嵌入式存儲器在任何SoC中都扮演著至關重要的角色，幾乎在任何設計中都覆蓋了70％以上的面積。它們具有不同的大小和類型，并且隨著技術節點的縮小，測試存儲器變得至關重要。較低的幾何結點會導致在地址，行和列方面更密集的內存，因此更容易出現缺陷。

內存內置自測試（MBIST）提供了測試此類內存的最佳解決方案。內置的自我修復（BISR）廣泛用于測試/修復RAM，其中每個RAM使用專用的BISR電路。BISR功能有助于檢查內存BIST邏輯和內存包裝器接口。內存測試在向其中添加諸如內置冗余分析（BIRA）之類的修復功能后，將變得更加有效。維修分析將使電路良率提高。本文重點介紹當我們包含修復功能時如何測試可修復的內存，還將探討在自動測試模式生成（ATPG）或內置模式生成期間將如何影響可修復內存。此外，它著重介紹了常見的挑戰。

什么是內存修復？

內存修復功能通過可用的備用或冗余行和列來轉移內存的故障區域（例如，行，列或兩者）。維修分析還包括收集可用的故障位置，冗余分析以及對內存將如何訪問維修邏輯的分析，從而增加了設計的復雜性。當我們處理SoC時，大多數設計都覆蓋有可修復的存儲器，因此需要額外的硬件才能有效地啟用和禁用修復功能。

內存修復由行修復或列修復或兩者之類的不同方法組成，可以實現為硬修復，軟修復和融合方法。使用內存編譯器，我們可以確定設計中額外的行和列的數量。存儲器設計庫包括修復能力及其特征。

內存修復的工作原理：BISR和BIRA

要為內存啟用修復邏輯，必須啟用或打開repair_analysis_present屬性，這會觸發內存中的修復邏輯。

內置自我修復（BISR）邏輯插入任務如下：

在設計中創建BISR鏈

將BISR控制器連接到鏈

BISR控制器將連接到垃圾箱

將創建BISR控制器到邏輯連接

維修帶來的挑戰

額外的區域開銷

處理可修復內存時出現的主要困難是，它將需要一些額外的邏輯來進行修復分析。這將影響芯片的尺寸和面積。為存儲器啟用修復屬性后，將在設計中插入BISR和BIRA邏輯，從而與控制器和垃圾箱連接。區域開銷的數量還取決于可修復存儲器的數量及其周圍的邏輯。

在MBIST插入期間將插入專用的BISR寄存器模塊，以用于可修復的存儲器。每種類型的存儲器都有一個專用的BISR寄存器模塊，主要包括移位寄存器和重定時觸發器。平均每個BISR寄存器將占用大約?？們却娴?-7％。與BISR不同，不可修復的內存的BIST區域開銷幾乎只有1-2％。

插入修復用的可掃描拖板

根據我們的實驗結果，我們觀察到采用BISR（內置于自我修復）的設計，設計中可掃描觸發器的數量增加了4-5％。

狀態寄存器用于檢查修復啟用/禁用和修復完成的狀態。

當特定的存儲器是行可修復的或列修復的或兩者兼有時，將使用列和行熔絲寄存器。

備用I / O范圍可用寄存器用于檢查備用行，列和輸入/輸出。

BIRA使能寄存器用于檢查維修分析和診斷完成。

列和行保險絲寄存器。

錯誤匹配寄存器將在檢測到錯誤時啟用，并在稍后階段由備用行和列替換。

BIST使能寄存器可檢查是否對特定存儲器啟用了內置自檢。

引腳數增加

與MBIST不同，可修復的MBIST將在DUT /模塊級增加引腳數，從而導致另一個損失。在MBIST期間，CLK，RST，MBIST GO和MBIST DONE需要額外的引腳。在設計中，使能BIRA和BISR的電路將包括bisr_si，bisr_so，bisr_en，bisr_clk和bisr_reset引腳。BISR模塊中的引腳將主要是專用引腳，因為這些引腳將用于維修。如今，業界使用共享引腳來實現這種邏輯，以確保最小的區域開銷。

更高的運行時間

由于還有其他與修復啟用相關的邏輯，它將通過BISR邏輯插入來插入和診斷修復實用程序，從而導致更長的運行時間和更多的設計工作。對于1000個內存，與關閉BISR相比，啟用修復的MBIST插入將花費3倍的時間和精力。

ATPG期間的模式膨脹

插入MBIST后，一旦設計通過掃描插入/測試邏輯插入，結果是設計中可掃描觸發器的數量增加。這進一步導致門數，故障數的增加，以及在ATPG中出現更多模式的結果。

結論

根據到目前為止我們已經討論的內容，可以得出結論，維修分析有其自身的優缺點，在模塊和系統/芯片級別具有正反作用。它通過維修邏輯提高了制造良率，從而提供了最大的成本節省因素。較低的幾何節點始終具有密集得多的內存，這對于測試非常關鍵。如今，當內存占據最大的面積時，內存修復概念將有助于提高整體制造良率。
責任編輯：tzh