Τι είναι το Chip DFT Design;

Design for Testability (DFT)είναι μια βασική τεχνολογία στο σχεδιασμό τσιπ, η οποία σημαίνει Design for Testing. Αναφέρεται στην εισαγωγή σχετικής λογικής δοκιμής στο στάδιο του σχεδιασμού κατά τη διαδικασία κατασκευής τσιπ λόγω αναπόφευκτων κατασκευαστικών ελαττωμάτων, όπως βραχυκυκλώματα μεταλλικών καλωδίων, διακοπές κυκλώματος ή μη φυσιολογικές συγκεντρώσεις ντόπινγκ, που μπορεί να οδηγήσουν σε αστοχίες λογικής κυκλώματος και αστοχίες συστήματος τσιπ. αγορά ή πελάτες. Με τη δραματική αύξηση της πολυπλοκότητας των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και τον μεγάλο αριθμό λογικών πυλών, το πώς να διασφαλιστεί ότι κάθε τσιπ λειτουργεί σωστά στη διαδικασία κατασκευής έχει γίνει σημαντικό θέμα και το DFT διαδραματίζει βασικό ρόλο σε αυτό το πλαίσιο.

Η ανάγκη για δοκιμές

Η δοκιμή τσιπ είναι νακρίνετε εάν το τσιπ έχει σφάλματα εφαρμόζοντας ένα γνωστό σήμα διέγερσης στην είσοδο του τσιπ και παρατηρώντας την απόκριση της εξόδου. Οι δοκιμές χωρίζονται κυρίως σε δοκιμές κατασκευής και λειτουργικές δοκιμές: οι δοκιμές κατασκευής διενεργούνται πριν το τσιπ εγκαταλείψει το εργοστάσιο για να ελέγξει τα σκραπ γκοφρέτες λόγω ελαττωμάτων στη διαδικασία, συμπεριλαμβανομένης της δοκιμής γκοφρέτας και της δοκιμής συσκευασίας. Η λειτουργική δοκιμή διασφαλίζει την ορθότητα του τσιπ σε-πραγματικές εφαρμογές, επαληθεύοντας ότι ο σχεδιασμός του τσιπ είναι 100% σωστός επαληθεύοντας την περίπτωση χρήσης.

Ωστόσο, με την έλευση της νανοτεχνολογίας, η διαδικασία κατασκευής τσιπ γίνεται όλο και πιο περίπλοκη και η πυκνότητα του τρανζίστορ αυξάνεται, με αποτέλεσμα αυξημένη πιθανότητα βραχυκυκλώματος ή θραύσης κυκλώματος και η πιθανότητα αστοχίας τσιπ αυξάνεται σημαντικά. Το κόστος της δοκιμής μπορεί να φτάσει περισσότερο από το 50% του κόστους κατασκευής.

Κατά τη διαδικασία κατασκευής μπορεί να προκύψουν διάφορα φυσικά ελαττώματα, όπως γεφύρωση ή θραύση διασυνδέσεων, βραχυκυκλώματα οξυγόνου πύλης σε τρανζίστορ CMOS, σφάλματα λιθογραφίας μάσκας και ελαττώματα πλακιδίων πυριτίου, τα οποία μπορεί να οδηγήσουν σε ηλεκτρικές βλάβες και τελικά σε αστοχία τσιπ. Σε κρίσιμες εφαρμογές, όπως ιατρικές συσκευές, ηλεκτρονικά αυτοκινήτων ή αεροδιαστημική, η αστοχία του τσιπ μπορεί να έχει σοβαρές συνέπειες, επομένως η δοκιμή εκτελείται υπό ακραίες συνθήκες.

