Testování pamětí (Memory BIST)

Testování pamětí (Memory BIST) Testování a spolehlivost ZS 2011/2012, 10. přednáška Ing. Petr Fišer, Ph.D. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologií ČVUT v Praze

MI-TSP-10, ČVUT FIT, © Petr Fišer, 2011

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

1

Testování pamětí - motivace Paměti tvoří více než 50% plochy čipu Jiný poruchový model Časté shluky poruch Jeden bit ovlivňuje druhý Porucha je ovlivněna čtením bitu Dynamické chování

 

 

  

nelze uvažovat model s jednou poruchou nelze testovat pouze každý bit Specializované algoritmy

Nutno testovat poruchy: 1. 2.

V paměťové matici V adresním dekodéru a zbytku logiky


2

Poruchový model - SRAM 1. 2.

Přerušení (open) Sdružené kapacity (coupling capacitance)


3

Poruchový model - DRAM 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Data retention fault Refresh line stuck-at fault Bit-line voltage imbalance fault Coupling between word and bit line Single-ended bit-line voltage shift Precharge and decoder clock overlap


4

Redukovaný poruchový model 1. 2. 3. 4. 5.

Stuck-at faults (SAF) Transition faults (TF) Coupling faults (CF) Neighborhood Pattern Sensitive faults (NPSF) Chyba adresového dekodéru (AF)


5

Stuck-at Faults Porucha: 

Buňka setrvává v log. 0 nebo 1

Jak testovat:  

Do všech buňek zapsat 0 a přečíst Do všech buňek zapsat 1 a přečíst

Značení: </0>, </1>


6

Transition Faults Porucha: 

Buňka neprovede 01 nebo 10 přechod

Jak testovat:  

Pro všechny buňky proveď 01 přechod a přečti Pro všechny buňky proveď 10 přechod a přečti

Značení: </0>, </1>


[Agrawal, Bushnell, 2005]

7

Coupling Faults Porucha:  

Zápis do jedné buňky (agresor, j) vyvolá změnu v jiné buňce (oběť, i) Případy:      

2-coupling fault – mezi dvěma buňkami k-coupling fault – mezi k buňkami Inversion coupling fault – dojde k nastavení opačné hodnoty Idempotent coupling fault – dojde k nastavení stejné hodnoty State coupling fault – zápis určité hodnoty do buňky agresora způsobí změnu hodnoty oběti Dynamic coupling fault – čtení/zápis buňky agresora vyvolá nastavení oběti na 0 nebo 1


8

Neighborhood Pattern Sensitive Faults Porucha: 

Obsah jedné buňky ovlivní možnost změny obsahu jiné buňky


9

Chyby adresového dekodéru Porucha:  

Jakákoliv porucha v adresovém dekodéru Adresový dekodér je obyčejný kombinační obvod  lze testovat klasicky



… ale není nutno, …

Případy:    

U některých adres se buňka nenaadresuje U některých adres se nenaadresuje víc buňek Některé buňky nelze naadresovat Některé buňky lze adresovat více adresami

Jak otestovat: 

viz dále


10

Testování pamětí - shrnutí

 

Poruchy jsou jiného typu, než u běžné logiky Poruch je více nutno testovat jinak algoritmické testy


11

„Pochodující“ testy – March Tests Notace w0 – zápis 0 w1 – zápis 1  - postupně od adresy 0 do adresy n-1  - postupně od adresy n-1do adresy 0  - v libovolném pořadí


12

„Pochodující“ testy – March Tests Příklady

Pochodující element (w0) for ( i = 0; i < n; i++ ) { A[i] = 0; }

Pochodující element (r0, w1) for ( i = n-1; i <= 0; i++ ) { if ( A[i] != 0 ) error(); A[i] = 1; }

Pochodující element (r1, w0, r0) for ( i = 0; i < n; i++ ) { if ( A[i] != 1 ) error(); A[i] = 0; if ( A[i] != 0 ) error(); } MI-TSP-10, ČVUT FIT, © Petr Fišer, 2011

13

„Pochodující“ testy – March Tests Příklady konkrétních algoritmů MATS (Modified Algorithmic Test Sequence) MATS

(w0), (r0; w1), (r1)

MATS+

(w0), (r0; w1), (r1; w0)

MATS++

(w0), (r0; w1), (r1; w0; r0)

MARCH X

(w0), (r0; w1), (r1; w0), (r0)

MARCH Y

(w0), (r0; w1; r1), (r1; w0; r0), (r0)

MARCH C

(w0), (r0; w1), (r1; w0); (r0), (r0; w1), (r1; w0), (r0)

MARCH A

(w0), (r0; w1; w0; w1), (r1; w0; w1), (r1; w0; w1; w0), (r0; w1; w0)

MARCH B

(w0), (r0; w1; r1; w0; r0; w1), (r1; w0; w1), (r1; w0; w1; w0), (r0; w1; w0)

Marching 1/0

(w0), (r0; w1; r1), (r1; w0; r0), (w1), (r1; w0; r0), (r0; w1; r1)


14

Redukovaný poruchový model 1. 2. 3. 4. 5.

Stuck-at faults (SAF) Transition faults (TF) Coupling faults (CF) Neighborhood Pattern Sensitive faults (NPSF) Chyba adresového dekodéru (AF)


15

Chyby adresového dekodéru Jak otestovat: Teorém: Všechny poruchy adresového dekodéru jsou otestovány, pokud pochodující test obsahuje:

(wx), (rx, …, wx’), (rx’, …, wx).


16

„Pochodující“ testy – March Tests Příklady konkrétních algoritmů MATS (Modified Algorithmic Test Sequence) Algoritmus

Složitost SAF

TF

CF

AF

MATS

4n

Y

some

MATS+

5n

Y

Y

MATS++

6n

Y

Y

MARCH X

6n

Y

Y

some

Y

MARCH Y

8n

Y

Y

some

Y

MARCH C

10n

Y

Y

some

Y

MARCH A

15n

Y

Y

some

Y

MARCH B

17n

Y

Y

some

Y

Marching 1/0 14n

Y

Y


Y

Y 17

Testování pamětí (Memory BIST)

Recommend Documents