Il collaudo di System-on-a-Chip

Pagina creata da Simona Martini
 
CONTINUA A LEGGERE
Il collaudo di
    System-on-a-Chip
                 Fulvio Corno
             Maurizio Rebaudengo
             Matteo Sonza Reorda
                Politecnico di Torino
        Dipartimento di Automatica e Informatica

Sommario
„   Introduzione
„   Architettura della logica di accesso al collaudo
„   Standardizzazione (IEEE 1500)
„   Piano di collaudo
„   Conclusioni.

                                                       2
Introduzione
„   Il collaudo deve tener conto dei mutamenti
    nell’ambito di:
     „ flusso di progetto

     „ package

     „ processi tecnologici

„   I rapidi e continui miglioramenti della
    tecnologia elettronica hanno modificato le
    tipologie di componenti integrabili su un
    singolo chip.

                                                  3

Mutamenti in corso
„   Tecnologia      ULSI     (Ultra-Large     Scale
    Integration):
     „ > 100 milioni di transistor per chip

     „ frequenza > 1 Ghz

„   Product lifetime:
     „ ridotto a decina di mesi

„   TTM (Time-to-Market):
     „ ridotto a pochi mesi

                                                  4
Mutamenti in corso                     (segue)

„   System-on-a-chip (SOC) :
    „   Uso di embedded-core per ridurre i tempi di
        progetto

                                                  5

System-on-a-chip
„   Integrazione di un sistema completo su un
    singolo circuito integrato.

                 PCI     SRAM
                                 DSP

                        ROM
                                MPEG
                C
                P
                U      ADC      ADC

                                                  6
Caratteristiche di un SOC
„   Altissimo numero di transistor su un singolo
    circuito integrato
„   Tecnologia mista sullo stesso chip (digitale,
    analogica, memorie, FPGA)
„   Clock a frequenze diverse
„   Progetto di tipo gerarchico basato su
    embedded-core.

                                                  7

Embedded-core
„   Blocchi funzionali pre-progettati e pre-
    verificati (re-usable design)
„   Sostituiscono componenti sviluppati su circuiti
    integrati
„   Altamente ottimizzati (per velocità, area,
    consumo di potenza)
„   Indipendenti dal Vendor
„   Efficienza nel progetto ottenuta grazie alla
    facilità di plug-and-play.

                                                  8
Embedded-core             (segue)

„   Esempi:
     „ Processori: ARM, MIPS, PowerPC

     „ DSP: TI, Pine, Oak

     „ Periferiche: DMA Controller, MMU, BIU

     „ Multimedia: compressori e decompressori

       JPEG, MPEG, ecc.
     „ Rete: Controllori Ethernet, ATM SAR, MAC.

                                                9

Intellectual Property
„   Un core è considerato proprietà intellettuale
    del core vendor, che fornisce solo limitati
    dettagli del progetto all’utente.

                                               10
Tipi di core
    „   Soft   core:   forniti nella forma di una
        descrizione sintetizzabile ad alto livello (RTL)
    „   Firm core: forniti a livello gate (netlist)
    „   Hard (o legacy o IP) core: forniti come layout
        non modificabile.

Coprono il 90%
 del mercato

                                                      11

    Collaudo dei core
    „   In generale il core vendor fornisce le
        informazioni per il collaudo del core
    „   L’utilizzatore del core (progettista di SOC)
        deve fornire la logica di accesso al core per
        permetterne il collaudo.

                                                      12
Logica di collaudo
„   Il problema del test dei core può essere
    risolto inserendo una logica di collaudo
    (chiamata test wrapper o test collar) che
    circonda il core.

                                                 13

Test wrapper
„   Permette i seguenti modi operativi:
     „ Normale:    il funzionamento del core è
       pilotato dal chip host
     „ Collaudo esterno: utilizzato per il collaudo

       delle interconnessioni
     „ Collaudo interno: utilizzato per il collaudo

       della logica interna del core.

                                                 14
System-on-Board vs.
System-on-Chip
„   Esiste un’analogia tra le problematiche
    relative al collaudo di una piastra ed al
    collaudo di un SOC.

                                                  15

System-on-Board
„   Nel collaudo di una piastra    il produttore dei
    componenti si occupa del         progetto, della
    verifica, della produzione e   del collaudo dei
    componenti.
„   Il progettista di sistema è    responsabile del
    progetto, dell’assemblaggio     e del collaudo
    della scheda.

