Memory的可测试性设计Mbist

随着半导体工艺尺寸不断缩小，IC设计的规模越来越大，高度复杂的IC产品正面临着高可靠性、高质量、低成本以及更短的产品上市周期等日益严峻的挑战。一方面随着半导体工艺尺寸的缩小，嵌入式存储器可能存在的缺陷类型越来越多；另一方面，随着IC产品的复杂度的提高，ROM、RAM、EEPROM在IC产品中的比重越来越大。

嵌入式存储器的可测试设计技术包括直接测试、用嵌入式CPU进行测试和内建自测试技术(MBIST)。直接测试方法利用自动测试设备进行测试，可以轻易实现多种高质量测试算法，但是这种方法存在着一些不足之处，一是在ATE机上实现的算法越复杂，对ATE机存储器的容量要求越高，测试的费用也就越高；二是在ATE机上不易实现对嵌入式存储器的“全速”测试，测试时钟的工作频率越高，测试成本越高；三是由于芯片外围管脚的限制，对芯片内大容量嵌入式存储器进行直接测试往往不大现实。利用嵌入式CPU进行测试的好处在于不需要对设计硬件做任何修改，而且测试算法的修改与实现可以通过灵活修改 CPU软件程序完成。但是这种方法也存在缺点，首先是设计中的CPU并没有和所有的嵌入式存储器直接相连，其次编写或修改软件程序实现测试算法需要耗费大量的人力，另外这种方法还很难对存储CPU程序的存储器进行测试。

MBIST技术的缺点是增加了芯片的面积并有可能影响芯片的时序特性，然而，随着存储器容量的增加，这种方法所增加的芯片面积所占的比例相对很小，而且这种测试技术还有很多其它技术优势。首先它可以实现可测性设计的自动化，自动实现通用存储器测试算法，达到高测试质量、低测试成本的目的；其次MBIST电路可以利用系统时钟进行“全速”测试，从而覆盖更多生成缺陷，减少测试时间；最后它可以针对每一个存储单元提供自诊断和自修复功能。此外 MBIST的初始化测试向量可以在很低成本的测试设备上进行。所以，从高测试质量、低测试成本的角度考虑，MBIST是目前嵌入式存储器测试设计的主流技术。

MBIST概述