隨著VLSI電路規(guī)模的增大、復(fù)雜程度的提高,芯片的引腳相對門數(shù)減少,使得電路的可控性和可觀測性系數(shù)降低,電路測試變得十分復(fù)雜和困難,測試生成的費(fèi)用也呈指數(shù)增長,傳統(tǒng)的測試方法已難以全面而有效地驗(yàn)證復(fù)雜集成電路設(shè)計(jì)與制造的正確性,從而導(dǎo)致了可測試性設(shè)計(jì)的方法的出現(xiàn)。
并且測試已經(jīng)成為集成電路設(shè)計(jì)和制造過程中非常重要的因素,它已經(jīng)不再單純作為芯片產(chǎn)品的檢驗(yàn)、驗(yàn)證手段,而是與集成電路設(shè)計(jì)有著密切聯(lián)系的專門技術(shù),與設(shè)計(jì)和制造成為了一個(gè)有機(jī)整體??蓽y性設(shè)計(jì)(DFT)給整個(gè)測試領(lǐng)域開拓了一條切實(shí)可行的途徑,目前國際上大中型IC設(shè)計(jì)公司基本上都采用了可測性設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程,DFT已經(jīng)成為芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
DFT的基本原理:轉(zhuǎn)變測試思想,將輸入信號的枚舉與排列的測試方法(即完全測試),轉(zhuǎn)變?yōu)閷﹄娐穬?nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的測試,即直接對電路硬件組成單元進(jìn)行測試,降低測試的復(fù)雜性。具體實(shí)現(xiàn)方法包括將復(fù)雜的邏輯電路分塊;采用附加邏輯和電路使測試生成容易,并能覆蓋全部的硬件節(jié)點(diǎn);添加自檢測模塊,使測試具有智能化和自動化。
DFT的不足之處是它對設(shè)計(jì)本身增加了硬件開銷,也會在不同程度上影響系統(tǒng)的性能,因此必須慎重考慮。另外,可測性設(shè)計(jì)的測試生成通常是針對門級器件的外節(jié)點(diǎn),而不是直接針對晶體管級。
“測試”和“驗(yàn)證”的區(qū)別
提到測試,人們常常會混淆兩個(gè)基本概率:“驗(yàn)證”(Verification)和“測試”(Testing)。
一般來說,驗(yàn)證(Verification)的目的是檢查設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤,確保設(shè)計(jì)符合其設(shè)計(jì)規(guī)范和所期望的功能;而測試(Testing)則是檢查芯片的加工制造過程中所產(chǎn)生的缺陷和故障。
驗(yàn)證是檢驗(yàn)電路的邏輯、功能、時(shí)序是否滿足要求,其內(nèi)容一般是功能性的,如上圖所示,驗(yàn)證是把Implementation后的結(jié)果與Specification時(shí)的定義相比較,如果驗(yàn)證不匹配,則需要更改Implementation 。驗(yàn)證如同芯片設(shè)計(jì)過程中的一道關(guān)卡,如果驗(yàn)證沒有通過,將不能進(jìn)行后面的所有工作。驗(yàn)證一般采用仿真的技術(shù)來進(jìn)行,通過計(jì)算機(jī)建立仿真環(huán)境,給被測電路添加激勵(lì),分析響應(yīng)或者探查電路內(nèi)部的信息。按照驗(yàn)證的不同階段,仿真可分為功能級仿真、門級仿真、版圖后仿真。
然而一個(gè)正確無誤的設(shè)計(jì)并不能保證制造出來的芯片一定沒有問題,因?yàn)樾酒谥圃爝^程中,總會收到種種不確定因素的影響,比如環(huán)境干擾、硅片質(zhì)量不一致、機(jī)臺設(shè)置偏差、工程師失誤操作等因素的影響,制造出來的芯片并不完全都能正常工作,那么如何檢驗(yàn)出有制造缺陷的芯片,這就是屬于測試的范疇,現(xiàn)在***的7nm制造工藝中,線寬非常精細(xì),工序數(shù)量多,非常容易受到干擾的影響,制造故障變得尤為明顯,所以加大測試的力度,保證芯片合格尤為重要。
DFT技術(shù)簡單說就是在芯片設(shè)計(jì)中添加DFT邏輯,然后等芯片制造完成后,通過事先加入的DFT邏輯對芯片進(jìn)行測試,挑選出沒有問題的芯片。
DFT技術(shù)更專業(yè)一點(diǎn)說法是為了改善電路的可測性而形成的一門學(xué)科,它通過增加一些硬件電路,使得電路內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的可控性和可觀察性變強(qiáng),使測試時(shí)間變短、故障覆蓋率更高。
除了加入DFT邏輯能對芯片進(jìn)行測試,成都中冷研發(fā)的TS-580高低溫沖擊氣流儀能夠進(jìn)行特性分析、高低溫溫變測試、溫度沖擊測試、失效分析等可靠性試驗(yàn),如:芯片、微電子器件、集成電路等,該高低溫氣流儀的性能達(dá)到了更高的標(biāo)準(zhǔn)。TS-580以速度、精度和可靠性作為基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),提供了非常先進(jìn)的溫度測試能力。溫度轉(zhuǎn)換從-55℃到+125℃之間轉(zhuǎn)換約 10秒,并有更廣泛的溫度范圍-80℃到 +225℃; 經(jīng)長期的多工況驗(yàn)證,滿足更多生產(chǎn)環(huán)境和工程環(huán)境的要求。TS-580是純機(jī)械制冷,無需液氮或任何其它消耗性制冷劑。