Launch-off-shift實時測試

　　考慮虛假路徑和多循環(huán)路徑

　　在設計過程中，很多路徑都被確定為虛假或多循環(huán)（ multicycle）路徑。標準的 Synopsys 設計約束（SDC）文件列出虛假路徑和多循環(huán)路徑，即沒有為這些路徑進行時序收斂的特殊工作。虛假路徑可以有兩種。有些虛假路徑不可能檢測到，正常工作時也不可能出現(xiàn)（但在掃描模式期間是可能的）。其它類型的虛假路徑則是預期不能以系統(tǒng)頻率工作的路徑。多循環(huán)路徑需要一個以上的工作時鐘循環(huán)才能傳播。

　　在實時掃描測試期間，必須同時考慮虛假路徑和多循環(huán)路徑。掃描可能會直接將掃描單元裝載到一種正常工作下不可能的電路狀態(tài)。因此，可能虛假路徑或多循環(huán)路徑在實時掃描測試期間是活動的。如果實時掃描測試由于這些路徑而失敗，則可能錯誤地廢棄那些功能正常的器件，從而導致良率損失。

　　為避免這種損失，工程師們經(jīng)常會在時基仿真和程序測試器集成期間對虛假路徑和多循環(huán)路徑進行測試，而且他們一般以手工完成這些工作。

　　所幸的是，ATPG 工具已經(jīng)增加了自動化能力，現(xiàn)在它們可以直接讀取標準的 SDC 文件，并提取出除去時序異常路徑信息（參考文獻 9）。利用這種自動化功能，如果某個測試沿一個在 ATPG 期間檢測到的虛假路徑或多循環(huán)路徑傳播信號，則捕捉掃描單元將捕獲到一

個未知的 X 值。

　　基帶芯片案例研究

　　Metalink 是一家設計無線和有線寬帶通信芯片的公司，它需要為符合 WLANPlus 802.11n 草案的無線 LAN 技術（該技術最適合用于網(wǎng)絡家庭娛樂環(huán)境）開發(fā)一種有效的測試策略。該公司的 WLANPlus 系列包括 MtW8171 基帶器件和 MtW8151 RFIC。MtW8171 基帶芯片采用 90 nm 低功耗工藝制造，并實現(xiàn)了完全的實時掃描測試能力。對這款器件，實時掃描實現(xiàn)的同時采用了 LOS 和全面跳變樣本。

　　為了減少覆蓋跳變故障所需增加的樣本數(shù)，我們采用 Mentor Graphics 的嵌入式?jīng)Q定性測試（Embedded Deterministic Test）技術實現(xiàn)了邏輯壓縮。從收到芯片直到所有構建的樣本均啟動并實時運行，該芯片的整個掃描過程只花了兩天時間。

　　我們在實驗中比較了全面跳變樣本和 LOS 覆蓋的差異。我們采取定義可用特定時鐘順序的做法，生成了初始樣本。

　　表 1 是跳變樣本生成的結果。開始時，LOS 樣本有 78.57% 的測試覆蓋率，與之相比，全面樣本為 71.38%。因此，看來 LOS 可以多測出 >7% 的故障。接下來，我們考慮虛假路徑與多循環(huán)路徑，因為預計這些路徑在工作時鐘速率下無法運行。

　　考慮了虛假路徑和多循環(huán)路徑（MCP）后，LOS 和全面覆蓋率分別降低到 72.88% 和 69.55%。因此，初始 LOS 檢測報告的錯誤中有 5.69% 是虛假路徑和 MCP。同樣，1.83% 的全面檢測是源于虛假路徑和 MCP。根據(jù)這些結果，我們得出結論，LOS 樣本的測試覆蓋率中，相當大一部分優(yōu)勢來源于虛假路徑和 MCP 測試。

　　這些結果表明，當考慮了 LOS 樣本實際的虛假路徑和多循環(huán)路徑時，就降低了過度測試的風險。于是，LOS 可以成為實時測試的一種有吸引力的 ATPG 方案。在相近覆蓋率下，樣本生成時間和樣本數(shù)量都遠遠少于全面樣本。流水線 scan_enable 與虛假路徑和多循環(huán)路徑的結合，解決了 LOS 樣本中最常見的問題。全面樣本仍可應用于結束（top-off）覆蓋，因為 LOS 樣本無法檢測出某些缺陷。

　　下一個是什么？

　　制造商們正在繼續(xù)尋找提高實時掃描測試效率的方法。一種方法稱為“timing-aware”（時序感知）ATPG（參考文獻 10），目的是降低延遲失真。它試圖沿著盡可能緩慢的一條路徑（最小弛滯）傳播跳變，從而測試出每個缺陷。用這種技術，實時測試樣本集更可能檢測出小的缺陷，而用普通跳變測試集時則可能漏檢。

　　實時掃描測試的另一種新方法是在觸發(fā)循環(huán)前采用一系列實時跳變。這種“BurstMode”（突發(fā)模式）ATPG（參考文獻 11）有助于使實時時鐘脈沖更像工作時的頻率脈沖。它減輕了由于觸發(fā)時實時時鐘突發(fā)脈沖造成的電壓降，并能在正常的跳變測試期間完成捕捉。這兩種技術都應考慮對虛假路徑與多循環(huán)路徑的處理，以避免過度測試的風險。

　　與此同時，像流水線 scan_enable 這類技術也使 LOS 更為可行，使用戶能夠在兩種跳變樣本類型之間進行權衡，并確定自己的最佳解決方案。全面樣本有較少的邏輯插入，以及較少的非功能性路徑測試，而 LOS 樣本有更快的樣本生成和更少的樣本。對于那些有興趣檢測所有類型缺陷（包括非功能性缺陷）的公司，LOS 方案可能也有吸引力。所幸的是，ATPG 工具通過設計流程中常用的 SDC 文件來處理虛假路徑和多循環(huán)路徑，從而減輕了對過度測試的擔憂。