                                                  16
System-on-Board
                            Progetto, verifica e
                              sviluppo del test
     Component
      provider

                                 Produzione

                                  Collaudo
     System Integrator

                         Progetto e sviluppo del test

                                 Produzione

                                  Collaudo
                                                        17

System-on-Board
„   Nell’ipotesi che i componenti siano privi di
    guasti, il test si limita al collaudo delle
    interconnessioni tra i chip.

                                                        18
System-on-chip
„   Un core è unicamente una descrizione di un
    modulo hardware e non viene prodotto.
    Dunque il core vendor non deve collaudare il
    core per ricercare i difetti di produzione.
„   I componenti sono prodotti e collaudati solo
    nel sistema finale: compito del progettista del
    chip è quello di effettuare l’integrazione dei
    core ed il collaudo dei diversi moduli.

                                                        19

System-on-chip
                            Progetto, verifica e
                              sviluppo del test
     Component
      provider
     System Integrator

                         Progetto e sviluppo del test

                                 Produzione

                                  Collaudo
                                                        20
Collaudo del core
„   Il progettista del SOC ha una conoscenza
    limitata della struttura del core utilizzato e
    normalmente lo tratta come una scatola nera.
„   Nel caso di hard core, il core vendor sviluppa i
    vettori di collaudo del core (tenendo conto di
    eventuali strutture DfT) e li fornisce
    all’utilizzatore.

                                                         21

Collaudo del core                 (segue)

„   Il produttore del core ha una limitata (o nulla)
    conoscenza relativamente all’ambiente in cui è
    utilizzato il core, i processi di fabbricazione ed i
    requisiti del collaudo specifici dell’utilizzatore
„   In particolare non sono noti:
     „ il   metodo di test utilizzato (BIST, scan, Iddq,
        funzionale)
     „ il modello di guasto considerato (statico, dinamico,

        parametrico)
     „ il livello di copertura desiderato.

                                                         22
Core-level test
„   A causa della carenza di informazione il
    collaudo sviluppato dal core vendor può
    essere inadeguato:
     „ se la copertura troppo bassa, il livello di

       qualità è a rischio
     „ se la copertura è troppo alta, il costo del

       collaudo può essere eccessivo.

                                                 23

Esigenza di uno standard
„   Il test della logica interna al core sviluppato
    dai core vendor deve essere adeguatamente
    descritto in modo che il progettista del chip
    possa utilizzarlo per realizzare il collaudo a
    livello di chip.
„   Per minimizzare lo sforzo del progettista del
    chip è necessaria la definizione di un formato
    standard.

                                                 24
Test Access
„   Non è disponibile l’accesso fisico e diretto ai
    core
„   Il    progetto     del    chip   deve     fornire
    un’infrastruttura di accesso per il collaudo che
    permetta di accedere ai terminali del core a
    partire dai pin del chip.
„   Tale infrastruttura deve inoltre permettere di:
     „ collaudare le interconnessioni tra i core

     „ isolare un core dal suo vicinato.

                                                       25

Scheduling
„   Il collaudo di un chip è composto da una molteplicità
    di task:
     „ collaudo di ciascun core

     „ collaudo della logica definita dall’utente

     „ collaudo delle interconnessioni.

„   Il collaudo del chip richiede uno scheduling
    ottimizzato in funzione di:
     „ tempo di collaudo complessivo

     „ dissipazione di potenza

     „ overhead di area.

                                                       26
Sommario
         „   Introduzione
         „   Architettura della logica di accesso al collaudo
         „   Standardizzazione (IEEE 1500)
         „   Piano di collaudo
         „   Conclusioni.

                                                                     27

         Architettura generica

Test Pattern Source                              Test Pattern Sink

                              Core
      SOURCE          TAM                  TAM          SINK

               Test Access   Wrapper     Test Access
               Mechanism                 Mechanism

                                                                     28
Architettura generica
„   Test Pattern source: genera gli stimoli per il
    collaudo
„   Test Pattern sink: confronta le risposte del
    test
„   Test Access Mechanism (TAM): trasporta i
    vettori di collaudo e le risposte del core
„   Wrapper: interfaccia il core con il resto del
    chip; collega i terminali del core con il resto
    del chip e con il Test Access Mechanism.

                                                 29

Test Pattern Source/Sink
„   Possono essere indifferentemente:
     „ Off-chip (utilizzando un ATE esterno)

     „ On-chip (utilizzando una logica BIST).

