怎么配置DFT中常见的MBIST以及SCAN CHAIN

今天这期小编将继续与大家一起学习DFT的相关知识和流程代码，在开始之前，先解决一下上期DFT学习的章节最后留下的问题—DFT工程师在收敛时序timing的时候经常遇到的hold的问题，即不同时钟域的两个SDFF(扫描单元的SI端hold违例问题。

首先要明确为什么会出现这样的违例，实际上在后端APR阶段，通常不会对两个不同时钟域用于DFT测试的Sink点进行Skew上的Balance，也就是说不会去做树，同时DFT的时钟的频率又相对较慢，通常为10~50MHZ，因此两个跨时钟域的SDFF之间的skew可能在时钟prograted后会达到十几甚至几十纳秒，这个时候就没必要傻乎乎的跑PT后去插Buffer/INV硬修，一般有经验的DFT工程师，都会选择在前一级的Reg的Q端后接一个相同时钟的Latch来修hold Timing Violation，这种办法虽然会牺牲一些面积，但是从本质上说其实是通过以下原理去修hold的：1.通过Latch可以借半个周期的margin ;2.可以改变timing check的时钟发射接收触发前后沿的相对位置以及时序检查方式。实际上这种接Latch修hold的方式不仅可以用在DFT SCAN的SDFF中，正常修hold做ECO的时候也有使用。

图1 上图为两个跨时钟域的SDFF的Reg2Reg Path ；下图为Reg1 Latch Reg2的时钟信号的有效沿检查。

从图一的下图不难得出，原本Domain1clock和Domain2clock的Skew比较大，导致launch clklatency加上data path min delay都达不到capture clk delay加上hold time，而lockup latch的加入，实际上将timing check分成了两部分，一部分是Reg2Latch，一部分是Latch2Reg，对Reg2Latch这条Path来说，由于是同一个时钟域，hold检查在同一周期的同一时钟沿，在靠的较近的情况下几乎没有skew，hold很好满足；而对Latch2Reg这条Path来说，Latch可以借半个周期，可以说是近乎天然满足hold，这样一来跨时钟域的SDFF的时序问题就得到了有效的解决。

解决完上期的遗留问题，让小编来介绍一下DFT工程师在日常工作当中必须掌握的工作技能以及相关知识，其中包括SCAN CHAIN的添加以及配置，MBIST电路的生成以及配置。

首先来介绍一个DFT工程师在日常的工作的工作流程是怎么样的，可以大致分为以下六步骤：1.实现测试功能判断，开销判断，熟悉并测试时钟架构；2.插入BIST自测试电路；3.DFF替换为扫描单元SDFF，并将链串起来，串起来后压缩组合逻辑；4.边界扫描链（用来测试Module），其中包括生成JTAG电路，扫描网络以及接口，生成JTAG TAP Controller；5.将期间生成的自动向量收集，将仿真文件收集跑仿真，综合过formal；6.debug，也是DFT工程师的日常。

扫描链的配置与压缩

实际上扫描链的配置主要包括test config 以及 scan config，配置完后综合会将扫描网络电路生成在网表中，一般来说扫描链不止一条。

压缩逻辑就是扫描链的最后一个扫描单元DFF/Q端到Scan out Pin的data path，测试pin要尽可能少，压缩可以到几百倍。

压缩分为空间压缩和时间压缩，时间压缩（MISR）就是增加拍数，进而增加测试向量的时间长度，来降低扫描数据的容错率，比如2000bit长度的扫描链。

MBIST（Memory-Build-in-self-test自测试)

实际上在日常生产当中，MEM是在设计当中最常见的IP，人们也常常担心MEM在芯片内部工作不正常或者坏掉，这样可以及时将备用的MEM顶替上去，而MBIST是由Controller以及BIST电路组成，也是由Pin接口到controller等多级fanout，将Controller按group放在common链上，同时还要考虑顶层TOP和block的之间common链的连接，再对Mbist上包含Mbist Controller的Common链进行config 配置。

实际上Mbist controller通过一组总线(ShareBus)访问内部四个cpu以及noncpu内部的memory，以实现mbist测试，这种测试方式可以有效的减少对功能时序以及走线资源的冲击；但是测试时间较长，ALL Mode模式可以模拟出功能最恶劣的功耗的场景。

好了，到这里这期的DFT的ScanChain以及MBIST测试电路的配置以及生成就介绍完毕了，下一期小编将会结合IEEE1149.5以及1149.6等标准文件来描述下JTAG以及IJTAG是如何对模块/TOP进行边界扫描测试的，IJTAG相比JTAG又有哪些优势呢？