Το κόστος δοκιμής ακολουθεί μια δεκαπλάσια αρχή, αυξάνοντας από επίπεδο τσιπ σε επίπεδο πλακέτας σε επίπεδο συστήματος, επομένως η έγκαιρη ανίχνευση ελαττωμάτων μπορεί να μειώσει σημαντικά τις απώλειες. Το DFT βελτιστοποιεί τη διαδικασία κατασκευής τσιπ προσθέτοντας δυνατότητες δοκιμής στη φάση του σχεδιασμού για να καταστήσει τη δοκιμή εφικτή και{1}}οικονομική, επιτρέποντας τον ποιοτικό έλεγχο και την παρακολούθηση της ικανότητας κατασκευής.

Βασικές αρχές και έννοιες του DFT

Στον πυρήνα του, το DFT ενισχύει τον έλεγχο και την παρατηρησιμότητα του τσιπ. Η δυνατότητα ελέγχου αναφέρεται στην ικανότητα εφαρμογής δοκιμαστικής διέγερσης στον εσωτερικό λογικό κόμβο που πρέπει να ελεγχθεί μέσω ενός εξωτερικού σήματος εισόδου, έτσι ώστε να εκχωρηθεί σε οποιαδήποτε επιθυμητή τιμή. Η παρατηρησιμότητα αναφέρεται στην ικανότητα παρακολούθησης των τιμών απόκρισης των εσωτερικών κόμβων μέσω εξωτερικών θυρών εξόδου, καθιστώντας εύκολη την παρατήρηση και τη σύγκριση. Αυτά τα δύο χαρακτηριστικά επιτρέπουν στη διαδικασία δοκιμής να καλύψει πλήρως την εσωτερική λογική του τσιπ χωρίς να ανησυχεί για την πραγματική λειτουργία του τσιπ, μειώνοντας την πολυπλοκότητα των δοκιμών και βελτιώνοντας την ευελιξία των μεθόδων σχεδιασμού.

Τα ελαττώματα μπορεί να οδηγήσουν σε αστοχίες στην κατασκευή τσιπ, τα οποία είναι ηλεκτρικές εκδηλώσεις ελαττωμάτων, και τα συνήθη μοντέλα σφαλμάτων περιλαμβάνουν σταθερά σφάλματα (όπως βραχυκύκλωμα των θυρών ακίδων στην τροφοδοσία ή τη γείωση), σφάλματα ενεργοποίησης και σφάλματα καθυστέρησης διαδρομής (όπως αργή άνοδος και πτώση των θυρών πύλης) και σφάλματα τύπου ρεύματος ηρεμίας (που προκαλούν υψηλό ρεύμα ηρεμίας). Εάν ένα σφάλμα μπορεί να διαδοθεί προς τα πίσω και να παρατηρηθεί, αναγκάζοντας το τσιπ να συμπεριφέρεται όχι όπως αναμένεται, ονομάζεται αστοχία. Δεν προκαλούν όλες οι βλάβες, αλλά μόνο αυτές που επηρεάζουν τη λειτουργικότητα προκαλούν προβλήματα.

Κύριες τεχνολογίες και μέθοδοι DFT

Η δοκιμή σάρωσης είναι μια κοινή μέθοδος για το DFT αντικαθιστώντας τους κανονικούς καταχωρητές με καταχωρητές σάρωσης και συνενώνοντάς τους σε μια αλυσίδα σάρωσης. Στη λειτουργία δοκιμής, εκτελέστε τη μετακίνηση-σε λειτουργία για να μετακινήσετε τα δεδομένα δοκιμής στον εσωτερικό καταχωρητή μέσω της αλυσίδας σάρωσης και χρησιμοποιήστε το ρολόι χαμηλής-συχνότητας για να διασφαλίσετε την ακρίβεια. Στη συνέχεια, εκτελείται η λειτουργία λήψης, τα δεδομένα καταγράφονται στη συχνότητα λειτουργίας του ρολογιού και το ρολόι χαμηλής ταχύτητας (10~50MHz) χρησιμοποιείται για διορθωμένα σφάλματα και η συχνότητα ρολογιού λειτουργίας συστήματος (10MHz~GHz) χρησιμοποιείται για σφάλματα ενεργοποίησης ή καθυστέρησης. Τέλος, τα δεδομένα που συλλέγονται μετακινούνται προς ανάλυση με τη λειτουργία μετακίνησης-εξόδου.

