DFT笔记39

5 LOGIC BUILT-IN SELF-TEST

Logic built-in self-test (BIST)的概念：是一种design for testability (DFT) technique，用这种方法中，on a chip, board, or system的电路可以自己检测自己的数字逻辑。

LBIST的应用场景（aerospace/defense, automotive, banking, computer, healthcare, networking, and telecommunications industries）分成两大类：

1. 事关生命的
2. 事关重要任务的

两大作用：

1. 提高整体系统的可靠性
2. 提高远程诊断能力

这一章的主要内容：

1. 首先介绍LBIST的基本概念
2. 聚焦于LBIST的两大技术：
   1. test pattern generation techniques，包括：
      1. exhaustive testing
      2. pseudo-random testing
      3. pseudo-exhaustive testing
   2. output response analysis techniques，包括：
      1. ones count testing
      2. transition count testing
      3. signature analysis
3. 讲各种各样的时序控制图，这对于以下两种测试都非常重要：
   1. slow-speed testingof structural faults：比如stuck-at faults、bridging faults
   2. at-speed testingof timing-related delay faults：path-delay faults、transition faults

有一些特定的LBIST的技术架构和对应的方法是为了进一步提升电路的测试覆盖率，比如最常用的STUMPS架构。

这一章的主要目的就是让读者自己能设计一个LBIST的系统，包括：

1. test pattern generator
2. output response analyzer
3. logic BIST controller

所以这一章的最后有一个设计的实际案例，包括了所有的涉及到logic BIST system design、verify its correctness和improve its fault coverage的步骤！！！听着很诱人~

5.1 INTRODUCTION

随着电路规模越来越大，传统的ATPG会非常贵，而且不能达到很高的测试覆盖率。一个有效的方法就是LBIST，直接将测试这个动作集成到芯片内部或者板子上芯片旁边的地方。

LBIST的通用框架图如下：

LBIST去testing random logic有两个通用的大类：

1. online BIST：是指functional circuitry is innormal operational mode，又细分两个模式：
   1. concurrently并行：在芯片进行正常功能运行的时候测试
      1. 当发现间歇性或者暂时性地错误时：会在这一点对错误进行纠正，然后返回到之前存储的状态再重复操作
      2. 当发现重复fail的情况：会产生一个打断信号
   2. nonconcurrently非并行：当电路在idle mode时测试，测试可以随时中断以便电路能够恢复正常运行
2. offline BIST：是指functional circuitry isnot in normal mode，这样的方式不能检查实时的错误，但是在业界被广泛使用，at the system, board, or chip level，可以保证产品的质量。
   1. Functional offline BIST：基于功能特性测试，通常会以诊断软件和硬件的方式实现
   2. Structural offline BIST：又细分：
      1. external BIST：test pattern generation和output response analysis两者与functional circuitry是分开的
      2. internal BIST：会将functional storage elements转化为test pattern generators 和output response analyzers