集成电路设计CAD-EDA工具实用教程12-可测课件.ppt

1、可测性设计及DFT软件的使用2022-6-7共122页2System ProductionDesign SpecificationDesign EntryRTL SimulationDesign SynthesisGate Level SimulationPlace & RouteTiming AnalysisIn-System VerificationDesign ModificationDFTC TetraMax2022-6-7共122页3OutlineDFT基础故障覆盖率提高方法DFTCompile生成扫描链TetraMAX生成ATPG设计实例2022-6-7共122页4DFT基础测试D

2、FT故障模型ATPGDFT常用方法2022-6-7共122页5测试(1-3)CMOS反相器中的物理缺陷2022-6-7共122页6测试(2-3)目前的产品测试方法2022-6-7共122页7测试(3-3)ATE2022-6-7共122页8DFT基础测试DFT故障模型ATPGDFT常用方法2022-6-7共122页9DFT(Design For Test)controllabilityobservability2022-6-7共122页10DFT基础测试DFT故障模型ATPGDFT常用方法2022-6-7共122页11故障模型物理故障逻辑故障封装引脚间的漏电或短路 单一固定故障芯片焊接点到管脚连

3、线断裂延时故障表面玷污、含湿气静态电流故障金属层迁移、应力、脱皮 金属层开路、短路 2022-6-7共122页12单一固定故障2022-6-7共122页13等价故障(1/3)2022-6-7共122页14等价故障(2/3)2022-6-7共122页15等价故障(3/3)NAND的输入SA0和输出的SA1效果等效A SA0,B SA0,Y SA1是一个等效故障集2022-6-7共122页16故障压缩2022-6-7共122页17不可测故障2022-6-7共122页18DFT基础测试DFT故障模型ATPGDFT常用方法2022-6-7共122页19ATPGATPG Automatic Test P

4、attern GeneratorD算法PODEM(Goel)FAN(Fujiwara和Shimono)高级算法 2022-6-7共122页20D算法2022-6-7共122页21D算法-activate the SA0 fault2022-6-7共122页22D算法-propagate fault effect2022-6-7共122页23D算法-anatomy of a test pattern2022-6-7共122页24D算法-record the test pattern2022-6-7共122页25DFT基础测试DFT故障模型ATPGDFT常用方法2022-6-7共122页26DFT

5、常用方法功能点测试 需在每个测试点增加可控的输入和输出，I/O增加扫描测试 结构化的DFT技术，全扫描和部分扫描内建自测试 消除了对ATE的存储能力和频率的限制，更具发展潜力2022-6-7共122页27扫描测试(1/3)SMIC工艺库AREA(m2）FFDQRHDLX63.2FFSDQRHDLX79.83增加百分比26.3%2022-6-7共122页28扫描测试(2/3)2022-6-7共122页29扫描测试(3/3)h大多数的工艺库都提供D,JK,主从触发器的等效multiplexed flip-flop。h一些工艺库还会提供D锁存器的等效multiplexed flip-flop，这时若

6、D锁存器工作于功能模式，则为电平触发，而在测试模式下则为边沿触发。2022-6-7共122页30全扫描设计中的所有触发器都可控制和可观察最广泛使用的一种方法快速ATPG生成(组合ATPG)达到很高的故障覆盖率(95%)需要很长的测试时间2022-6-7共122页31部分扫描8只有一部分触发器转换成可扫描触发器8应用于对性能和面积敏感的设计8需要额外的计算(时序ATPG)8故障覆盖率不可测2022-6-7共122页32内建自测试v内建了测试生成、施加、分析和测试控制结构 v一般包含BIST控制器、测试向量生成器(TPG)和响应分析器(SA) v减少对外部测试设备的需求 ，可以实现全速测试 202

