导航:
*第30881篇: 嵌入式存储器测试和修复[原创]
楼 主:
嵌入式存储器测试和修复[原创]嵌入式存储器测试和修复
在嵌入式存储器中管理良品率的一种方法是在制造修复过程中利用冗余或空闲单元。以历史的观点看，嵌入式存储器一直具有自测试能力，但是不能自修复。近来，嵌入式存储器因缺陷密度较高，被迫采用冗余单元，就像独立式存储器一样。对给定的存储器确定足够及合适类型的冗余单元，需要存储器设计知识和待选用工艺节点的历史故障信息。这本身就是一个挑战，何况正确的冗余单元并不能解决全部问题。掌握存储器缺陷检测和定位的方法并分配冗余单元需要用到缺陷分布的制造知识。
传统的存储器测试和修复方法依靠外部存储器测试器和通用目的冗余分配软件来修复存储器，然而，不断增加的测试成本促使人们开发嵌入到SoC之中的集成式测试和修复结构。先进的存储器测试和修复系统通常被嵌入到芯片上以诊断出现故障的存储器位，并利用存储器中的冗余资源(行或列或二者都用)修复出现故障的存储器。
这样的系统由一个测试和修复处理器以及封包器(嵌入关键测试功能)构成，以便与存储器、储存存储器配置标志的熔丝盒以及存储器本身(包括冗余和非冗余存储器)接口。处理器具有四个关键测试和修复功能：一个BIST引擎用来创建存储器的特定测试模式；一个BIST诊断引擎用来分析和识别故障；BIRA、修复和冗余分配逻辑算法用来重配置存储器行；待被做拓扑有效的后修复的列。
STAR存储器系统采用多种方法修复嵌入式存储器并实现最佳的制造良品率。图2所示SoC利用IIP和STAR进行嵌入式存储器修复。STAR处理器与嵌入式存储器自动交互作用以测试和诊断每一个存储器并确定是否可以修复，如果可以修复就生成一个修复标志。逻辑测试器发起测试和修复操作之后，STAR处理器接管以进行测试、诊断和生成修复标志。
测试器把修复标志传输到激光熔丝烧断设备，由它依次烧断熔丝盒中的熔丝。熔丝盒的内容与修复标志相对应，由STAR处理器加载到相应的存储器进行修复。因此，IIP彻底地减少了测试成本，并使外部测试资源需求最小化。此外，利用不需要外部激光熔丝烧断设备的非易失性熔丝，制造成本被降低了。该技术使多次修复成为可能，因而适用于现场级修复，特别适用于用纳米技术制成的、更易出现后制造可靠性故障的器件。
随着设计中存储器密度的增加，一个设计中就有几百个存储器实例，让一个STAR处理器来驱动所有存储器的测试和修复是不切实际的，因此，需要一个具有多STAR处理器的先进嵌入式IP解决方案来支持调试、诊断和现场修复。每一个STAR存储器系统由一个STAR处理器、一定容量的存储器和一个熔丝盒组成。当前典型的设计需要采用多STAR存储器系统实例。
多STAR存储器系统实例如图3所示，需要彼此之间互连并连接到IEEE 1149.1 JTAG接口，以便外部测试设备在诊断和调试过程中访问芯片。每一个STAR处理器上的P1500端口采用IEEE提出的IP到IP互连协议将多STAR存储器系统实例彼此之间连接起来。然而，这些P1500端口也要连接到芯片的JTAG接口。为了使连接过程自动完成，一个称为JPC编译器的JTAG到P1500转换器的设计已完成。掌握了每一个STAR存储器系统实例的情况，JPC编译器就可以生成逻辑把所有P1500端口与外部JTAG接口互连起来。就本质而言，JPC逻辑起到芯片级IP基础架构“集线器”的作用，图3所示为具有两个STAR存储器系统实例的复合IP(功能和IIP的混合)。先进技术的存储器缺陷分布随着位单元更小、版图更密而发生变化，Generic March型测试算法不足以处理这些技术中的复杂缺陷。STAR存储器系统提供增强型March测试算法，覆盖了单个单元故障、双单元故障、复杂耦合故障以及多测试模式，从而为存储器读写操作创建专用应力情形。因为缺省算法不足以处理细微工艺变化引起的缺陷，STAR处理器还支持可对系统进行编程的用户定义算法。为了确保最佳的品质，STAR存储器系统采用存储器拓扑不规则信息来生成最精确的背景模式。
STAR存储器系统支持弹性修复策略以优化制造和现场操作过程中的良品率，制造流程跨越从晶圆探测到最终封装部件量产的全过程。修复策略描述确定冗余分配和执行修复的条件，STAR存储器系统支持硬修复、组合修复和累积修复。
硬修复需要利用芯片上的永久存储机制(例如激光熔丝、NV熔丝)以便掉电后保持修复信息。
组合修复结合了硬修复和软修复的优点。软修复不用熔丝，因而上电后要生成修复标志。因为软修复在所有测试条件下对所有故障类型的揭示不够有效，我们建议与硬修复结合使用。因此，组合修复就是工厂中的硬修复和随后现场的软修复的结合。
累积修复有助于累积多种测试条件的修复标志以获得最高的修复效率和最大化地恢复良品率。
(本文由Cogo商城-IC元器件在线采购平台搜集整理，浏览
了解更多详细信息)