                                                 30
System-on-chip

             PCI         SRAM
                                 DSP

                    Core
                                 MPEG
         C
         P
         U
                   ADC          ADC

                                                   31

   Off-chip Test Pattern
   Source/Sink

             PCI         SRAM         DSP
SOURCE
         TAM                                SINK
                                 TAM
                     Core
                   Wrapper        MPEG
         C
         P
         U
                   ADC           ADC

                                                   32
On-chip Test Pattern
Source/Sink

              PCI               SRAM          DSP
                    Source
          TAM                          Sink
                                              TAM
                              Core
                             Wrapper          MPEG
          C
          P
          U
                         ADC             ADC

                                                          33

Off-chip vs. On-chip
Test Pattern Source/Sink
„   Off-chip:
     „ Maggiore area occupata da TAM

     „ Richiede ATE ad alto costo

     „ Numero di pin determina la banda di trasmissione

„   On-chip:
     „ Minor area occupata da TAM

     „ Area occupata da BIST

     „ Richiede ATE meno costosi.

                                                          34
Test Access Mechanism
„   Usato per il trasporto di:
     „ Stimoli di test dal Test Pattern Source al

       Core
     „ Risposte di test dal Core al Test Pattern

       Sink
„   Realizzato on-chip.

                                               35

Parametri di TAM
„   Parallelismo: numero di linee
„   Lunghezza: distanza fisica delle linee.

                                               36
Parallelismo di TAM
„   Compromesso tra:
     „ Test application time

     „ Area overhead.

                                         37

Lunghezza di TAM
„   Può essere ridotta tramite:
     „ On-chip Source/Sink

     „ Condivisione    di TAM con hardware
       funzionale
     „ Condivisione di TAM tra più core.

                                         38
Implementazione di TAM
„   Implementando la struttura TAM di un core
    sono possibili diverse scelte:
     „ riutilizzare funzionalità esistenti

     „ passare attraverso altri moduli

     „ condividere TAM tra più core

     „ includere in TAM segnali di controllo per il

       collaudo.

                                                 39

Implementazione di TAM                    (segue)

„   Esistono diverse proposte       formulate    in
    letteratura tra cui:
     „ Multiplexer

     „ Daisy chain

     „ Architettura distribuita.

                                                 40
Multiplexer
„   Tutti i core sono connessi a tutti i pin di
    ingresso e di uscita di TAM
„   Si aggiunge un multiplexer per selezionare
    quale core è connesso con le uscite di TAM.

                                             41

Multiplexer         (segue)

                        Control

               Core A

     TAM                          TAM
                              M
               Core B         U
                              X

               Core C

                                             42
Multiplexer         (segue)

„   I     core    devono       essere  collaudati
    sequenzialmente
„   Il metodo non è scalabile: crescendo il
    numero di core aumenta il costo hardware per
    la gestione del multiplexer.

                                                  43

Daisy chain
„   Si realizza una catena che collega tutti i core
    dai terminali di input a quelli di output di TAM
„   Attraverso la struttura TAM viene indirizzato
    un core; tutti gli altri sono messi in by-pass
    attraverso un multiplexer a 2 ingressi.

                                                  44
Daisy chain         (segue)
                        Control

               Core A

               Core B

               Core C

                             TAM
                                               45

Architettura distribuita
„   Ciascun core dispone di una propria struttura
    TAM

                                               46
Architettura distribuita                (segue)

                              Control

                    Core A
          TAM                TAM

                    Core B
          TAM                TAM

                    Core C
          TAM                TAM

                                                    47

Core Test Wrapper
„   Realizza l’interfaccia tra il core ed il resto del
    chip
„   Permette      di    cambiare      il  modo      di
    funzionamento tra:
     „ Normal

     „ Test del core

     „ Test delle interconnessioni

                                                    48
Core Test Wrapper
Celle Wrapper                           Control Register
(≈ Boundary Scan)

                           Core
                         Under-Test

                          wrapper
                                                           49

     Core Test Wrapper                (segue)

     „   Adattamento del parallelismo
          „ Conversione seriale/parallelo agli ingressi

            del core
          „ Conversione parallelo/seriale alle uscite del

            core
     „   Lo standard IEEE 1500 definisce l’architettura
         hardware per la realizzazione di un wrapper.

