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平面布局设计中的层次DFT

如果需要执行全平面的物理实现,还能利用分层DFT方法吗?

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分层DFT方法的使用正在增长,因为设计规模和复杂性强调内存需求和设计进度。分层DFT将设计划分为更小的部分,在核心级别创建测试结构和模式,然后将核心模式重新定位到芯片级别。但是,如果你需要在全平面设计上执行物理位置和路线,你还能利用分层DFT方法吗?

如果位置和路径是在完整的芯片级设计上完成的(而不是分层设计),那么DFT工作传统上也会在完整的平面设计上执行一次。然而,对于具有许多内存实例的大型设计,芯片级DFT可能过于耗时且效率低下。安森美半导体通过使用分层内存BIST插入来回答这个问题,但仍然在平面布局上执行物理实现。

安森美半导体有一个简单的目标:减少插入和合成内存BIST所需的时间,用于数百万个具有300个内存实例的门级网络列表。物理实现必须在完整的平面布局上完成,但他们需要更快地插入和实现DFT。插入内存BIST和执行内存BIST硬件合成所需的时间通常花了ON Semiconductor大约9个小时(图1)。长时间的运行使工程师无法执行假设场景来优化结果。


图1所示。内存BIST插入测试用例设计,不使用层次结构。

虽然内存BIST看起来很简单,但质量可能会根据许多因素而显著变化。内存BIST的注意事项包括:

  • 记忆如何分组?这依赖于设计的实际楼层规划阶段的输入。
  • 哪些内存属于哪个时钟域?这有助于确定所需的独立控制器的数量。
  • 设备对功耗有什么要求?这决定了可以并行测试多少内存。
  • 在内存BIST测试中是否有内存需要编程特定的算法?
  • 哪些记忆可以共享修复?
  • 所需的诊断分辨率是什么?

基于内存BIST工具对楼层规划信息的分析,安森美半导体将数百万门级设计划分为13个子模块(不是物理分层区域),然后在这13个子模块上并行执行内存BIST插入和合成。

对于BIST和扫描,分层DFT技术使用分治的思想来减少执行任何给定任务所需的时间。所有的测试插入都是分别在核心或块上完成的(图2)。这允许团队并行工作并提高工作效率。


图2所示。分层结构,在每个块中和在顶层具有扫描、嵌入式压缩和包装器链。

一旦设计被划分为子模块,安森美半导体执行内存BIST插入和合成所需的时间从9小时大幅减少到约1.5小时。这笔意外之财允许团队在同一天内执行多个迭代,并完成需要执行的其他任务,包括运行假设场景以优化结果。

插入和合成内存BIST所需时间的减少来自于将平面设计划分为虚拟的分层块,这允许DFT插入和合成在较小的设计组件上并行执行。这种生产力优势是应用层次原则的结果,因此适用于任何DFT插入,而不仅仅适用于这里使用的内存BIST示例。

在分层内存BIST插入和合成之后,芯片级DFT工作包括使用IJTAG (IEEE 1687标准)和Tessent MemoryBIST来帮助生成内存BIST模式,不仅用于测试台模拟,还用于生成可以提供给测试人员的WGL/STIL模式。

随着设计的规模和复杂性的增加,设计团队总是在寻找新的方法来更有效地执行更耗时的DFT任务。分层DFT过去使用多个脚本进行用户管理,并且容易出错,没有自动化。出于必要,它已经成为自动化和标准(如IEEE 1687)的目标,现在已经相当成熟。采用分层DFT方法被证明是许多半导体公司的制胜策略。

安森美半导体在竞争激烈的IC市场中运营,因此任何易于采用的技术都可以缩短设计时间、降低成本或提高质量,从而获得竞争优势。对于DFT工程师来说,在大型设计中,需要改进运行时间和质量的领域是DFT的插入和合成。分层DFT允许DFT工作在并发的并行插入和合成运行中执行。正如ON半导体的案例研究所表明的那样,分层内存BIST甚至适用于将经过平坦位置和路由流的设计。分层DFT流程帮助安森美半导体实现了期望的结果,提高了生产率。

完整的案例研究,请下载我们的白皮书ON Semiconductor通过Tessent分层流将内存BIST插入时间减少了6倍”。



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