7、2-6-7共122页33SRAMBIST电路框图March 算法(1/2)2022-6-7共122页342022-6-7共122页35March 算法(2/2)Logic BIST2022-6-7共122页36TPG:LFSRSA: MISRLFSR2022-6-7共122页37特征多项式为：当f(x)不可约且能整除多项式1+xk(k=2n-1)，但不能整除1+xm(m2n-1)时称为本原多项式。本原多项式可以产生最大的随机序列，即m序列，其周期为2n-1。MISR (Multiple-Input Signature Register)2022-6-7共122页381.LFSR为线性系统，所以

8、遵守叠加原理，把所有电路输出的响应叠加到同一个LFSR上做响应压缩，则最终的余数是由所有电路输出形成的余数的和。2.解决了用于响应压缩的LFSR在输出较多时严重硬件开销的难题； ISCAS89 Benchmark CircuitsvNorth Carolina州立大学微电子中心从世界各地（包括企业和研究机构）广泛征集到的；v应用于时序电路的可测性分析，可作为ATPG性能的评估标准，亦广泛应用于故障模拟、形式验证、逻辑综合等多个领域；v包含42个数字时序电路，规模和复杂度各有不同，电路涉及到乘法器、交通灯控制、真实芯片、高级综合后的控制器、数字分步乘法器、PLD器件等。2022-6-7共122页

9、39ISCAS89基准时序电路集的构成及主要参数2022-6-7共122页40HOPEFault Simulatorv美国弗吉尼亚理工大学的Bradley电气计算机工程系开发的一个教学和研究软件v同步时序电路非常有效的故障仿真器v引入了并行故障仿真技术,并采用一些算法来减少并行仿真时间；v支持固定故障模型v基于linux系统，易于掌握2022-6-7共122页412022-6-7共122页42OutlineDFT基础故障覆盖率提高方法DFTCompile生成扫描链TetraMAX生成ATPG设计实例2022-6-7共122页43门控时钟问题2022-6-7共122页44时钟分频问题2022-6

10、-7共122页45内部复位问题(1/3)2022-6-7共122页46内部复位问题(2/3)2022-6-7共122页47内部复位问题(3/3)2022-6-7共122页48双向引脚方向控制问题(1/4)2022-6-7共122页49双向引脚方向控制问题(2/4)2022-6-7共122页50双向引脚方向控制问题(3/4)2022-6-7共122页51双向引脚方向控制问题(4/4)2022-6-7共122页52OutlineDFT基础故障覆盖率提高方法DFTCompile生成扫描链TetraMAX生成ATPG设计实例2022-6-7共122页53DFT CompilerSynopsys公司的集

11、成于Design Compiler的先进测试综合工具独创的“一遍测试综合”技术功能强大的扫描式可测性设计分析、综合和验证技术支持RTL级、门级的扫描测试设计规则检查，以及给予约束的扫描链插入和优化2022-6-7共122页54启动命令source /opt/demo/synopsys.envdesign_vision &2022-6-7共122页55Design Flow2022-6-7共122页56Overview of DFTC Flow2022-6-7共122页57Specify Default Values2022-6-7共122页581.Scan-Ready Synthesis202

12、2-6-7共122页592.Set ATE Configuration2022-6-7共122页60Set ATE Configuration-create clock2022-6-7共122页613.Pre-Scan Check2022-6-7共122页624.Scan Specification2022-6-7共122页63Type of Scan Clock2022-6-7共122页64Custom Scan Path(1/2)2022-6-7共122页65Custom Scan Path(2/2)2022-6-7共122页66Specify Scan Enable2022-6-7共12

13、2页67Specify Scan Chain Signals2022-6-7共122页68Scan Chain Port2022-6-7共122页69Guidelines for Scan Ports2022-6-7共122页70Remove Scan SpecificationAdaptive Scanv随着IC设计进步到130nm以下工艺且设计规模越来越大，DFT向量验证时间越来越长，所需ATE内存越来越高，因而Synopsys公司的Adaptive Scan压缩即自适应扫描压缩技术应运而生。它使用了一种并行扫描链结构，从而大大减少了测试向量，缩短了链长，并且可以根据设计需要自如的选择压缩

