russian

Алгоритм DFT March? Шахматная доска 2

Chase Na - Semiconductor Design Engineer

28 12월 2025 — 5 min read

Photo by Clem Around The Corner on Unsplash

5. Почему март кажется интуитивным с точки зрения структуры памяти

5.1 Как получить доступ

SRAM Рассмотрим банк:

Выбор конкретной строки (wordline) с помощью шины адреса
Считывание или запись значения ячейки через битную линию, подключенную к этой строке
В один момент времени можно с уверенностью контролировать только "один адрес"

Так что основная единица теста естественно такая.

"Выберите один адрес → выполните последовательность чтения/записи → перейдите к следующему адресу"

Этот поток сам по себе почти 1:1 пересекается с определением элемента марша.

5.2 Как поймать ошибку дешифратора адреса?

Например, по адресу:

Неисправность дешифратора приводит к тому, что одновременно загораются две строки.
По этому адресу w1 может привести к тому, что предполагаемая ячейка будет 1, а также ячейка в соседнем ряду.

Далее по другому адресу:

Мы ожидаем, что соседняя ячейка будет r0, но читаем 1.

Если вы повторите r0, r1 несколько раз, поднимаясь и опускаясь, как мартовские C-, то в какой-то момент обязательно прочитаете значение "непредусмотренная ячейка включилась вместе и переписала".

Таков механизм, с помощью которого March C- обнаруживает неисправность декодера адреса.

5.3 Как выявить неисправность муфты:

Неисправность муфты - это следующая ситуация.

Неисправность, при которой значение соседней ячейки (жертвы) не изменяется или не поддерживается при выполнении определенной операции (запись, переключение) на ячейке-агрессоре

Март C- это:

сразу после выполнения w1 с любой клеткой
шаблон проверки соседней клетки с r0 или r1 повторяется многократно, меняя направление вверх/вниз.

В процессе:

Для того чтобы найти "дефекты, которые проявляются только тогда, когда паттерн соседней клетки находится в определенном состоянии", мы заставляем различные относительные упорядочения.