                                                           50
Core Test Wrapper                         (segue)

„   Modi operativi:                              Wrapper
     „ Normal

     „ Test

     „ Bypass                                      Core
„   Wrapper standard sono
    vitali  per     permettere                   Scan chain

    plug-and-play.
                                        TAM                      TAM

                                                                   51

    SOC gerarchici
    „   I SOC possono contenere dei core                      (mega-
        core) che sono a loro volta dei SOC

               SOC
                          A
                                  TAM
           Source
                    TAM       B          TAM
                                                  Sink

                          TAM
                                  C

                                                                   52
SOC gerarchici: esempio

          SOC                                              Top-level
                          Core C                           Mega-core
                                    Core E
             Core A
                                D            G             Lower-level
                                     F
                                                           Mega-core
                            H
Level-1     Core B                                         Level-3
 TAM                                                        TAM

   Top-level core     Level-2 TAM    Test control blocks

                                                                     53

     Sommario
     „    Introduzione
     „    Architettura della logica di accesso al collaudo
     „    Standardizzazione (IEEE 1500)
     „    Piano di collaudo
     „    Conclusioni.

                                                                     54
Sforzo di standardizzazione
„   Nel progetto e collaudo di circuiti basati su
    core sono coinvolti 2 soggetti:
     „ il fornitore di core

     „ l’utilizzatore di core.

„   Sono in corso le seguenti iniziative che mirano
    a facilitarne l’integrazione:
    „   VSI Alliance
    „   IEEE 1500.

                                                 55

VSI Alliance
„   Virtual Socket Interface (VSI) corrisponde ad
    una alleanza commerciale tra più di 200
    società
„   http://www.vsi.org       (partecipazione     ed
    informazioni solo per membri)
„   Obiettivo: identificare interfacce standard per
    il riuso di virtual component

                                                 56
IEEE 1500
„   Standard per il collaudo di embedded core
„   http://grouper.ieee.org/groups/1500/

                                                          57

Obiettivi di IEEE 1500
„   Principali obiettivi:
     „ Definizione      di un linguaggio standard per
        descrivere tutte le informazioni da scambiare tra il
        fornitore e l’utilizzatore del core
     „ Definizione     di un’architettura del wrapper per
        facilitare l’integrazione del core nel progetto del
        SOC.
„   Non definisce uno standard per i metodi di collaudo
    all’interno del core.

                                                          58
Core Merging
Prima dell’integrazione          Dopo l’integrazione

   Mergeable Core (logica        Merged Core (collaudati
   a livello RT/gate)            come parte dell’ambiente
                                 di integrazione)

   Non-Mergeable Core            Non-Merged Core (core
   (hard core)                   inteso come entità stand-
                                 alone)

                                                             59

     1500: stato
      „   Fase di sviluppo per non-merged core (logica
          e memoria):
           „ Bozza interna (1500/D0.7)

           „ Terminazione della bozza entro fine 2003

      „   Estensioni future:
           „ da mergeable a merged core

           „ core di tipo analogico/mixed signal.

                                                             60
Componenti di IEEE 1500
„   Linguaggio per il Core Test (CTL)
„   Architettura del wrapper.

                                               61

Core Test Language (CTL)
„   Linguaggio per descrivere le informazioni per
    il collaudo di core
„   Utilizza una sintassi compatibile con lo
    standard IEEE 1450 STIL (Standard Test
    Interface     Language)     definito per   la
    descrizione dei vettori di collaudo e delle
    forme d’onda per circuiti integrati.

                                               62
CTL
„   Con il linguaggio CTL è possibile definire
    l’informazione necessaria per permettere di:
     „ Instanziare un wrapper

     „ Definire la corrispondenza tra i terminali del

        core e quelli del wrapper
     „ Riutilizzare i dati di collaudo del core

     „ Collaudare la logica definita dall’utente e le

        interconnessioni esterne al core.

                                                   63

Wrapper
„   Lo standard IEEE 1500 definisce le specifiche
    della logica di contorno del core (wrapper).
„   Le funzioni del wrapper sono:
     „ garantire un modo funzionale trasparente

     „ permettere di attivare i possibili modi di

       collaudo.

                                                   64
Interfacce del core

                 Interfaccia
                 interna

                               Core

Interfaccia                               Interfaccia
esterna                                   esterna
                           Wrapper
                                                         65

       Interfaccia interna
       „   Ingressi ed uscite funzionali
       „   Ingressi ed uscite di collaudo (ad es. catene di
           scan)
       „   Ingressi di controllo dinamico del collaudo (ad
           es. segnali di abilitazione per lo scan)
       „   Ingressi di controllo statico del collaudo (ad
           es. segnali di abilitazione del BIST)
       „   Segnali speciali (ad es. segnali analogici e
           segnali asincroni).

