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Algoritmo DFT March? Checkerboard 2

Chase Na - Semiconductor Design Engineer

28 12월 2025 — 6 min read

Photo by Tamanna Rumee on Unsplash

5. Porque é que março parece intuitivo do ponto de vista da estrutura da memória

5.1 Como aceder

SRAM Considere um banco:

Selecionar uma linha específica (wordline) com o barramento de endereços
Ler ou escrever o valor de uma célula através da bitline ligada a essa linha
Apenas "um endereço" pode ser controlado com certeza de cada vez

Assim, a unidade básica do teste é naturalmente esta.

"Selecionar um endereço → efetuar uma sequência de leitura/escrita → passar para o endereço seguinte"

Este fluxo sobrepõe-se quase 1:1 à definição do elemento março.

5.2 Como se detecta uma falha do descodificador de endereços?

Por exemplo, num endereço:

A falha do descodificador faz com que duas linhas se acendam ao mesmo tempo.
Nesse endereço, w1 poderia fazer com que a célula pretendida fosse 1, assim como a célula na linha vizinha.

Agora em outro endereço:

Esperamos que a célula vizinha seja r0, mas lemos 1.

Se repetirmos r0, r1 várias vezes, subindo e descendo como a Marcha C-, certamente leremos em algum momento o valor "unintended cell turned on together and overwrote".

Este é o mecanismo pelo qual o March C- detecta a falha do descodificador de endereços.

5.3 Como detetar uma falha de acoplamento:

Falha de acoplamento é a seguinte situação.

Uma falha em que o valor de uma célula vizinha (vítima) não é alterado ou mantido quando uma operação específica (escrita, alternância) é realizada na célula agressora

Marco C- é:

imediatamente após fazer w1 a uma célula qualquer
seguimos um padrão de verificar a sua célula vizinha com r0 ou r1, repetindo-a várias vezes, invertendo o sentido para cima/baixo.

No processo:

Para encontrar "falhas que só se revelam quando o padrão de uma célula vizinha está num determinado estado", forçamos várias ordenações relativas.

