MBIST BAP的配置方法與時(shí)鐘連接結(jié)構(gòu)

概述

BAP(BIST Access Port)，即內(nèi)建自測(cè)試訪問(wèn)接口，主要用于In System Test，它要求芯片在已經(jīng)部署到產(chǎn)品中，甚至芯片正在運(yùn)行中，可對(duì)芯片的memory進(jìn)行在線、實(shí)時(shí)地進(jìn)行測(cè)試和診斷。

通常情況下，配置MBIST控制器，需要通過(guò)TAP接口啟動(dòng)TAP控制器，通過(guò)IjtagNetwork來(lái)對(duì)相關(guān)TDR進(jìn)行配置，隨后TDR使能相關(guān)信號(hào)對(duì)MBIST控制器進(jìn)行配置，并啟動(dòng)MBIST邏輯進(jìn)行測(cè)試。

而B(niǎo)AP內(nèi)建自測(cè)試訪問(wèn)接口提供了不同于IjtagNetwork的串行訪問(wèn)方式，可不經(jīng)過(guò)IjtagNetwork，用BAP接口直接對(duì)MBIST控制器進(jìn)行配置，由于不再使用IjtagNetwork的串行配置方式，沒(méi)有了shift cycle，大大縮短了測(cè)試時(shí)間，代價(jià)是需要在BAP接口和BAP控制器之間引入額外的連接。

BAP Architecture

BAP 存儲(chǔ)器訪問(wèn)架構(gòu)由兩部分組成：IjtagNetwork訪問(wèn)接口以及BAP的直接訪問(wèn)接口。BAP的連接是由用戶配置的，直接連接到Function 邏輯。

圖1 BAP存儲(chǔ)器訪問(wèn)架構(gòu)

BAP的組成和功能

BAP的直接訪問(wèn)接口由兩部分組成：Sequencer和Global Status Generation。

(1) Sequencer的功能是為MBIST Controller提供時(shí)鐘、復(fù)位、初始化、配置和start啟動(dòng)信號(hào)，BAP內(nèi)的sequencer能夠以低延遲的協(xié)議啟動(dòng)和定制存儲(chǔ)器測(cè)試;在這種實(shí)現(xiàn)方式中，使用單個(gè)sequencer可以最小化BAP的門面積；sequencer的時(shí)鐘，sys_clock的頻率，應(yīng)該和ijtag_tck相當(dāng)，頻率較低，確保生成的控制信號(hào)能夠以正確的順序到達(dá)MBIST Controller；

(2) Global Status Generation的功能是采集來(lái)自于MBIST Controller的輸出信號(hào)，這些信號(hào)顯示了對(duì)存儲(chǔ)器的測(cè)試是否完成、是否通過(guò)或者測(cè)試失敗。

BAP的控制方式

BAP提供了2種對(duì)MBIST Controller的控制方式：

(1) 通過(guò)TAP接口、TAP Controller以及IjtagNetwork對(duì)掛載在IjtagNetwork下的TDRs進(jìn)行配置，TDRs的輸出信號(hào)連接到MBIST Controller，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MBIST Controller的初始化、配置和啟動(dòng)，完成對(duì)Memory進(jìn)行測(cè)試；

(2) 通過(guò)BAP的直接訪問(wèn)接口(Direct Access Interface)來(lái)直接控制MBIST Controller，完成對(duì)MBIST Controller的初始化、配置和啟動(dòng)，完成對(duì)Memory的測(cè)試，而B(niǎo)AP的直接訪問(wèn)接口(Direct Access Interface)的信號(hào)來(lái)自Function的系統(tǒng)信號(hào)。

BAP的其他特性

BAP直接訪問(wèn)接口提供了配置存儲(chǔ)器測(cè)試的基礎(chǔ)選項(xiàng)，可以改變測(cè)試算法和操作，用戶可以選擇使用哪個(gè)控制器，決定在哪個(gè)step和去對(duì)哪個(gè)Memory進(jìn)行測(cè)試。例如，如果分配的測(cè)試時(shí)間有限，可以利用這種靈活性，通過(guò)選擇具有很少指令的短算法，或者僅在一個(gè)控制器上執(zhí)行MBIST測(cè)試。

