傳統上，測試數字集成電路可以采用功能性向量，或是由自動測試向量生成(ATPG)工具所產生的向量。此類軟件工具主要為隨機邏輯生成基於掃描的測試向量，對於待測組件(DUT)的存儲器部分
，卻無法提供測試方案。得依賴存儲器內建自測試(BIST)的方法來測試寄存器。

尤其是那些采用先進工藝的存儲器陣列，存在著許多難以預測的潛在瑕疵。傳統的存儲器BIST方案會利用March或其它算法重複簡單的測試序列來偵測大部分的寄存器故障。在一種存儲器BIST方法中，DUT中的狀態機自身能產生和分析那些測試存儲器中的每一個地址所需用到的測試向量

，免去了外部 ATE機的測試工作。另一種方法，則是讓片上處理器來測試存儲器
，其缺點在於通常得等到DUT設計接近完成的時候
，才能判斷出這種方法的有效性。

由於會影響芯片的麵積與性能
，小型存儲器陣列通常並不適合增加存儲器BIST邏輯。那些地址空間很少但端口很多的存儲器尤其不適合BIST。因為相對於陣列大小
，存儲器端口數量對BIST控製電路規模的影響更大
，所以，可能導致實現BIST控製電路所需的門數甚至會和存儲器本身一樣大。同時，BIST還要求所有存儲器的輸入引腳都有一個多路選擇器來選擇BIST信號與係統信號。對多端口存儲器而言，多路選擇電路會引起布線擁擠，並且導致性能的嚴重下降。

圖1：宏測試采用向量轉換的技術

圖1 宏測試采用向量轉換的技術
，在掃描單元與內部宏單元，如嵌入式存儲器陣列之間傳遞測試向量。

嵌入式存儲器測試方案

考慮到BIST對小型存儲器陣列造成的負麵影響，一個簡單的選擇便是不去測試 — danyonghujiyoukenenghuishoudaoxiacipin。huozhe，zaibangongshilihuagengduodeshijian
，weimeiyigecunchuqizhenlie，shougongshengchengwanchengceshisuanfasuoxudexiangliang。haozaihaiyouyizhonggengyouxiaodexuanze ─ 那就是利用ATPG工具和待測組件的掃描儀單元
，在每一個嵌入式存儲器的輸入端生成測試向量，並從輸出端得到響應。這項新技術，有時候被稱為“向量轉換”，或者是“宏測試”(macro testing)(見圖1)。如此一來
，工程師便可以運用一組宏向量序列
，來測試獨立的嵌入式模塊(也可以稱之為宏)。一些EDA 公司可以提供有此功能的軟件工具。這些工具可以把那些為獨立的嵌入式存儲器(宏模塊) 所設計的宏向量自動轉化成芯片級掃描向量，並把結果傳送到掃描單元，供作驗證之用。

宏hong測ce試shi完wan成cheng嵌qian入ru式shi模mo塊kuai所suo需xu的de測ce試shi不bu需xu要yao附fu加jia測ce試shi邏luo輯ji電dian路lu。其qi次ci，最zui終zhong的de嵌qian入ru式shi存cun儲chu器qi掃sao描miao向xiang量liang還hai可ke以yi像xiang標biao準zhun的de阻zu塞sai掃sao描miao向xiang量liang一yi樣yang，具ju有you簡jian單dan的de測ce試shi協xie議yi，因yin此ci能neng夠gou減jian少shao在zai產chan品pin測ce試shi機ji台tai上shang向xiang量liang的de調tiao試shi時shi間jian。有you些xie公gong司si應ying用yong宏hong測ce試shi技ji術shu平ping行xing測ce試shi100多個存儲器。如此一來

，宏測試掃描向量也不過是與最長的向量長度相同。這項技術可用於測試任何嵌入式模塊，即便是所謂的“黑盒子”(black box)。隻要在模塊的I/O端定義向量，那麼這些向量便可以傳遞通過外圍的邏輯電路。

圖2：流水線處理能夠讓連續的讀/寫操作在連續的時鍾周期內完成

圖2 流水線處理能夠讓連續的讀/寫操作在連續的時鍾周期內完成

，提供全速存儲器BIST功能。

嵌入式存儲器中的時序故障

如同一般的隨機邏輯，嵌入式存儲器也需要測試靜態故障和“實速”(at-speed)故障。由於存儲器BIST通常在係統時鍾下運行
，因此也被稱之為實速存儲器BIST。然而，即使BIST控製邏輯利用係統時鍾來設定測試序列，卻需要數個時序周期去完成單獨的讀/寫操作。因此，實速存儲器BIST電路雖然采用係統時鍾頻率
，其實並無法如同芯片在正常模式運作下那樣，執行讀寫周期。運用流水線(pipelining)讀寫操作
，則可產生較為有效的測試
，稱之為“全速”(full-speed) 存儲器BIST(見圖2)。簡言之，便是在連續的時鍾周期裏，執行連續(back-to-back)的讀寫操作
，如同在正常係統操作模式下的存儲器一般。