14、比率；另一特点是它的串行并行转换电路均使用组合逻辑电路，没有时序逻辑单元，不必为插入测试逻辑考虑时钟平衡问题。v相较于传统的DFT流程，Adaptive Scan压缩设计流程可兼容于其中，在构建扫描链配置之时，增加了以下几条命令：vset_dft_configuration scan_compression enable 定义扫描压缩使能；vset_scan_compression_configuration minimum_compression 6 设置最小压缩比率；vset_dft_signal view spec type TestMode port compress_mode act

15、ive_state 1 增加压缩模式管脚。2022-6-7共122页712022-6-7共122页725.Scan Preview2022-6-7共122页736.Scan Chain Synthesis2022-6-7共122页74Key of Scan Insertion2022-6-7共122页75Setting the Effort Level2022-6-7共122页767.Post-Scan Check2022-6-7共122页772022-6-7共122页788.Scan Chain Identification2022-6-7共122页799.Estimate Test cov

16、erage2022-6-7共122页80File Output2022-6-7共122页81OutlineDFT基础故障覆盖率提高方法DFTCompile生成扫描链TetraMAX生成ATPG设计实例2022-6-7共122页82TetraMAXSynopsys公司的目前被认为业界功能最强、最易于使用的自动测试向量生成工具支持全扫描、部分扫描设计，同时提供故障仿真和分析支持多种测试方法，包括多时钟电路、门控时钟电路、内部三态总线、内嵌存储器等2022-6-7共122页83启动命令source /opt/demo/tetramax.envtmax &2022-6-7共122页84DFTC to

17、TetraMax2022-6-7共122页85TetraMax GUI2022-6-7共122页86The GSV Tool Bar2022-6-7共122页87Command Input and Script Filesvmenus,GUI buttons,or dialog boxesvTyped at the command input linevRead from command files:2022-6-7共122页88Hot KeyvWithin the ATPG tool window the Microsoft windows emulation environment exi

18、sts so cut/paste is done with command pop-up menus(or CTRL-C and CTRL-V)vOther Hot Key can be found in GUI menu2022-6-7共122页89Help command2022-6-7共122页90MAN for command referencevEntering “man” and a command name,a message ID,or a DFT rule ID or violation ID will open up the on-line help to the refe

19、rence page for that topic.2022-6-7共122页91Stop ProcessvYou can abort current operation by “Stop” button.vCTRL-C and CTRL-Break do the same job. 2022-6-7共122页92Design flow2022-6-7共122页93ATPG Command Modes2022-6-7共122页94Design Rule Check2022-6-7共122页951.Read Design(1/2)2022-6-7共122页96Read Design(2/2)20

20、22-6-7共122页972.Build Model2022-6-7共122页98Some TetraMax Terms2022-6-7共122页99ATE Tester Cycles2022-6-7共122页100Typical Event Flow2022-6-7共122页101Event Order in Terms of SPF Procedures2022-6-7共122页1023.Perform DFT Rules Check2022-6-7共122页103Analyze Rule Violations2022-6-7共122页1044.Generating ATPG Patter

21、ns(1/2)2022-6-7共122页105ATPG Effort:Abort Limit2022-6-7共122页106ATPG Effort:Capture Cycles2022-6-7共122页107ATPG Effort:Pattern Limit2022-6-7共122页1083 ATPG Engines2022-6-7共122页109Generating ATPG Patterns(2/2)2022-6-7共122页1105.Review Results2022-6-7共122页1116.Pattern Compression2022-6-7共122页112Pattern Com

22、pression-Dynamic2022-6-7共122页113Pattern Compression-Static(1/2)2022-6-7共122页114Pattern Compression-Static(2/2)2022-6-7共122页115“AUTO”mode to run ATPG2022-6-7共122页1167.Saving ATPG Patterns2022-6-7共122页117STIL Procedure File2022-6-7共122页1182022-6-7共122页1195 Fault Categories2022-6-7共122页12011 Fault Classes2022-6-7共122页121Fault Interface File Format2022-6-7共122页122OutlineDFT基础DFTCompile生成扫描链TetraMAX生成ATPG设计实例