零边界CA驱动的DFT-BIST：原理与应用详解

零边界CA-DFT-BIST-内建自测试是一种在集成电路设计中广泛应用的测试技术，其主要目标是提高芯片的可靠性并降低测试成本。BIST，全称Built-in Self-Test，即内建自测试，是一种将测试功能集成到芯片内部的创新方法。 BIST的核心概念是利用部分电路来检测和验证整个系统的功能，而不是依赖外部测试设备。它主要分为两种形式：离线测试和在线测试。离线测试通常在生产后进行，而在线测试则是在芯片运行过程中实时进行，可以实现实时故障检测和修复。 测试过程涉及几个关键组件：Test Pattern Generator (TPG) 用于生成伪随机测试向量，这些向量能够覆盖芯片的不同状态；Input Isolation Circuitry 用来隔离正常系统输入与被测单元(Circuit Under Test, CUT)之间的干扰；Output Response Analyzer 负责分析输出响应，通过多项式除法或签名分析来判断测试结果。 BIST的优势显著，包括减少对外部接口的需求，节省引脚资源；可重复执行测试，确保一致性；无需额外的测试图形生成；缩短测试时间，实现全速测试；并且能在生产阶段即时进行，节省成本。然而，BIST也带来了一些挑战，如增加芯片面积，可能会影响性能；故障覆盖率可能不够全面；实施复杂度和对硬件资源的需求较高。 BIST的实现技术多种多样，其中一种是基于存储向量的测试，例如使用微指令支持，将测试向量存储在只读存储器(ROM)中。另一种是硬件算法生成测试向量，如利用计数器、线性反馈移位寄存器(LFSR)和细胞自动机(CA)。LFSR是一种特别常见的BIST生成器，其工作原理是通过特定的线性反馈函数生成周期性的测试序列，初始状态由C1=1, C2=0, C3=0, C4=1这样的配置决定。 零边界CA-DFT-BIST-内建自测试是一种关键的半导体行业技术，通过集成测试功能于芯片内部，实现了高效、可靠的测试流程，但同时也需要权衡各种优缺点，以适应不同的设计需求。随着技术的发展，未来的BIST将进一步优化，以满足不断提高的性能和测试效率要求。