BAP 直接訪問(wèn)接口支持低延遲的協(xié)議配置MBIST控制器，執(zhí)行GO/NoGo測(cè)試，監(jiān)控測(cè)試通過(guò)的狀態(tài)。

Repair的分析也可以通過(guò)BAP的直接訪問(wèn)接口進(jìn)行，分析結(jié)果通過(guò)訪問(wèn)BISR控制器可以用來(lái)進(jìn)行軟件、硬件的增量修復(fù)。

BAP的配置方法

BAP的pin的創(chuàng)建和插入是由DFT spec配置的，通過(guò)指定 DFT spec中的屬性：direct_access 為 on，創(chuàng)建 出BAP的直接訪問(wèn)接口(Direct Access interface)。

MemoryBist{

BistAccessPort {

    DirectAccessOptions{

        direct_access: on;

    }

}

}

對(duì)于高級(jí)的In-System-Test的用法，使用DFT spec中的ExecutionSelection 字段，根據(jù)需求配置系統(tǒng)端的端口。

BAP的時(shí)鐘連接結(jié)構(gòu)

BAP為每個(gè)Functional 時(shí)鐘創(chuàng)建一個(gè)Sequencer，這樣可以進(jìn)一步減少開(kāi)啟停止控制器的時(shí)間需求，可以更精確地在同一時(shí)鐘域中約束Sequencer到MBIST 控制器的關(guān)鍵路徑。

BAP 直接訪問(wèn)接口支持兩種不同的時(shí)鐘方案，如何選擇依賴于in-system-test是如何執(zhí)行的，每種方案對(duì)sys_clock的連接和信號(hào)都有不同的影響。時(shí)鐘源可以通過(guò) DFT spec中的 direct access clock source字段進(jìn)行配置，而時(shí)鐘連接則使用Connection下DirectAccess/CLockDomain字段進(jìn)行配置。

(1) 當(dāng)direct access clock source 被指定為 common時(shí)，將在BAP中創(chuàng)建一個(gè)Test Sequencer，管理與控制器相連接的Memory Test。對(duì)于此設(shè)置，必須指定Sequencer與系統(tǒng)時(shí)鐘的連接；

圖2 創(chuàng)建一個(gè)總的Sequencer

(2) 當(dāng)direct access clock source 指定為 per bist clock domain時(shí)，將在BAP內(nèi)部為每個(gè)MBIST時(shí)鐘域創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的Sequencer，每個(gè)Sequencer的sys_clock會(huì)自動(dòng)連接到 對(duì)應(yīng)時(shí)鐘域的MBIST的時(shí)鐘。

圖3 每個(gè)時(shí)鐘域創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的Sequencer

(圖2、圖3參考來(lái)源：Tessent MemoryBIST User’s Manual)

sys_test_done和sys_test_pass信號(hào)的采樣

對(duì)于單個(gè)和多個(gè)sequencer的實(shí)現(xiàn)方式，采樣sys_test_done/sys_test_pass的信號(hào)輸出有略微不同。

對(duì)于單個(gè)sequencer的情況，全局的sys_test_done，sys_test_pass狀態(tài)信號(hào)，以及每個(gè)controller的sys_ctrl_pass和sys_ctrl_done狀態(tài)信號(hào)是不會(huì)寄存在BAP接口中的。這些信號(hào)直接來(lái)自于各個(gè)MBIST Controller的DONE和GO信號(hào)，可能來(lái)自不同的時(shí)鐘域。

針對(duì)這種情況，需要考慮怎樣在Function邏輯中捕獲這些信號(hào)去避免潛在的跨時(shí)鐘域的問(wèn)題。可使用由sys_test_clock或者其他合適的Function時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的同步單元對(duì)sys_test_done和sys_test_pass輸出做同步。

針對(duì)多個(gè)sequencer的情況，不用考慮PASS、DONE的同步問(wèn)題。

總結(jié)

本文主要介紹了BAP直接訪問(wèn)接口的概念、架構(gòu)、控制方式、配置方法、時(shí)鐘連接結(jié)構(gòu)和sys_test_done/sys_test_pass信號(hào)的采樣。BAP提供了相比IjtagNetwork更加便捷、非串行的對(duì)MBIST的配置方式。該方式大大縮短了測(cè)試時(shí)間，提高了DFT的效率。