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嵌入式存储器在任何SoC中都扮演着至关重要的角色

嵌入式存储器在任何SoC中都扮演着至关重要的角色 ， 几乎在任何设计中都覆盖了70％以上的面积 。它们具有不同的大小和类型 ， 并且随着技术节点的缩小 ， 测试存储器变得至关重要 。较低的几何结点会导致在地址 ， 行和列方面更密集的内存 ， 因此更容易出现缺陷 。
内存内置自测试（MBIST）提供了测试此类内存的最佳解决方案 。内置的自我修复（BISR）广泛用于测试/修复RAM ， 其中每个RAM使用专用的BISR电路 。BISR功能有助于检查内存BIST逻辑和内存包装器接口 。内存测试在向其中添加诸如内置冗余分析（BIRA）之类的修复功能后 ， 将变得更加有效 。维修分析将使电路良率提高 。本文重点介绍当我们包含修复功能时如何测试可修复的内存 ， 还将探讨在自动测试模式生成（ATPG）或内置模式生成期间将如何影响可修复内存 。此外 ， 它着重介绍了常见的挑战 。
什么是内存修复？
内存修复功能通过可用的备用或冗余行和列来转移内存的故障区域（例如 ， 行 ， 列或两者） 。维修分析还包括收集可用的故障位置 ， 冗余分析以及对内存将如何访问维修逻辑的分析 ， 从而增加了设计的复杂性 。当我们处理SoC时 ， 大多数设计都覆盖有可修复的存储器 ， 因此需要额外的硬件才能有效地启用和禁用修复功能 。

嵌入式存储器在任何SoC中都扮演着至关重要的角色
文章插图
内存修复由行修复或列修复或两者之类的不同方法组成 ， 可以实现为硬修复 ， 软修复和融合方法 。使用内存编译器 ， 我们可以确定设计中额外的行和列的数量 。存储器设计库包括修复能力及其特征 。
内存修复的工作原理：BISR和BIRA
要为内存启用修复逻辑 ， 必须启用或打开repair_analysis_present属性 ， 这会触发内存中的修复逻辑 。
内置自我修复（BISR）逻辑插入任务如下：
在设计中创建BISR链
将BISR控制器连接到链
BISR控制器将连接到垃圾箱
将创建BISR控制器到逻辑连接
维修带来的挑战
额外的区域开销
处理可修复内存时出现的主要困难是 ， 它将需要一些额外的逻辑来进行修复分析 。这将影响芯片的尺寸和面积 。为存储器启用修复属性后 ， 将在设计中插入BISR和BIRA逻辑 ， 从而与控制器和垃圾箱连接 。区域开销的数量还取决于可修复存储器的数量及其周围的逻辑 。
在MBIST插入期间将插入专用的BISR寄存器模块 ， 以用于可修复的存储器 。每种类型的存储器都有一个专用的BISR寄存器模块 ， 主要包括移位寄存器和重定时触发器 。平均每个BISR寄存器将占用大约 。总内存的5-7％ 。与BISR不同 ， 不可修复的内存的BIST区域开销几乎只有1-2％ 。
插入修复用的可扫描拖板
根据我们的实验结果 ， 我们观察到采用BISR（内置于自我修复）的设计 ， 设计中可扫描触发器的数量增加了4-5％ 。
状态寄存器用于检查修复启用/禁用和修复完成的状态 。
当特定的存储器是行可修复的或列修复的或两者兼有时 ， 将使用列和行熔丝寄存器 。
备用I / O范围可用寄存器用于检查备用行 ， 列和输入/输出 。
BIRA使能寄存器用于检查维修分析和诊断完成 。
列和行保险丝寄存器 。
错误匹配寄存器将在检测到错误时启用 ， 并在稍后阶段由备用行和列替换 。
BIST使能寄存器可检查是否对特定存储器启用了内置自检 。
引脚数增加
与MBIST不同 ， 可修复的MBIST将在DUT /模块级增加引脚数 ， 从而导致另一个损失 。在MBIST期间 ， CLK ， RST ， MBIST GO和MBIST DONE需要额外的引脚 。在设计中 ， 使能BIRA和BISR的电路将包括bisr_si ， bisr_so ， bisr_en ， bisr_clk和bisr_reset引脚 。BISR模块中的引脚将主要是专用引脚 ， 因为这些引脚将用于维修 。如今 ， 业界使用共享引脚来实现这种逻辑 ， 以确保最小的区域开销 。
更高的运行时间
由于还有其他与修复启用相关的逻辑 ， 它将通过BISR逻辑插入来插入和诊断修复实用程序 ， 从而导致更长的运行时间和更多的设计工作 。对于1000个内存 ， 与关闭BISR相比 ， 启用修复的MBIST插入将花费3倍的时间和精力 。
ATPG期间的模式膨胀
插入MBIST后 ， 一旦设计通过扫描插入/测试逻辑插入 ， 结果是设计中可扫描触发器的数量增加 。这进一步导致门数 ， 故障数的增加 ， 以及在ATPG中出现更多模式的结果 。
结论
【嵌入式存储器在任何SoC中都扮演着至关重要的角色】 根据到目前为止我们已经讨论的内容 ， 可以得出结论 ， 维修分析有其自身的优缺点 ， 在模块和系统/芯片级别具有正反作用 。它通过维修逻辑提高了制造良率 ， 从而提供了最大的成本节省因素 。较低的几何节点始终具有密集得多的内存 ， 这对于测试非常关键 。如今 ， 当内存占据最大的面积时 ， 内存修复概念将有助于提高整体制造良率 。
责任编辑：tzh

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