Isso leva um pouco mais de tempo do que simplesmente escrever/ler o padrão do Checkerboard uma vez, mas dá uma cobertura de falhas muito maior.
Agora, vamos colocar em contexto o Checkerboard que ouvimos falar frequentemente na prática.
Comecemos com uma definição de uma linha.
Em termos bit a bit:
- Padrão A: 0x55... (...0101 0101)
- Padrão B: 0xAA... (...1010 1010)
Por endereço, isto é normalmente:
- Endereço par → 0x555555_5555
- Endereço ímpar → 0xAAAA_AAAA
Ou você pode inverter, de modo que 0s e 1s se alternem como um tabuleiro de xadrez em ambas as direções horizontal (bitwise) e vertical (addresswise).
O padrão oposto é chamado de tabuleiro de xadrez invertido.
Os padrões Tudo-0, Tudo-1 são obviamente importantes.
- w0 → r0, w1 → r1 é suficiente para cobrir a falha de arrancamento.
- A falha de transição também é coberta até certo ponto.
O problema é a interação entre células vizinhas.
- Short/bridge entre bitline/wordline
- Coupling fault
- Neighbourhood pattern sensitive fault (NPSF)
Estas falhas são muitas vezes apenas visíveis nas seguintes situações.
- Quando duas células têm valores diferentes (0/1)
- Quando a vizinhança tem um padrão específico (por exemplo, 010/101)
Por exemplo, se duas células estiverem fracamente em curto-circuito:
- Se ambas forem 0, o curto-circuito pode não ser percetível porque é 0, e o valor pode ser distorcido pela corrente que flui apenas quando uma é 0 e a outra é 1.
Então, de uma perspetiva de teste:
A maneira mais simples de fazer isso é com o padrão Checkerboard.
Aqui está um ponto em que é fácil confundir-se.
- Algoritmo de Marcha =
  ↑, ↓ + (r0, w1, r1, w0 ...) =
  Uma seqüência de operações
- Checkerboard =
  O fundo de dados
Em outras palavras, é mais fácil olhar a estrutura assim.
1. Definir o fundo de dados para um dos solid 0 / solid 1 / checkerboard / inverse-checkerboard
2. Executar a seqüência do algoritmo de março nesse estado
Por exemplo:
- Passo 1: Preencher toda a memória com Checkerboard.
- Passo 2: Executar o elemento ↑(rX, wY) da March C- enquanto estiver nesse estado.
- Passo 3: Mudar para Inverse-checkerboard e marchar novamente.
Este é o tipo de configuração que se vê frequentemente nos scripts da ferramenta MBIST.
Definimos o Algoritmo e o Fundo ortogonalmente, e a combinação melhora a cobertura de falhas.
Na especificação real do produto, parece algo como isto.
- Consumidor SoC:
  - Marcha C- @ solid 0/1
  - Adicione uma sequência quadriculada curta, se necessário
- Automotivo / SoC de classe de servidor:
  - March C- @ solid 0/1
  - March C- @ checkerboard / inverse-checkerboard
  - Adicionar March SS, algoritmos orientados para NPSF para cumprir os objectivos de cobertura de diagnóstico.
Agora, finalmente, vamos resumir a questão,
"Quando é que este vetor/algoritmo de teste é decidido no fluxo de conceção?".
É importante não confundir algoritmo de março com vetor de ATPG aqui.
No mundo real, o processo de seleção de um algoritmo pode ser normalmente resumido da seguinte forma.
1. Natureza do produto
  - Eletrónica de consumo SoC → "Qualidade moderada + tempo de teste curto"
  - Automotiva/Segurança crítica → "Fiabilidade muito elevada + aceitar tempo de teste mais longo"
2. DPM/PPM alvo, Requisitos da norma
  - Cobertura de diagnóstico ISO 26262
  - Diretrizes de cobertura da fundição/cliente
3. Caraterísticas da memória
  - SRAM de porta única / porta dupla / porta múltipla
  - Arquivo de registo, CAM, ROM, eDRAM, eFlash, etc: eFlash/eFuse/NVM inclui teste de programa/erro/retenção
  - Multi-port SRAM usa a variante March com combinações de leitura/escrita entre portas para falhas de interação de portas
Na prática, o compilador de memória / fornecedor de IP vem frequentemente com um conjunto March recomendado.
Como engenheiro DFT, você pega isso e
- verifica se ele atende aos padrões da sua empresa / requisitos do cliente
  - Exemplo)March C- + March LA + Checkerboard
  - Os engenheiros de DFT em novos projectos utilizam estes algoritmos como predefinições e apenas os afinam para memórias pouco usuais (eFlash, SRAM especial, etc.)

"Esta macro SRAM alcança XX% de cobertura de falhas com base no March C- + Checkerboard"

Requisito de teste + Caraterísticas da memória + Tempo de teste (custo ATE) + Padrões da ferramenta/biblioteca

7.1 Critérios de seleção de algoritmos

7. Quando e como é que o March/Checkerboard é decidido na perspetiva do MBIST?"

Algoritmo: Marcha C-
Fundo: sólido 0/1, checkerboard, inverse-checkerboard

6.3 Relação entre Checkerboard e March

Queremos criar uma situação em que "células vizinhas sempre tenham valores opostos" para estimular o máximo de interferência entre
bitline / célula / wordline possível.

6.2 Porquê Checkerboard? (Não pode ser Tudo-0/Tudo-1?)

Padrão quadriculado = um fundo de dados no qual as células de memória são dispostas de modo que as células vizinhas sempre tenham valores opostos, como
01010101... / 10101010....

6.1 O que é um padrão quadriculado:

6. Background do Checkerboard e Algoritmo de March

e, se não, personaliza-o adicionando mais elementos March, adicionando fundos, etc.Além disso, muitas empresas têm um conjunto padrão de algoritmos MBIST ao nível da UN/empresa:Na prática, é raro que engenheiros individuais concebam algoritmos March a partir do zero, e modelos padrão + alguma personalização é mais a norma.

요약: Bons pontos para os engenheiros de DFT/ATPG se lembrarem

Para resumir, os seguintes pontos são úteis para os engenheiros de DFT/ATPG terem nas suas cabeças.Com esse conhecimento, você terá uma idéia melhor de como controlar a equipe de DFT em reuniões de design de chip e ficará muito mais confortável ao ler especificações MBIST ou diretrizes de fundição.E quando chegar a hora de projetar seu próprio custom March + background, este quadro será um bom ponto de partida.