對于串行MBIST結(jié)構(gòu)，在前端設(shè)計時需要考慮到所有SRAM的大小等情況，而多數(shù)設(shè)計中，嵌入的SRAM大小各不相同，所以，前端實現(xiàn)較復雜;復用同一套MBIST結(jié)構(gòu)(如激勵產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和比較電路等)雖然節(jié)省面積，但為了有利于時序收斂及繞線，往往需要SRAM靠近與之有邏輯關(guān)系的功能單元，但這會對芯片整體物理版圖的設(shè)計帶來一定束縛;SRAM數(shù)量較大時，逐一測試顯然能使功耗降到最低，但可能導致測試時間增長，測試成本上升。

　　對于并行MBIST結(jié)構(gòu)，由于SRAM各成體系，互不相擾，前后端實現(xiàn)都很容易，芯片測試時間短，但較之串行MBIST結(jié)構(gòu)，則會增加芯片面積和功耗，而且其功耗還有可能超過電源網(wǎng)供電容限而導致芯片燒掉;

　　兩種實現(xiàn)方法的結(jié)果比較如表1所列。

　　基于表1，該OSD芯片應采用并行MBIST結(jié)構(gòu)。對多個不同大小的SRAM MBIST架構(gòu)，采用串行MBIST結(jié)構(gòu)可以大幅降低面積與功耗，但無論對于串測還是并測來說，隨著數(shù)據(jù)位寬較大的SRAM (如位寬64 bit)數(shù)量的增多，與SRAM直接相連的邏輯會顯著影響掃描測試的覆蓋率。

　　4 MBIST對掃描測試覆蓋率的影響

　　DFT設(shè)計有可控制性和可觀測性兩個基本原則，即對DFT設(shè)計要求所有輸入邏輯是可控的和輸出邏輯是可測的。不可控邏輯和不可測邏輯對測試覆蓋率提出了很大的挑戰(zhàn)。通?？梢酝ㄟ^適當添加測試點的方式，使原來不可控和不可測的邏輯變化反映到掃描鏈上，使之變得間接可控和可觀測，以提高整個芯片的測試覆蓋率和測試效率。

　　Svnopsys公司的TetraMAX ATPG定義的故障覆蓋率(fault coverage)如下：

　　若測試覆蓋率較低，首先應分析DRC(design rule constraint)Violations，并盡量消除DRCViolations。再分析AU(ATPG untestable)報告，減少AU的數(shù)量。按照模塊層次來報告測試覆蓋率時，應找到覆蓋率低的模塊重點分析。該項目的AU報告中和RAM有關(guān)的部分占了很大一部分。RAM自測試模塊的測試覆蓋率只有6%。分析工具把RAM當做black box，由于這些SRAM的數(shù)據(jù)位很寬，故SRAM數(shù)據(jù)端口不可控和不可測的邏輯(稱為陰影邏輯)更多，芯片的測試覆蓋率也更低。給RAM加旁路(bypass)邏輯，測試模式下將輸入和輸出連起來，可使原來不可控和不可觀測的邏輯變化反映到掃描鏈上，使之變得間接可控和可觀測，從而提高整個芯片的測試覆蓋率。RAM的輸入比輸出多，故可用XOR連接。對于XOR/XNOR門，為了將故障響應從它的一個輸入傳播到它的輸出，可根據(jù)方便程度設(shè)置所有其他的輸入為0或1。而對于AND/NAND門，為了將系統(tǒng)的故障響應從它的一個輸入傳播到它的輸出，則必須通過將其他輸入設(shè)置為l來實現(xiàn)，其中“l”對于AND/NAND門是一個非控制值。同理，“0”對于OR/NOR門也是一個非控制值。圖4所示是旁路RAM的電路示意圖。圖中，多路選擇器由test_mode信號控制，與RAM的輸入輸出連接的邏輯可測，RAM模塊的測試覆蓋率可提高到98.3%，相應的整個芯片的測試覆蓋率提高了4個百分點。

　　由此可見，MBIST結(jié)構(gòu)可直接實例化地用在數(shù)字設(shè)計部分。該系統(tǒng)的功能邏輯部分含有萬余寄存器，為了提高測試覆蓋率添，加幾個寄存器及很少組合邏輯作為測試點后，即可將測試覆蓋率提高且不會增加太大的面積開銷，因而這種方法是很有效率的。如果前期設(shè)計時就能考慮這種測試結(jié)構(gòu)，DFT設(shè)計過程中就會減少反復，減少測試設(shè)計周期。

　　5 結(jié)束語

　　本文基于一個實際項目，分別用常用的并行與串行兩種方式來實現(xiàn)MBIST的構(gòu)架，并對其開銷進行了定量與定性討論，結(jié)果是對于不同的設(shè)計，應當靈活構(gòu)建測試結(jié)構(gòu)以達到設(shè)計目的。對于在嵌入式存儲器數(shù)量較少，位寬較小的情況下，MBIST對掃描測試覆蓋率的影響并不明顯，易被人們忽視，一旦這種影響顯著發(fā)生，比較高效的方法是插入旁路電路，這樣，在提高覆蓋率的同時也不會增加太大的面積開銷。可見，對于一個嵌入多片SRAM的SOC進行DFT設(shè)計時。應從多維度靈活處理，折中考慮。