                                                         66
Interfaccia esterna
„   Ingressi ed uscite funzionali
„   Segnali di controllo del Wrapper (Wrapper
    Interface Port, WIP)
„   Interfaccia seriale di collaudo (WSI e WSO)
„   Zero o più TAM parallele
„   Ingressi di controllo dinamico del collaudo
„   Segnali speciali (trasparenti al wrapper).

                                                 67

TAM
„   Il wrapper permette di collegare i terminali di
    input ed output del core attraverso:
     „ una    TAM di tipo seriale di 1-bit
       (obbligatoria)
     „ zero    o più TAM di tipo parallelo
       (facoltative).

                                                 68
Contenuto del Wrapper
    „   Wrapper Instruction Register (WIR)
    „   Wrapper Bypass Register (WBY)
    „   Wrapper Boundary Register (WBR)
    „   Wrapper Interface Port (WIP)
    „   Core Data Register (CDR)
    „   TAM.

                                                        69

    Wrapper
                                    Wrapper Boundary Cell

  TAM-In                                  TAM-Out

Ingressi                                  Uscite
funzionali             Core               funzionali

         WBR
                        CDR
                        WBY
        WSI             WIR             WSO

                              WIP                       70
Comportamento dei registri
„   Il registro WIR ed i registri di dato
    permettono le seguenti operazioni:
     „ Scalamento (shift) seriale da WSI a WSO

     „ Caricamento (capture) parallelo

     „ Aggiornamento (update) parallelo

                          Capture
                                         WIR o registri di dato
                  Shift
         WSI                       WSO

                          Update
            WIP                                             71

Update
„   Aggiorna i dati mantenuti stabili durante le
    operazioni di scalamento da WSI a WSO
„   Necessario per il WIR per impedire che
    vengano attivati modi inesatti durante lo
    scalamento del WIR.

                                                            72
Capture
„   Necessario per il WBR per permettere di
    collaudare le interconnessioni e la logica
    definita dall’utente
„   Opzionale per il WIR per collaudare la
    circuiteria del WIR ed il cammino tra WSI e
    WSO.

                                               73

Wrapper Instruction Register
„   L’aggiornamento delle uscite del registro WIR
    determinano:
     „ quale   registro (WBR, CDR o WBY) è
       collegato tra WSI e WSO
     „ il modo del Wrapper e il modo (opzionale)

       del Core
     „ se è stata definita dall’utente una TAM.

                                               74
Wrapper Bypass Register
„   Permette di inserire una catena di dimensione
    1-bit tra WSI e WSO.

                                                           75

Wrapper Interface Port
„   Gruppo di terminali utilizzati per controllare il wrapper
    IEEE 1500 e la TAM:
     „ WSI

     „ WSO

     „ WRCK

     „ SelectWIR

     „ UpdateWR

     „ CaptureWR

     „ ShiftWR

     „ WRSTN.

                                                           76
WSI e WSO
„   Permettono di:
     „ effettuare lo scalamento delle istruzioni in

       WIR
     „ implementare la TAM seriale.

                                                   77

WRCK
„   Clock utilizzato per sincronizzare i registri WIR
    e Bypass.
„   Può essere utilizzato (opzionalmente) per
    sincronizzare altri registri del wrapper o la
    TAM.

                                                   78
SelectWIR
      „   Permette di selezionare il registro da caricare
          tra WSI e WSO:
           „ WIR

           „ un registro di dato (WDR).

                                                       79

      SelectWIR          (segue)

                       WBR

WDR
                        CDR
                       CDR                            WSO
                       CDR

                       WBY

WSI
                       WIR
                                          SelectWIR
                                                       80
                        WIP
UpdateWR, ShiftWR,
CaptureWR
„   Permettono di abilitare le corrispondenti
    operazioni di Update, Shift e Capture sui
    registri del wrapper.
„   Devono essere utilizzati insieme con i segnali
    WRCK e SelectWIR.

                                                81

WRSTN
„   Segnale di reset asincrono.
„   Permette di resettare il registro WIR e può
    essere utilizzato per resettare anche altri
    registri del wrapper.

