DFT的基本原理应用介绍
2023-01-06 10:00:00

       随着VLSI电路规模的增大、复杂程度的提高,芯片的引脚相对门数减少,使得电路的可控性和可观测性系数降低,电路测试变得十分复杂和困难,测试生成的费用也呈指数增长,传统的测试方法已难以全面而有效地验证复杂集成电路设计与制造的正确性,从而导致了可测试性设计的方法的出现。

       并且测试已经成为集成电路设计和制造过程中非常重要的因素,它已经不再单纯作为芯片产品的检验、验证手段,而是与集成电路设计有着密切联系的专门技术,与设计和制造成为了一个有机整体。可测性设计(DFT)给整个测试领域开拓了一条切实可行的途径,目前国际上大中型IC设计公司基本上都采用了可测性设计的设计流程,DFT已经成为芯片设计的关键环节。

       DFT的基本原理:转变测试思想,将输入信号的枚举与排列的测试方法(即完全测试),转变为对电路内各个节点的测试,即直接对电路硬件组成单元进行测试,降低测试的复杂性。具体实现方法包括将复杂的逻辑电路分块;采用附加逻辑和电路使测试生成容易,并能覆盖全部的硬件节点;添加自检测模块,使测试具有智能化和自动化。

       DFT的不足之处是它对设计本身增加了硬件开销,也会在不同程度上影响系统的性能,因此必须慎重考虑。另外,可测性设计的测试生成通常是针对门级器件的外节点,而不是直接针对晶体管级。

“测试”和“验证”的区别

       提到测试,人们常常会混淆两个基本概率:“验证”(Verification)和“测试”(Testing)。

       一般来说,验证(Verification)的目的是检查设计中的错误,确保设计符合其设计规范和所期望的功能;而测试(Testing)则是检查芯片的加工制造过程中所产生的缺陷和故障。

       验证是检验电路的逻辑、功能、时序是否满足要求,其内容一般是功能性的,如上图所示,验证是把Implementation后的结果与Specification时的定义相比较,如果验证不匹配,则需要更改Implementation 。验证如同芯片设计过程中的一道关卡,如果验证没有通过,将不能进行后面的所有工作。验证一般采用仿真的技术来进行,通过计算机建立仿真环境,给被测电路添加激励,分析响应或者探查电路内部的信息。按照验证的不同阶段,仿真可分为功能级仿真、门级仿真、版图后仿真。

       然而一个正确无误的设计并不能保证制造出来的芯片一定没有问题,因为芯片在制造过程中,总会收到种种不确定因素的影响,比如环境干扰、硅片质量不一致、机台设置偏差、工程师失误操作等因素的影响,制造出来的芯片并不完全都能正常工作,那么如何检验出有制造缺陷的芯片,这就是属于测试的范畴,现在***的7nm制造工艺中,线宽非常精细,工序数量多,非常容易受到干扰的影响,制造故障变得尤为明显,所以加大测试的力度,保证芯片合格尤为重要。

       DFT技术简单说就是在芯片设计中添加DFT逻辑,然后等芯片制造完成后,通过事先加入的DFT逻辑对芯片进行测试,挑选出没有问题的芯片。

       DFT技术更专业一点说法是为了改善电路的可测性而形成的一门学科,它通过增加一些硬件电路,使得电路内部节点的可控性和可观察性变强,使测试时间变短、故障覆盖率更高。

       除了加入DFT逻辑能对芯片进行测试,成都中冷研发的TS-580高低温冲击气流仪能够进行特性分析、高低温温变测试、温度冲击测试、失效分析等可靠性试验,如:芯片、微电子器件、集成电路等,该高低温气流仪的性能达到了更高的标准。TS-580以速度、精度和可靠性作为基本设计标准,提供了非常先进的温度测试能力。温度转换从-55℃到+125℃之间转换约 10秒,并有更广泛的温度范围-80℃到 +225℃; 经长期的多工况验证,满足更多生产环境和工程环境的要求。TS-580是纯机械制冷,无需液氮或任何其它消耗性制冷剂。