DFT的簡單介紹（下）

上回書說到SA0和SA1的測試方法。

這種測試方法是建立在一個前提上的，就是我們可以任意改變輸入信號的邏輯值。如果這個輸入正好就是整個芯片的輸入還好辦，直接在芯片外部改變即可。但很多時候我們需要測試芯片內部的各個邏輯單元，它們的輸入就會是在芯片內部，不那么好調整了，這可咋辦呢？

這個時候人們就想到了芯片中的重要元件——寄存器。如果我們給寄存器存儲相應的測試的邏輯值，讓這些reg的存儲的數據作為我們DFT測試的輸入，不就可以達到控制輸入信號的目的了嗎？但這種方法有一定局限性，這樣我們的DFT測試輸入位置必須保證是時序邏輯中寄存器的輸出pin才行，接收輸出信號就還是用探針就可以，沒有太多限制。

這樣的輸入限制有可能會導致我們無法完全測試出所有combinational cell的問題，但DFT工程師還是可以控制輸入信號測很多次，來盡可能多的覆蓋到能測的cell。DFT測試中有一個測試覆蓋率的概念，一般都會要求到90%以上。

然而使用reg來作為測試輸入又帶來了新的問題，那就是我如何給這些reg灌進我想要的值呢？要知道芯片在正常工作時reg之間是會互相影響的，我們很難控制在某一個時刻，很多個reg都正好輸出我們想要的某個邏輯值組（一般DFT工程師稱這種輸入邏輯組叫pattern，比如上篇提到的例子里，11、10就是不同的兩個pattern），怎么辦呢？

為了DFT測試，我們要對芯片進行大刀闊斧的改革！我們要把芯片中所有的正常reg全部升級！升級后的reg在可以正常工作的同時，還要支持一種模式，這種模式可以讓我們直接控制每個reg寄存的值。

但是我們不可能把每個reg都接一根net到整個芯片的port，那port數量就太多了，根本不現實。如何只用控制一個port就能控制所有reg的值呢？別忘了，我們要控制的是寄存器，是被時鐘控制的，時鐘每跳變一次，信號往后傳輸一次，那么人們就想到把所有reg都串起來，后一個reg的輸入是前一個reg的輸出，我們只需要往第一個reg的輸入一個個灌值就行了。

比如三個reg串起來，我們想要一個101的pattern，就在第一個時鐘周期給第一個reg灌進去1，三個reg狀態是1xx；下個時鐘周期灌0，狀態變為01x，第三個周期灌1，狀態變為101.這就是我們想要的pattern，在這個時刻進行測試即可。

這里的reg的輸入輸出就是不同于電路的輸入輸出了，就是別的pin，稱為SI和SO，控制信號SE，我們把這個串稱為掃描鏈（scan chain）。

并且芯片工作的時鐘很快，DFT測試的時候相對就很慢，我們就需要一個專門的慢速時鐘用來測試，相應的這個慢速時鐘和正常的時鐘要經過一個選擇器接到reg上。

而后DFT工程師就要生成各個pattern了，最終把這一串值一個一個送到ATE機臺完成測試。呼~寫了這么多只講完了DC mode，但還有AC mode沒講...就是說我們上文提到的測試不涉及電路transition的問題，如果某個cell transition比預期的要慢，也會發生錯誤，這也得測才行，因此就不能用慢速時鐘了，得用常速時鐘才行，相應的測試方法更加復雜了。