DFT与BIST内建自测试技术解析

"DFT-BIST-内建自测试，ic设计中的DFT设计教程" 在集成电路设计领域，DFT（Design for Testability）是一种重要的方法，它关注于提高芯片的可测试性，以简化测试过程并降低测试成本。BIST（Built-In Self Test）是DFT的一个关键组成部分，它允许芯片自身进行测试，无需外部测试设备。本教程将深入探讨BIST的概念、架构及其应用。 BIST的基本理念源于两个主要需求：降低成本和提高可靠性。通过在芯片内部集成测试逻辑，BIST可以在生产阶段及产品使用过程中对电路进行自我检测，减少了对外部测试设备的依赖，降低了制造和维护成本。 BIST通常分为几种类型，根据测试的形式和执行时机，可以分为离线测试和在线测试；根据测试的目标，可以分为功能测试和结构测试；根据测试执行方式，又可分为并发测试和非并发测试。这些测试策略各有优势，可以根据具体应用场景灵活选择。 BIST的核心组件包括Test Pattern Generator (TPG)、Input Isolation Circuitry和Output Response Analyzer (ORA)。TPG生成伪随机测试向量，用于刺激CUT（Circuit Under Test）；Input Isolation Circuitry确保在测试模式下正常系统的输入不会干扰测试；ORA则负责分析CUT的输出响应，进行数据压缩（如签名分析）以确定测试结果。 BIST具有显著的优点，如减少输入/输出引脚的需求，使得测试更加高效且可重复；测试向量不需要大量外部生成；减少了测试时间，并能够在生产线上实时进行测试，提高了生产线效率。此外，BIST还能够执行全速测试，提高测试质量，并提供一定的诊断能力，支持系统级别的测试。 然而，BIST也存在一些挑战，例如增加芯片面积，可能会影响芯片的性能表现；同时，如何保证高故障覆盖率也是一个重要问题。尽管如此，BIST技术通过各种实现策略，如基于存储向量的测试产生（测试向量存储在ROM中）和硬件算法生成测试向量（如使用计数器、LFSR或细胞自动机），持续改进并优化这些挑战。 LFSR（线性反馈移位寄存器）是常用的测试向量生成工具，其生成的序列可以用特定的多项式表示。通过设置不同的反馈系数，LFSR可以产生不同长度和复杂度的测试序列，以满足各种测试需求。在实际应用中，需要设定合适的初始值以确保LFSR能覆盖所有可能的状态，从而提高故障检测的可能性。 BIST作为DFT的关键技术，对于现代集成电路设计来说不可或缺。理解BIST的工作原理、优缺点及其各种实现方式，对于提升芯片质量和降低成本具有重要意义。