分组扫描测试交付

由于设计尺寸、设计复杂性和测试适应性的急剧增加，将扫描测试数据从芯片级引脚移动到核心级扫描通道的传统方法面临压力。

为了解决这些挑战，我们现在可以选择实现一个用于扫描测试的分组数据网络，该网络比传统的针多路复用(mux)方法更有效地将扫描数据通过SoC。这个芯片级测试交付总线将单个核的DFT需求与芯片级测试交付资源解耦。其结果包括更快的测试时间，更低的测试成本和DFT实现时间，以及调整后硅带宽以满足随时间变化的测试需求的能力。

分组扫描测试数据如何击败pin-muxed方法

在将扫描测试数据传递给核心的传统方法中，每个核心都需要与芯片级引脚的专用连接，如图1所示。这并不允许有太多的灵活性，因为核心和芯片级引脚之间的依赖关系在设计过程中只设置一次。在自底向上的流程中，DFT工程师通常为每个核心分配固定数量的扫描通道，通常每个核心分配相同数量的扫描通道。

图1:传统扫描数据传递。

这是最简单的方法，但它最终会浪费带宽，因为分组在一起进行测试的不同核心可能具有不同的扫描链长度和模式计数。这种方法的其他问题包括用于扫描测试的IOs有限、核级通道有限以及路由拥塞的可能性。

pin-muxed扫描方法不允许随着时间的推移可能需要进行调整。基于扫描测试数据的初始集，测试带宽可能得到完美的平衡。当产量上升时，可能会确定一些内核需要额外的模式，而其他内核可以少用一些。经过这样的调整后，硬连线配置不再是最优的。如果晶圆、封装和系统内测试需要不同的带宽分配，也可能发生类似的情况。

相反，分组扫描测试交付网络提供更有效和可调的方法。其基本思想是通过连接到设计中的所有核心或块的统一网络交付扫描测试数据。进出芯片的数据看起来不像传统的扫描测试数据，而是被组织在数据包中，网络知道如何在每个核心转换成更传统的扫描数据。

这里有一个简单的例子，使用了一个称为流扫描网络(SSN)的分组网络，其中两个核心同时进行测试(图2)。块a有5个扫描通道，块B有4个扫描通道。本例中数据包大小为9位。在本例中，假设有16个针可用于扫描测试(8个输入，8个输出)，因此传递扫描数据的SSN总线宽为8位。

图2:同时测试两个区块。在pin-mux扫描访问方法中，这将需要9个芯片级扫描输入引脚和9个扫描输出引脚。SSN的包大小是9位，在8位总线上传递。

在图2的左侧，您可以看到数据是如何通过SSN总线流到核心的。在两个核心中执行一个移位周期需要两个总线周期。对于每个数据包，对应于每个核心的数据的位位置会发生变化(旋转)，但主机节点知道什么数据应该去哪里以及何时触发核心移位时钟。

在这种方法中，核心级主机节点在本地生成DFT信号。主机节点确保从总线上获取正确的数据并将其发送到扫描核心的输入，并将输出数据放回总线上。基于利用IJTAG (IEEE 1687)基础设施的简单配置步骤，每个节点都知道要做什么以及什么时候做。

在流扫描网络上平稳行驶

一个总线无处不在，不依赖于核心级DFT资源，也不决定同时可以测试哪些核心。这是一辆公共汽车，在高速公路上，有专用车道。在这个比喻中，专用高速公路车道就是SSN。

SSN建立了一种统一的方式将数据发送到核心，无论它是如何嵌套的或层次结构的级别。对于SSN，每个核心的扫描通道数量与所有其他测试资源无关:SSN总线的宽度、芯片级扫描通道的数量以及设计中的核心数量。SSN减少了DFT的工作量和测试时间，并支持后硅带宽调优，以实现有效的数据优化。

将扫描测试数据放在快速总线上可以简化计划和实现，并允许在流的后面，在模式重定向期间而不是在初始设计期间定义核心分组，甚至可以更改后硅以满足不断变化的测试需求。SSN体系结构是灵活的——总线宽度由可用的扫描引脚数量决定——并且缓解了路由拥塞和时序关闭，因为它消除了顶级测试模式muxing，这也使它成为基于相邻瓦的设计的理想选择。

决定哪些内核要并发测试，哪些要按顺序测试是可配置的，而不是硬连接的。配置作为每个模式集一次的设置步骤完成，一旦完成，SSN总线上的所有数据都是有效负载。

SSN减少了测试时间和测试数据量

在许多测试重定向方案中，所有受影响核的捕获周期必须对齐。如果多个内核同时移动，并且它们具有不同的扫描长度，则需要填充具有较短链的一些内核，以便同时对所有内核执行捕获。使用SSN，每个核心可以独立移动，但是一旦所有核心完成扫描加载/卸载，捕获就会同时发生。这减少了总体测试时间和测试数据量。

独立移位和捕获在与另一种SSN功能(带宽调优)一起使用时变得更加有价值。我们试图解决的问题类似于图3所示的情况。想象一下，你想从同一根管子里往多个大小不同的水桶里灌水。为了最有效地做到这一点，你可以通过单独调节阀门，给小桶分配更少的水压，而给大桶分配更多的水压。

图3:带SSN的带宽调优优化扫描测试数据传递。

我们在扫描测试数据方面也有类似的挑战，也有类似的解决方案。与每个包提供与核心级扫描通道一样多的比特相比，SSN可以分配更少的比特给一个总体上需要更少数据的核心。对于具有更少模式或更短扫描链的核心，每个数据包分配的数据更少，这将更好地跨核心分布数据，并最终减少测试时间。回顾图2，假设块A需要的模式比块b少得多。在这种情况下，我们可以为每个包分配4,3甚至1位，而不是分配5位。这将使每个包更小，并且整个测试时间更短。最好的部分是这种带宽调优可以通过编程方式完成:如果测试数据内容发生变化，无论是作为屈服斜坡的一部分，还是在不同的测试插入中的需求，您总是可以实现最佳配置。

总结

SSN方法基于将内核级测试需求与芯片级测试资源分离的原理，通过使用高速同步总线将分组扫描测试数据交付到核心。它是与几家领先的半导体公司合作开发的，将扫描测试数据传输带入快车道。

SSN已经经过了真实世界的测试。英特尔在2020年国际测试会议上报告了使用SSN的结果。将SSN方法与传统的pin-mux方法进行比较，他们报告测试数据量减少了43%，测试周期减少了43%。实现和测试重定向任务要快10到20倍。

额外的资源:

• 技术论文:流扫描网络:一种不妥协的DFT方法
• 视频:网络技术概述