共享IO编解码器：在有限扫描可访问性下实现最高芯片级测试覆盖率

SNUG 2018 (DFT专题) 2018 14 页

共享IO编解码器：在有限扫描可访问性下实现最高芯片级测试覆盖率

会议: SNUG 2018 (DFT专题) 作者: Po-Lin CHEN, Kuo-Kai LIU, En-Ping Lin, Yin-Yen CHEN (Realtek) 页数: 14 源文件: SNUG_TPC_DFT_Semiconductor_Microsoft_Word_tb202chenpaperdocx_paper.pdf

摘要

由于有限的扫描可访问性，SoC 系统级芯片设计通常被划分为多个子模块（大多包含许多核心），以在测试应用/生成时间与可用扫描相关端口之间找到平衡。共享IO编解码器（Sharing IO Codec）提供了一种解决方案，使得不同核心不仅可以共享相同的扫描输入和输出而不会遭受过度的测试应用/生成时间，而且可以增强核心之间的可测试性，因为更多的核心可以一起测试。采用共享IO编解码器使得实现芯片级测试质量变得可行且容易。

1. 引言

在SoC 系统级芯片设计中，随着集成度的提高和芯片规模的增大，DFT 可测试性设计面临着严重的挑战。特别是： - 扫描通道数量有限（引脚受限） - 需要在多个核心之间共享测试资源 - 测试时间不能过长 - 需要维持高测试覆盖率

传统的多核SoC DFT方案通常为每个核心分配独立的扫描链，或者使用层次化测试方法。但这在引脚受限的情况下变得困难。

2. 共享IO编解码器架构

共享IO编解码器的核心思想是允许多个核心共享相同的扫描I/O端口。关键组件包括：

编码器（Encoder）：将来自ATE的测试激励同时广播到多个核心 解码器（Decoder）：从多个核心收集测试响应并压缩/选择

这种架构允许： - 多个核心并行测试 - 扫描I/O数量不随核心数量线性增加 - 保持高测试覆盖率 - 测试时间可控

3. 实现方法

共享IO编解码器通过DFTMAX实现。关键步骤包括：

1. 核心级DFT插入：为每个核心插入扫描链和压缩逻辑 2. 顶层编解码器插入：在顶层添加编解码器逻辑，连接所有核心 3. 测试协议生成：生成支持共享IO的测试协议 4. ATPG：使用TetraMAX生成覆盖所有核心的测试向量

4. 实验结果

使用共享IO编解码器方法的实验结果： - 测试覆盖率保持在与独立核心测试相同的水平 - 扫描I/O数量大幅减少（可缩减至数个引脚） - 测试时间增加可接受 - 硅面积开销极低

5. 结论

共享IO编解码器为引脚受限的SoC设计提供了有效的DFT解决方案。它通过允许核心间共享扫描I/O，在保持高测试覆盖率的同时减少了所需的测试引脚数量。该方法已在Realtek的实际芯片设计中得到验证。

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