對於大型存儲器而言，測試那些與速度相關的故障時
，全速存儲器BISTqishishigebucuodexuanze。danshiduiyuxiaoxinghuoshixuyaoqiuhengaodecunchuqieryan，tongyangdeceshifangfakenenghuiyouwenti。hongceshigongjuyaobameizugongnengxingxiangliangzhuanhuanchengsaomiaoxiangliang，suoyimeizuxiangliangdeceshisuduzebiranbianman。bujinruci
，youxieqianrushicunchuqiwanquantongbu，bingshiyongyusaomiaolianxiangtongdeshizhongxinhao。dangshizhongxinhaochufaqimokuaishi，saomiaodanyuanshangxianqiandeshedingzhibianhuibeixinzhisuoqudai。ruciyilai
，bianwufachuandimokuaishuchuduandeqidaizhi。yinci，chuantongdehongceshifangshiwufashiyongyubujuyoumenkongshizhongdetongbucunchuqi。

不(bu)過(guo)，同(tong)步(bu)宏(hong)測(ce)試(shi)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)。簡(jian)言(yan)之(zhi)

，便(bian)是(shi)執(zhi)行(xing)連(lian)續(xu)的(de)全(quan)速(su)測(ce)試(shi)
，而(er)不(bu)需(xu)要(yao)重(zhong)複(fu)載(zai)入(ru)掃(sao)描(miao)鏈(lian)。同(tong)步(bu)宏(hong)測(ce)試(shi)會(hui)決(jue)定(ding)掃(sao)描(miao)單(dan)元(yuan)上(shang)用(yong)來(lai)產(chan)生(sheng)第(di)一(yi)個(ge)宏(hong)向(xiang)量(liang)的(de)值(zhi)
，並(bing)載(zai)入(ru)掃(sao)描(miao)鏈(lian)。同(tong)時(shi)，也(ye)會(hui)決(jue)定(ding)用(yong)來(lai)產(chan)生(sheng)第(di)二(er)個(ge)宏(hong)向(xiang)量(liang)的(de)值(zhi)，並(bing)且(qie)在(zai)掃(sao)描(miao)單(dan)元(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)以(yi)管(guan)道(dao)方(fang)式(shi)傳(chuan)輸(shu)。當(dang)掃(sao)描(miao)鏈(lian)被(bei)載(zai)入(ru)時(shi)
，不(bu)同(tong)的(de)時(shi)鍾(zhong)信(xin)號(hao)即(ji)可(ke)以(yi)實(shi)速(su)觸(chu)發(fa)。如(ru)此(ci)一(yi)來(lai)，好(hao)幾(ji)組(zu)的(de)全(quan)速(su)向(xiang)量(liang)便(bian)被(bei)傳(chuan)送(song)到(dao)模(mo)塊(kuai)。全(quan)速(su)測(ce)試(shi)可(ke)以(yi)不(bu)受(shou)幹(gan)擾(rao)地(di)應(ying)用(yong)於(yu)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)幾(ji)乎(hu)任(ren)一(yi)模(mo)塊(kuai)。不(bu)僅(jin)如(ru)此(ci)

，全(quan)速(su)測(ce)試(shi)隻(zhi)用(yong)到(dao)功(gong)能(neng)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu)
，而(er)非(fei)測(ce)試(shi)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu)，因(yin)此(ci)

，可(ke)以(yi)執(zhi)行(xing)更(geng)接(jie)近(jin)實(shi)際(ji)狀(zhuang)況(kuang)的(de)全(quan)速(su)測(ce)試(shi)。

結語

在(zai)實(shi)際(ji)測(ce)試(shi)中(zhong)總(zong)是(shi)得(de)麵(mian)臨(lin)測(ce)試(shi)工(gong)具(ju)的(de)成(cheng)本(ben)，測(ce)試(shi)開(kai)發(fa)時(shi)間(jian)，測(ce)試(shi)機(ji)台(tai)的(de)時(shi)間(jian)，測(ce)試(shi)向(xiang)量(liang)的(de)調(tiao)試(shi)時(shi)間(jian)，以(yi)及(ji)測(ce)試(shi)覆(fu)蓋(gai)率(lv)之(zhi)間(jian)的(de)考(kao)量(liang)與(yu)抉(jue)擇(ze)。宏(hong)測(ce)試(shi)是(shi)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)對(dui)那(na)些(xie)與(yu)日(ri)俱(ju)增(zeng)的(de)小(xiao)型(xing)嵌(qian)入(ru)式(shi)模(mo)塊(kuai)進(jin)行(xing)靜(jing)態(tai)與(yu)實(shi)速(su)故(gu)障(zhang)測(ce)試(shi)的(de)工(gong)具(ju)。它(ta)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)到(dao)較(jiao)大(da)的(de)存(cun)儲(chu)器(qi)，透(tou)過(guo)芯(xin)片(pian)的(de)功(gong)能(neng)邏(luo)輯(ji)，自(zi)動(dong)執(zhi)行(xing)全(quan)速(su)測(ce)試(shi)。