52、内置自测试（BIST）技术详解

内置自测试（BIST）技术详解

1. BIST 的经济优势

1.1 分层测试与故障定位

BIST 提供了一种对被测电子系统进行分层分解的方法。首先对系统中的子组件进行 BIST 循环测试，如果没有故障，再对系统中的电路板进行 BIST 循环测试，最后对整个系统进行 BIST 循环测试。例如，对于一个包含电路板，电路板又包含芯片的系统，系统向 PCB 发送控制信号，激活所需芯片的自测试，并将测试结果返回给系统。BIST 能有效测试嵌入式组件和互连，减轻系统级测试的负担，当出现故障时，BIST 硬件可通过错误信号或总线指示哪个子组件有故障，从而大大降低维修成本。

1.2 质量要求

典型的质量要求是 98% 的单固定故障覆盖率或 100% 的互连故障覆盖率。许多公司的测试目标是在合理成本下实现低废品率，如 1/10000，摩托罗拉的六西格玛项目目标是将该数字降至 1/100000。在大型系统中，这只能通过可测试性设计（DFT）来实现，而 BIST 是首选的 DFT 形式。

1.3 测试生成与应用问题

传统的测试生成方法难以将涉及数百个芯片输入的测试激励通过多层电路传输到被测芯片，再将测试结果通过多层电路传输到可观测点。BIST 实现了测试本地化，消除了这些问题。过去的在线测试（ICT）使用定制的针床夹具，对 PCB 上的焊点施加激励，但这种方法需要将 PCB 从系统中移除，对表面贴装技术（SMT）组件的测试也存在局限性。BIST 解决了这些问题，消除了昂贵的自动测试设备（ATE），并且可以使用与系统级相同的测试和测试电路。

1.4 BIST 的成本

BIST 需要额外的电