Ενσωματωμένος-αυτός-έλεγχος (BIST)στοχεύει μονάδες μνήμης, όπως SRAM και DRAM, εισάγοντας συγκεκριμένη λογική δοκιμής, δημιουργώντας εσωτερικά διανύσματα δοκιμής και συγκρίνοντας τα αποτελέσματα, ανιχνεύοντας φυσικά ελαττώματα όπως βραχυκυκλώματα και διακοπές κυκλώματος, χωρίς την ανάγκη εξωτερικού εξοπλισμού δοκιμών.

Σάρωση ορίωνχρησιμοποιείται για την επαλήθευση της συνδεσιμότητας των ακροδεκτών τσιπ, επιτρέποντας τη δοκιμή IO και τη δοκιμή{0}}επιπέδου πλακέτας εισάγοντας και αλυσιδώνοντας μονάδες δοκιμής σάρωσης για κάθε είσοδο και έξοδο της θύρας IO.

Automatic Test Vector Generation (ATPG)δημιουργεί αυτόματα διανύσματα δοκιμής μέσω λογισμικού και εφαρμόζεται σε δοκιμές παραγωγής για να κρίνει την ποιότητα των τσιπ συγκρίνοντας την πραγματική παραγωγή με την αναμενόμενη έξοδο.

Μαζί, αυτές οι τεχνολογίες λύνουν το πρόβλημα της δοκιμής κυκλώματος χρονισμού και μετατρέπουν κυκλώματα χρονισμού σκληρού-σε-δοκιμής σε κυκλώματα συνδυασμού εύκολου-για-δοκιμών. Η διαδικασία δοκιμής περιλαμβάνει την εφαρμογή ενός διανύσματος δοκιμής στο υπό δοκιμή κύκλωμα και στη συνέχεια τη σύγκριση της απόκρισης εξόδου με την αναμενόμενη απόκριση.

0010-20132 6" Transfer Blade Assy

Εφαρμογές DFT:

Η τεχνολογία DFT χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τύπους τσιπ, όπως επεξεργαστές, μνήμη και εξειδικευμένα τσιπ. Για παράδειγμα, τα τσιπ DSP σειράς πραγματικού-χρονικού ελέγχου Zhongke Benyuan ενσωματώνουν αλυσίδες σάρωσης, BIST και σάρωση ορίων με μια πλήρη αρχιτεκτονική DFT, διασφαλίζοντας υψηλή αξιοπιστία και σταθερότητα σε τομείς υψηλού- κινδύνου όπως ο βιομηχανικός έλεγχος, τα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων και η αεροδιαστημική. Ο σχεδιασμός DFT βελτιώνει την αποτελεσματικότητα των δοκιμών, μειώνει το κόστος και τον χρόνο δοκιμών παραγωγής και ενισχύει την αντίσταση του τσιπ σε παρεμβολές σε σκληρά περιβάλλοντα όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή υγρασία και ισχυρές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Υποστηρίζει επίσης την πλήρη διαχείριση του κύκλου ζωής του τσιπ, εξασφαλίζοντας σταθερή απόδοση από το σχεδιασμό και την κατασκευή έως τις εφαρμογές πεδίου.

Ο σχεδιασμός με δυνατότητα δοκιμής διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην κατασκευή και την επικύρωση τσιπ. Μέσω λογικής σχεδίασης, το DFT βελτιώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια των δοκιμών, διασφαλίζοντας ότι κάθε τσιπ μπορεί να λειτουργεί σταθερά και αξιόπιστα. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας τσιπ, η τεχνολογία δοκιμών θα προχωρήσει επίσης και το DFT θα συνοδεύει τη σταθερή ανάπτυξη της βιομηχανίας τσιπ.