參考文獻 1）。實時掃描測試的基本步驟是，以低時鐘速率裝入掃描鏈，然后加上兩個工作頻率的時鐘脈沖（圖 1）。第一個脈沖產(chǎn)生一個跳變，從一個掃描單元啟動一個傳播。第二個脈沖在被測路徑的末端捕捉掃描單元值。

　　如果電路工作正常，則跳變將及時傳播到路徑的末端，并捕捉到正確的值。否則，如果有一個延遲造成慢速傳播，則從觸發(fā)到捕捉之間的跳變將減緩，并捕捉到錯誤值，這樣就檢測到了缺陷。

　　最常用的實時掃描圖形是跳變樣本（transition pattern，參考文獻 2）。設(shè)計中每個

門的端子都對可能的緩升（0 至 1）和緩降（1 至 0）缺陷建立了模型。自動測試程序生成（ATPG）工具以這些故障點為目標(biāo)，用所有觸發(fā)掃描單元產(chǎn)生一個跳變，并用下游的任何掃描單元捕捉結(jié)果。

　　用PLL作精確時鐘

　　實時掃描測試的一個重要問題是如何為實時的觸發(fā)和捕捉脈沖施加精確的時鐘。傳統(tǒng)的保持（stuck-at）掃描樣本是靜態(tài)的。用于裝入掃描鏈和捕捉結(jié)果的保持時鐘頻率一般在 10 MHz 和 40 MHz 之間。實時掃描測試可以使用類似保持測試中的時鐘頻率來裝入掃描鏈，但必須以工作頻率施加觸發(fā)和捕捉脈沖。

　　隨著所需頻率的增加，用一臺測試儀為觸發(fā)和捕捉提供實時時鐘越來越吃力。有一種方案是圍繞器件內(nèi)部鎖相環(huán)（PLL）采用一些基本的編程能力，它提供了一種不錯的選擇（參考文獻 3）。為實時測試提供內(nèi)部 PLL 控制已成為實時掃描測試的一種常用做法（參考文獻 4 和 5）。

　　實時跳變圖形應(yīng)用中最常見的技術(shù)被稱為全面或 launch-from-capture 樣本類型（參考文獻 6），見圖 2。采用這種樣本類型時，掃描鏈被裝入，然后將 scan_enable（SE）強制置 0，使掃描鏈進入工作/捕捉模式。有些時候，不活動的測試樣本要額外增加一個循環(huán)，以確保 scan_enable 的完全穩(wěn)定。然后，生成兩個脈沖來觸發(fā)和捕捉該跳變。

　　全面樣本在工作模式下觸發(fā)跳變，因此可能會沿著實際工作路徑傳播跳變。通常情況下，全面樣本的 ATPG 覆蓋報告可以比標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)保持樣本少 10%。

　　Launch-off-shift 樣本

　　采用 LOS 樣本時（圖 3），觸發(fā)在裝入掃描鏈時的最后跳變期內(nèi)發(fā)生。然后，電路非?？斓乇恢脼楣ぷ?捕捉模式，從而可以產(chǎn)生一個實時工作時鐘。

　　與全面樣本相比，用 LOS 的 ATPG 更加簡單。它是在最后跳變前的一個跳變期間，對一個跳變將起始值直接裝入掃描單元的一次簡單的 ATPG 動作，然后在最后跳變時裝入跳變值。全面圖形需要 ATPG 計算出通過組合邏輯的跳變值，因為它在觸發(fā)脈沖期間是處于工作模式。另外，LOS樣本報告的覆蓋通常高于全面樣本。

　　LOS 可報告較高的覆蓋，并使 ATPG 更加簡單，因此與全面樣本相比，它有較少的樣本和更快的 ATPG 運行時間。那么，為什么全面跳變測試要比 LOS 樣本更常用呢？

　　有兩個主要原因限制了 LOS 樣本的應(yīng)用。首先，難以在最后跳變和工作時鐘脈沖之間使電路從跳變模式改變到工作/捕捉模式。如果采用標(biāo)準(zhǔn)的 scan_enable 結(jié)構(gòu)，則 scan_enable 必須發(fā)送一個時鐘。此外，由于 scan_enable 要接到所有時序元件上，因此它是一個全局時鐘，必須保持在系統(tǒng)時鐘頻率上。解決這個問題的一個方法是為 scan_enable 在整個器件中增加流水線邏輯（參考文獻 7）。

　　流水線 scan_enable 為設(shè)計增加了額外的測試邏輯，但它避免了將 scan_enable 作為一個全局時鐘的困難工作。如圖 4 所示，時鐘在本地 scan_enable 中觸發(fā)了一個變化。

　　采用 LOS 樣本的另一個常見問題是，也許會通過功能不正常的路徑來測試電路。LOS 樣本可以在一次跳變中改變，而在正常的電路工作期間不可能出現(xiàn)這種跳變。

　　還有一個重要問題，即超出全面樣本的覆蓋中，有多少是來源于非功能邏輯？有可能出現(xiàn)這種情況，在實時測試期間，測試的非功能邏輯會報告虛假故障，從而導(dǎo)致良率損失（參考文獻 8）。