7 công cụ được xem xét trong DFT Flow cho thiết kế thiết bị IoT

Gartner nói rằng hơn 6.4 tỷ thiết bị Internet of Things (IoT) sẽ được sử dụng vào năm 2016 và con số đó sẽ tăng lên hơn 20 tỷ bởi 2026, không có nghi ngờ gì về tầm quan trọng của các sản phẩm hỗ trợ IoT đối với thị trường này.

Đối với ngành công nghiệp bán dẫn, ba yếu tố rất quan trọng khi nói đến nền tảng IoT: mô hình kinh doanh khả thi, thiết kế thiết bị đáng tin cậy và khả năng kiểm tra của các thiết bị này trong những năm tới. Với sự xuất hiện của IoT và thiết kế các thiết bị cho thị trường, một trong những thách thức lớn nhất đối với các nhà sản xuất và tích hợp trong việc thiết kế các sản phẩm hỗ trợ IoT với thiết kế và chi phí năng lượng thấp, sẽ là áp dụng phương pháp thiết kế để kiểm tra (DFT) ở cấp độ bo mạch để có hiệu suất hiệu quả trong khu vực cần thiết để vừa với thiết bị.

Sự phức tạp chính trong Thiết kế IoT là:

• Khối lượng dữ liệu thiết bị IoT kiểm tra trong khoảng thời gian ngắn hơn: Mỗi thiết bị IoT có phần cứng riêng và có thể có các biến thể phần mềm khác nhau. Rất khó để kiểm tra tất cả các kết hợp có thể có của số lượng lớn khối lượng dữ liệu trong thời gian kiểm tra ít hơn với chi phí thấp.
• Hành vi bị lỗi thiết bị IoT khi triển khai: Trong việc triển khai IoT, nghiên cứu phổ biến đã phân tích rằng nó đang trở nên phức tạp trong việc kiểm tra hành vi lỗi trong các yếu tố khác nhau bao gồm: i) Các nút hình học thấp hơn, ii) Cảm biến iii) Khả năng kết nối và iv) Tiêu thụ điện năng.
• Thiết kế chip Bộ nhớ thông minh cho Thiết bị IoT: Đây là một trong những cân nhắc quan trọng trong các ứng dụng IoT. Để đáp ứng nhu cầu của các sản phẩm thế hệ tiếp theo, bộ nhớ đang tăng lên một cấp độ: bộ nhớ flash 8 bit truyền thống sang bộ nhớ flash nhúng sang bộ nhớ siêu tiết kiệm điện. Sự tăng trưởng này dẫn đến nhiều vấn đề như:
  • Việc tiêu thụ bộ nhớ cần được kiểm tra kỹ lưỡng để biết được phản ứng của các thiết bị.
  • Cảm biến IoT hết bộ nhớ khi chúng được tích hợp với nhiều yêu cầu tín hiệu vào hệ thống thiết bị.
  • Rò rỉ bộ nhớ nếu không được theo dõi chính xác trong quá trình thử nghiệm.

Các phần được đề cập bên dưới đi sâu hơn vào các công cụ khả năng kiểm tra để vượt qua những thách thức nêu trên trong việc sản xuất các thiết bị hỗ trợ IoT đáng tin cậy để đạt được khả năng kiểm tra ~ 100% bằng cách đảm bảo hoạt động chính xác của thiết kế IoT: 1. Chèn quét:

• Mục tiêu công cụ
  • SCAN là một kỹ thuật thiết kế DFT được sử dụng trong Thiết kế vi mạch để tăng khả năng kiểm tra tổng thể của một mạch. Kiến trúc chèn SCAN giúp kiểm tra từng phần tử logic trong vi mạch bất kể vị trí của nó bằng cách chèn các vectơ kiểm tra vào các chân thiết bị. Nó cũng giúp nén cấu trúc SCAN bằng cách chèn kiến ​​trúc CODEC (Bộ nén máy nén), sẽ giúp tối ưu hóa việc sử dụng các chân thiết bị cho mục đích DFT.
• Mô tả công cụ
  • Synopsys - Trình biên dịch DFT rất hữu ích để triển khai các phương pháp DFT khác nhau như chèn chuỗi SCAN, chèn điểm kiểm tra, chèn nén, chèn quét ranh giới và gói lõi. Nó hữu ích cho việc triển khai kiến ​​trúc máy nén-giải nén đa cấp, điều này sẽ hữu ích trong việc tối ưu hóa khối lượng dữ liệu thử nghiệm và giảm thời gian thử nghiệm.
  • Lều - Kiểm traKompressrất hữu ích cho việc chèn SCAN cùng với kỹ thuật nén trên chip, hữu ích trong việc tối ưu hóa khối lượng dữ liệu thử nghiệm và giảm thời gian thử nghiệm.

2. ATPG

• Mục tiêu công cụ
  • ATPG (Tạo mẫu kiểm tra tự động) là một phương pháp được lập trình thuật toán tự động để tạo ra các mẫu kiểm tra. Các mẫu thử nghiệm được tạo ra được sử dụng để kiểm tra các thiết bị bán dẫn nhằm xác định nguyên nhân gây ra hỏng hóc và tách thiết bị bị lỗi và thiết bị tốt dựa trên phản ứng của nó.
• Mô tả công cụ
  • Synopsys - TetraMAX ATPG rất hữu ích cho các mô hình lỗi khác nhau và các định dạng tạo mẫu khác nhau có thời gian chạy tối ưu. Nó rất hữu ích để tối ưu hóa việc tạo mẫu, phân tích phạm vi và gỡ lỗi.
  • Tessent - FastScan hữu ích để tạo mẫu được tối ưu hóa cho các mô hình lỗi khác nhau như bị kẹt tại, chuyển tiếp, nhiều chuyển đổi phát hiện, nhận biết thời gian và đường dẫn quan trọng.

3. MBIST

• Mục tiêu công cụ
  • MBIST (Tự kiểm tra bộ nhớ tích hợp) được triển khai một cách hợp lý trong chip để kiểm tra bộ nhớ. Do diện tích giảm và độ phức tạp ngày càng tăng trong bộ nhớ, xác suất xuất hiện lỗi sản xuất tăng lên, việc kiểm tra bộ nhớ trong chip là rất quan trọng.
• Mô tả công cụ
  • Tóm tắt nội dung - SMS là một giải pháp kiểm tra, sửa chữa và chẩn đoán tích hợp, toàn diện, hỗ trợ các bộ nhớ nhúng có thể sửa chữa được hoặc không thể sửa chữa được trên khắp các xưởng đúc, nút xử lý và nhà cung cấp IP bộ nhớ. Luồng chẩn đoán và triển khai thiết kế tự động hóa cao của nó cho phép các nhà thiết kế Hệ thống trên chip (SoC) đạt được kết thúc thiết kế nhanh chóng và cải thiện đáng kể thời gian đưa sản phẩm ra thị trường cũng như thời gian đạt năng suất trong sản xuất số lượng lớn. Để biết thêm thông tin, Bấm vào đây
  • Lều - MBIST cung cấp một giải pháp hoàn chỉnh để kiểm tra tốc độ, chẩn đoán và sửa chữa bộ nhớ nhúng. Kiến trúc của giải pháp được phân cấp, cho phép bổ sung BIST và khả năng tự sửa chữa vào các lõi riêng lẻ cũng như ở cấp cao nhất. Nó bao gồm một luồng tự động hóa toàn diện duy nhất cung cấp khả năng kiểm tra quy tắc thiết kế, lập kế hoạch kiểm tra, tích hợp và xác minh tất cả ở cấp độ RTL hoặc cổng. Để biết thêm thông tin, Bấm vào đây

4. Quét ranh giới và JTAG

• Mục tiêu công cụ
  • Quét ranh giới là một phương pháp hoặc kiến ​​trúc để kiểm tra các kết nối (đường dây) trên các khối phụ bên trong Mạch tích hợp (IC) hoặc bảng mạch in. Kiến trúc quét ranh giới rất hữu ích trong việc gỡ lỗi khối con và giao diện của nó.
• Mô tả công cụ
  • Trình biên dịch thiết kế-Synopsys (Trình biên dịch DFT) có tính năng chèn quét ranh giới.

