今天要介紹的時序基本概念是Mode（模式）. 這是Multiple Scenario環境下Sign off的一個重要概念。芯片的設計模式包括最基本的功能function模式，以及各種各樣相關的測試模式。

PD的同學應該比較熟悉Function, Scan Shift, Capture, ASST這些模式。其實如果細分，這些還能劃分出好多新的模式，如下圖所示。這些名詞可能你經常看見，但是你知道他們具體檢測啥，有啥作用嘛？下面我就來分別簡單介紹下這些模式。

Function

這個模式不用過多介紹，就是大家最常見的功能要求模式，即標準時序約束模式。

Scan Shift

這個模式大家也很熟悉，移位掃描模式。先介紹下基本的Scan chain概念：由于芯片內部是一個黑盒子，在外部難以控制。我們將芯片中的所應用的普通寄存器替換成帶有掃描功能的掃描寄存器，首尾相連成串，從而可以實現附加的測試功能，這就是Scan chain的概念。下圖一就是掃描寄存器，下圖二就是將掃描寄存器串起來的Scan Chain

因此，當Scan enable端接1，掃描寄存器工作在scan shift模式，把數據pattern移出來，通常這個模式下的時鐘頻率都很慢，一般就幾十Mhz。如下圖所示：

DC capture

capture mode通常分為低速和高速模式，分別對應DC capture和AC capture. Capture模式下，Scan enable信號接0，掃描寄存器工作在正常模式下，這時候開始檢查function上的pin連接。 低速DC capture也就是我們經常說的Stuck-at模式，主要檢查我們平時常見的stuck-at 0/1錯誤。比如下圖中的 inverter A端如果被接到了VSS端的話，就是一個stuck at 1的fault。

AC capture

AC capture也被稱為At-speed Structural Test（ASST），是一種高速測試模式，主要測試芯片中的延遲故障，也就是transition。隨著半導體制造工藝的不斷發展，片上器件的幾何尺寸越來越小。此時，由于制造工藝異常，材料純度不夠，環境雜質等因素影響所造成的隨機缺陷，導致電路中某些信號transition time變長，如果這種變化造成關鍵路徑上的延遲不滿足最大延遲要求，那么整個電路就不能工作在正常頻率下。我們稱這種故障為延遲故障。如下圖的inverter，如果它下降的transition time延遲，就會導致它整個propagation delay超出理想限定的范圍。

現在高性能超大規模的芯片的故障也越來越多地表現為延遲故障，而不是傳統的stuck-at 故障。因此這個ASST模式也是很重要的，通常會單獨作為一個模式定義在mcmm環境中。

At Speed MBIST

MBIST也分為高速和慢速，只不過一般都在高速下測試，慢速很少用到，高速模式下一般測試memory的讀寫功能。MBIST，全稱Memory Built-In Self-Test。MBIST是面向嵌入式芯片存儲器的測試方式，用于測試存儲器工作是否正常。芯片內部有一個BIST Controller，用于產生存儲器測試的各種模式和預期的結果，并比較存儲器的讀出結果和預期結果。

為什么需要MBIST？

在掃描鏈很長而且數量很多時，單芯片測試時間是很長的，而且高級測試儀器的價格也急速攀升，因此BIST技術就應運而生。

采用BIST技術的優點在于：降低測試成本、提高錯誤覆蓋率、縮短測試時間、方便客戶服務和獨立測試。MBIST模式一般覆蓋在function模式下面

Slow MBIST

低速Mbist, 一般情況下用不著，只做調試用，或者用于某些高速測不到的情況。

Boundary Scan

Boundary Scan，我們稱之為邊界掃描。是歐美一些大公司聯合成立的一個組織——聯合測試行動小組（JTAG），主要為了解決PCB板上芯片與芯片之間互連測試而提出的一種解決方案。邊界掃描是在芯片的每一個輸入輸出引腳上增加一個存儲單元，然后再將這些存儲單元連成一個掃描通路，從而構成一條掃描鏈。由于這條掃描鏈分布在芯片邊緣，因此被稱為Boundary Scan。總之，該模式主要測試芯片IO上的信號，一般包含在function mode下面。

Macro Test

該模式下，主要測試一些Analog模塊以及其他一些IP。

IDDQ

IDDQ全稱Integrated Circuit Quiescent Current，即靜態電源電流，這是一種主要檢測器件漏電的模式。IDDQ測試目的是測量邏輯狀態驗證時的靜止（穩定不變）的電流，并與標準靜態電流相比較以提升測試覆蓋率。

IDDQ測試運行一組靜態IDD測試的功能序列，在功能序列內部的各個獨立的斷點，進行6~12次獨立的電流測量。測試序列的目標是，在每個斷點驗證總的IDD電流時，盡可能多地將內部邏輯門進行開-關的切換，toggle率盡可能高。IDDQ測試能直接發現器件電路核心是否存在其他方法無法檢測出的較小的損傷。

好了，Mode的介紹就到此為止了。我們平時的mcmm文件里并不會分得這么細，大部分Mode都會合并，一般最后剩下的只有function, scan shift, asst等幾個主要的模式，其他的可以通過設置case值來切換。