RTL 可测试性与设计分析：SpyGlass DFT ADV

SNUG 2017 2017 33 页

RTL 可测试性与设计分析：SpyGlass DFT ADV

会议: SNUG 2017 作者: Fadi Maamari (Synopsys) 页数: 33 源文件: SNUG_TPC_Spyglass_Gobok_2017_Synopsys_Inc_paper_2.pdf

1. 设计流程与 SpyGlass DFT

SpyGlass DFT ADV 在流程中早期处理可测试性问题，实现 RTL 测试签核： - 扫描就绪 - 高测试覆盖率 - 鲁棒向量 - 难测故障和测试点 - 连接性验证 - 面向功能安全的软错误分析

流程：SpyGlass DFT ADV (RTL) → Design Compiler (DFT/DFTMAX) → TetraMAX (ATPG) → ATE

2. SpyGlass DFT ADV 关键功能

1. ATPG 覆盖率估算：确定 RTL 设计是否达到覆盖率目标 2. DFT 违规检查：确保 RTL 扫描就绪，加速 DFT 时间 3. 测试点选择：发现难测区域，减少向量数量和测试成本 4. 连接性验证：在 SoC 组装时验证 DFT 连接 5. 软错误分析：计算 ISO 26262 道路车辆功能安全的 SPFM (Single Point Fault Metric)

3. RTL 早期可测试性分析

提供设计师视角的原理图浏览和故障浏览器。

4. 可操作的固定型覆盖率报告

逐步指导最大化固定型故障覆盖率：

FC        TC              Action
--------------------------------------------------------------------
原始设计  70.4      70.5     无 DFT 更改
1. PI/PO 可控可观  70.4      70.5     无操作
2. 触发器可扫描    97.7      97.8     Async_07 & Clock_11
3. 黑盒扫描包裹    97.7      97.8     Info_scanwrap
4. 锁存器透明      97.7      97.8     Latch_08
5. 组合环可控      97.7      97.8     Topology_01
6. 测试模式/绑定引脚 97.8    98.0     Info_synthRedundant

5. 测试覆盖率与 ATPG 相关性

- 固定型测试覆盖率：SpyGlass 与 TetraMAX 平均相关性在 1% 以内 - 跳变测试覆盖率：平均相关性在 5% 以内

6. 测试鲁棒性报告

预防时序问题，识别导致向量失败的鲁棒性问题。报告触发器鲁棒性问题的百分比并分类（Async_11, Async_02_capture, Topology_03 等）。

7. 测试模式下的重汇聚分析

跟踪汇聚路径上的反相，检测重汇聚是否可能导致毛刺。分析 Set/Reset 信号在扫描模式下的行为。

8. 扫描时钟树分析浏览器

从根时钟到选定节点的路径分析。任何节点上的后续点击都会添加到原理图中。

9. 难测故障分析

- 难测故障对 ATPG 效率、运行时间和向量数量影响很大 - 对随机向量具有抵抗力 - SpyGlass DFT ADV 估计"随机向量覆盖率"

故障类型	效率	运行时间	向量数量
固定型	低到中	高	高
跳变	高	高	高

10-11. 自动化高影响测试点

热力图使基于颜色标注的调试成为可能。估计随机向量故障覆盖率。

报告示例：按增益排序的测试点列表，包括类型（control-1/observe）和增益值。

12-18. 自门控逻辑测试点

- 自门控逻辑在使能信号上产生 s/1 冗余故障，增加运行时间 - XOR 树中剩余故障是 ATPG 难处理的 - SpyGlass DFT 可识别自门控逻辑（Info_self_gating_logic 规则） - 控制点复用现有逻辑以减少拥塞和面积开销

19-21. SpyGlass DFT 与 DC 和 DFTMAX 集成

物理感知测试点： - 基于 SpyGlass 的测试点选择 - 在 DFTMAX 中自动插入结果测试点 - LBIST 覆盖率增加 8%-38% - ATPG 向量数量减少 30%-39%

22-23. X-阻塞

- 多周期路径（MCP）在目标 FF 处阻塞 - 黑盒：用 scan_wrap -isolate 或 x_blocking 配置 - 顶层输入：核心包裹

X-blocking of MCPs: 在目的地进行 X-blocking，慢速测试，不能发射跳变。

24-28. DFT 连接性挑战与验证

SpyGlass DFT ADV 在 SoC 顶层验证数千个 DFT 连接： - MUX 选择错误 - 时钟馈送到错误模块 - 背靠背片上时钟控制器 (OCC)

连接性验证场景： - 要求值检查：所有 PLL 复位处于非活动值、时钟门控测试使能引脚未绑定 - 连接性检查：跨层次 A 到 B 连接、功能时钟驱动、核心时钟驱动 - 条件检查：存储器睡眠控制

设计对象：预定义的逻辑名称（FLIP_FLOP_DATA, SCAN_FLIP_FLOP_CLOCK, CGC_CLOCK_IN 等 25+ 种对象类型）

高级连接性检查 -- 条件检查：require_path + illegal_constraint_message_tag 组合

29-31. 软错误分析与 SPFM

- 软错误可在安全关键设计运行期间导致灾难性故障 - ISO 26262 要求计算和报告 SPFM - SpyGlass DFT ADV 在设计周期早期计算 SPFM - 识别需要替换为容错等价物的寄存器子集 - SPFM 浏览器提供设计热点的良好概览

SPFM 公式：SPFMContribution_i = lambda_reg_i x (1-DC_i) x (1-PSAFE_i)

32. 结论

SpyGlass DFT ADV 的 RTL 签核涵盖： - 早期可测试性：处理影响测试覆盖率的问题 - 向量鲁棒性：预防测试向量中的时序问题 - 难测故障：减少 ATPG 向量数量和运行时间 - SoC 连接性：系统检查 DFT 连接 - 功能安全：软错误传播分析、ISO-26262 指标和设计改进

图片索引

共 304 张图片，存放于 SNUG_TPC_Spyglass_Gobok_2017_Synopsys_Inc_paper_2_images/ 目录。本文为 PPT 型论文，大部分内容在图片中。

第 1-3 页：标题和功能概览 第 4-8 页：早期可测试性分析、覆盖率报告、鲁棒性 第 9-18 页：难测故障、测试点、自门控逻辑 第 19-21 页：物理感知测试点及结果 第 22-23 页：X-Blocking 第 24-28 页：连接性验证 第 29-31 页：软错误分析/SPFM 第 32-33 页：总结与致谢