5. Tương đương lôgic

• Mục tiêu công cụ
  • Các công cụ kiểm tra tính tương đương logic giúp xác minh chức năng dự định thiết kế vẫn giữ nguyên trước và sau khi chèn kiến ​​trúc DFT như MBIST, SCAN và Boundary SCAN, v.v.
• Mô tả công cụ
  • Synopsys Hình thức hữu ích cho việc kiểm tra tương đương logic chức năng (EC) cho lần lặp lại thiết kế tiếp theo cùng với việc thực hiện chu trình ECO.
  • Nhịp Phù hợp hữu ích cho việc kiểm tra tương đương logic chức năng (EC) cho lần lặp lại thiết kế tiếp theo với thời gian chạy tối thiểu.

6. GLS

• Mục tiêu công cụ
  • GLS (Mô phỏng mức cổng) được sử dụng để xác minh kiến ​​trúc DFT bằng cách thực hiện mô phỏng các mẫu ATPG. Nó sẽ giúp xác định xem có bất kỳ sự khác biệt nào trong kiến ​​trúc MBIST, SCAN và Boundary SCAN hay không.
• Mô tả công cụ
  • Tóm tắt nội dung VCS rất hữu ích cho việc mô phỏng mẫu thử nghiệm với hiệu suất tối ưu có thời gian chạy tối thiểu.
  • Nhịp Xcelium hữu ích cho mô phỏng mẫu thử nghiệm với hiệu suất được cải thiện và có thời gian chạy tối thiểu với đa lõi.

7. Gỡ lỗi hình ảnh

• Mục tiêu công cụ
  • Gỡ lỗi trực quan là phương pháp được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bán dẫn để phân tích các lỗi được xác định trong GLS. Nó tăng cường khả năng sửa lỗi của kỹ sư DFT bằng cách phân tích trực quan các giá trị tín hiệu trên các nút/phần tử logic bị lỗi.
• Mô tả công cụ
  • Tóm tắt nội dung -Verdi hữu ích cho việc phân tích trực quan tín hiệu thiết kế bằng cách tải kết xuất dạng sóng tín hiệu và gỡ lỗi kết nối tín hiệu thiết kế trong sơ đồ bằng cách tải danh sách mạng cho thiết kế phức tạp.
  • Nhịp -SimVision là môi trường tương tác hữu ích cho phân tích hình ảnh tín hiệu thiết kế và phân tích chế độ xem sơ đồ mạng.

Khi các kỹ sư DFT thách thức nhu cầu về khả năng kiểm tra và độ phức tạp của nó trong thiết kế thiết bị IoT, có một số câu hỏi cần được trả lời.

• Tại sao chúng ta cần sự chính xác khi triển khai sản phẩm thế hệ tiếp theo?
• Tại sao chúng ta cần khả năng kiểm tra trong các chức năng IoT?
• Làm thế nào để triển khai thiết kế nút hình học thấp hơn hiệu quả để đạt được thời gian đưa ra thị trường nhanh hơn?

Để hiểu rõ hơn và được hỗ trợ về các câu hỏi nêu trên cũng như các vấn đề về khả năng kiểm tra tổng thể của các mạch có khả năng xảy ra trong quy trình DFT của chip, hãy kết nối với nhóm eInfochips. eInfochips đã làm việc trên các công cụ nêu trên thông qua các tổ chức khách hàng dựa trên sản phẩm cấp 1 khác nhau và có nhiều kinh nghiệm về nó.
Bạn có muốn tìm hiểu thêm về cách eInfochips trợ giúp khách hàng trong Kiến trúc DFT-DFM cho Thiết bị IoT không? Hãy liên lạc với chúng tôi.

Đồng tác giả:

Komal Chauhan