Это занимает немного больше времени, чем простое однократное написание/чтение шаблона Чекерборд, но дает значительно большее покрытие ошибок.
Ну а теперь давайте добавим Чекерборд, о котором мы часто слышим на практике.
Начнем с однострочного определения.
В побитовом выражении:
- Шаблон A: 0x55... (...0101 0101)
- Шаблон B: 0xAA... (...1010 1010)
По адресу это обычно выглядит так:
- Четный адрес → 0x5555_5555
- Дополнительный адрес → 0xAAAA_AAAA
Или вы можете перевернуть его, чтобы 0s и 1s чередовались как шахматная доска в обоих горизонтальном (побитовом) и вертикальном (адресном) направлениях.
Противоположная схема называется инверсной шахматной доской.
Узоры All-0, All-1, конечно, важны.
- w0 → r0, w1 → r1 достаточно для того, чтобы покрыть недостаток Stuck-at.
- Недостаток перехода также покрывается в некоторой степени.
Проблема заключается в взаимодействии между соседними клетками.
- Короткое замыкание/мост между битовой линией/словом
- Неисправность сопряжения
- Неисправность, чувствительная к соседству (NPSF)
Эти неисправности часто видны только в следующих ситуациях.
- Когда две ячейки имеют разные значения (0/1)
- Когда соседство имеет определенный рисунок (например, 010/101)
Например, если две ячейки слабо закорочены:
- Если они обе равны 0, короткое замыкание может быть незаметным, поскольку оно равно 0, а значение может быть искажено током, протекающим только тогда, когда одна из них равна 0, а другая - 1.
Так вот, с точки зрения тестирования:
Самый простой способ сделать это - использовать паттерн Шахматная доска.
Здесь есть момент, в котором легко запутаться.
- Алгоритм Марча =
  ↑, ↓ + (r0, w1, r1, w0 ...) =
  Последовательность операций
- Чекерборд =
  Фон данных
Иными словами, проще смотреть на структуру так.
1. Установите фон данных в одно из значений solid 0 / solid 1 / checkerboard / inverse-checkerboard
2. Выполните последовательность алгоритма March в этом состоянии
Например:
- Шаг 1: заполните всю память шашкой.
- Шаг 2: Выполните элемент ↑(rX, wY) March C-, находясь в этом состоянии.
- Шаг 3: Переключитесь на Inverse-checkerboard и повторите марш.
Такую конфигурацию вы часто видите в скриптах инструментов MBIST.
Мы определили алгоритм и фон ортогонально, и эта комбинация улучшает покрытие дефектов.
В реальной спецификации продукта это выглядит примерно так.
- Потребительские SoC:
  - March C- @ solid 0/1
  - Добавьте короткую шашечную последовательность, если необходимо
- Автомобильные / серверные SoC:
  - Март C- @ solid 0/1
  - Март C- @ checkerboard / inverse-checkerboard
  - Добавить март SS, NPSF-ориентированные алгоритмы для достижения целей диагностического покрытия.
Ну а теперь, наконец, давайте подведем итог вопросу:
"Когда принимается решение по этому тестовому вектору/алгоритму в потоке проектирования?".<Здесь важно не путать алгоритм марта с вектором ATPG.
В реальном мире процесс выбора алгоритма обычно можно свести к следующему.
1. Природа продукта
  - Потребительская электроника SoC → "Умеренное качество + короткое время тестирования"
  - Автомобильная промышленность / критическая безопасность → "Очень высокая надежность + допустимо большее время тестирования"
2. Целевой DPPM/PPM, Требования стандартов
  - ISO 26262 диагностическое покрытие
  - Foundry / customer coverage guideline
3. Характеристики памяти
  - Однопортовая / двухпортовая / многопортовая SRAM
  - Регистровый файл, CAM, ROM, eDRAM, eFlash и др: eFlash/eFuse/NVM включает тест на программирование/стирание/задержку
  - Многопортовая SRAM использует вариант March с комбинациями чтения/записи между портами для выявления ошибок взаимодействия портов
На практике компилятор памяти/производитель IP часто поставляется с рекомендуемым набором March.
Как инженер DFT, вы берете это и
- проверяете, соответствует ли оно стандартам вашей компании / требованиям заказчика
  - Пример) March C- + March LA + Checkerboard
  - ИнженерыDFT в новых проектах используют их по умолчанию и настраивают только для необычной памяти (eFlash, специальная SRAM и т. д.)

"Этот макрос SRAM достигает XX% покрытия дефектов на основе March C- + Checkerboard"

Требования к тесту + характеристики памяти + время тестирования (стоимость ATE) + инструменты/библиотеки по умолчанию

7.1 Критерии выбора алгоритма

7. Когда и как принимается решение по March/Checkerboard с точки зрения MBIST?"

Алгоритм: March C-
Фон: solid 0/1, checkerboard, inverse-checkerboard

6.3 Взаимосвязь между шашкой и мартом

Мы хотим создать ситуацию, когда "соседние ячейки всегда имеют противоположные значения", чтобы стимулировать как можно больше помех между
битовой линией/ячейкой/словесной линией.

6.2 Почему шашка? (А разве не может быть All-0/All-1?)

Шаблон шахматной доски = фон данных, в котором ячейки памяти расположены так, что соседние ячейки всегда имеют противоположные значения, например
01010101... / 10101010....

6.1 Что такое шашечный узор:

6. Фон Чекерборд и алгоритм March

и, если нет, настраиваете его, добавляя больше элементов March, добавляя фон и т. д.Кроме того, многие компании имеют стандартный набор алгоритмов MBIST на уровне подразделения / компании:На практике индивидуальные инженеры редко разрабатывают алгоритмы March с нуля, и стандартные шаблоны + некоторая кастомизация - это скорее норма.

요약: Полезные моменты для инженеров DFT/ATPG

Подводя итог, можно сказать, что следующие моменты полезно иметь в голове инженерам DFT/ATPG.Получив эти знания, вы будете лучше понимать, как управлять командой DFT на совещаниях по проектированию микросхем, и вам будет гораздо удобнее читать спецификации MBIST или руководства литейных заводов.А когда придет время разрабатывать собственный настроенный март + фон, этот кадр станет хорошей отправной точкой.Кроме того, вы сможете создать свой собственный март и фон.