                                                82
Wrapper Boundary Register
„   È composto da:
     „ celle su tutti i terminali funzionali del core

       (obbligatorie)
     „ celle sui terminali di collaudo del core

       (opzionali).

                                                              83

Wrapper Boundary Cells
„   Core Input (CI): terminale di ingresso del core
„   Core Output (CO): terminale di uscita del core
„   Wrapper Functional Input (WFI): ingresso funzionale
    della cella
„   Wrapper Functional Output (WFO): uscita funzionale
    della cella
„   Cell Test Input (CTI): ingresso di collaudo della cella
„   Cell Test Output (CTO): uscita di collaudo della cella

                                                              84
Modello di una cella

                                  CTO

                            Cella del
                            Wrapper
        CFI                              CFO

                                  CTI

                                                                        85

        Celle di ingresso ed uscita
                                                      Cella di uscita

                      CTO                      CTO

                WFI   CI                 CO     WFO
                                 Core
                      CTI                      CTI

Cella di ingresso
                               Wrapper
                                                                        86
Modi
„   Normal: la cella non causa nessun effetto sul
    funzionamento del core
„   Inward Facing (IF): collaudo diretto verso il core; i CI
    sono controllati da WBR ed i CO sono osservati da
    WBR
„   Outward Facing (OF): collaudo esterno del core; i
    WFO sono controllati da WBR ed i WFI sono osservati
    da WBR
„   Safe: i CI ed i WFO sono controllati con valori sicuri
    (che non danneggiano il core od il sistema) da WBR.

                                                          87

Eventi
„   Shift: (obbligatorio) scalamento di un dato
    memorizzato in una cella WBR da CTI verso
    CTO
„   Update: (opzionale) permette di aggiornare
    un valore fuori dalla catena di scan
„   Capture: (obbligatorio) il valore presente su
    CFI è memorizzato all’interno della cella

                                                          88
Eventi        (segue)

„   Transfer (opzionale):
    „   se è presente l’evento update, un dato fuori
        dalla catena viene caricato nell’elemento di
        memoria più vicino a CTI
    „   se non è presente l’evento update ed in
        presenza di più elementi di memoria nella
        catena, il valore più vicino a CTO è caricato
        nell’elemento di memoria più vicino a CTI

                                                     89

Eventi        (segue)

„   Apply: i valori per il collaudo diventano attivi; i
    dati di collaudo (memorizzati nell’elemento di
    memoria più vicino a CTO) sono applicati a:
     „ CI in modo IF (per le celle di ingresso)

     „ WFO in modo OF (per le celle di uscita).

    L’evento è applicato a tutto il registro WBR e
    non ad una singola cella.

                                                     90
Cella base
„   Tipi:
     „ Shift
                                     CTO
     „ Capture

     „ Apply
                                 S/C
                          CFI
                                                     CFO

                                           Safe
                                  CTI

                                                           91

Possibile implementazione
„   Lo standard descrive il comportamento delle
    celle, ma non fornisce dettagli implementativi.
                 Shift/Capture   Normal/Test
      CFI
                                               CFO
      CTI
                                               CTO
                        FF

            WRCK                                           92
Cella con tutti gli eventi
          CTO

    CFI
                     U/C
                                      CFO

                               Safe
                S

            S/T

            CTI                              93

Istruzioni
„   Il modo operativo del wrapper è determinato
    dalle istruzioni caricate serialmente nel
    registro WIR.

                                             94
Insieme di istruzioni
„   WPRELOAD (Wrapper Preload)
„   WEXTEST (Wrapper External Test)
„   WBYPASS (Wrapper Bypass)
„   WCLAMP (Wrapper Clamp): opzionale
„   WSCORETEST (Wrapper Serial Core Test)
„   SCORETEST (Serial Core Test)

                                               95

Istruzioni       (segue)

„   WPRELOAD: carica un pattern in WBR e
    aggiorna i dati attraverso un’operazione di
    update
„   WCLAMP: memorizza il valore dei terminali di
    output di WBR e seleziona il registro Bypass
    tra WSI e WSO
„   WBYPASS: mette in by-pass il WBR, ponendo
    il registro di Bypass tra WSI e WSO; forza il
    core nel suo funzionamento normale
                                               96
Istruzioni       (segue)

„   WEXTEST: permette il collaudo della logica
    esterna al core e delle interconnessioni tra
    core. Prima di eseguire la WEXTEST si
    presume che i dati siano stati correttamente
    caricati in WBR attraverso un’istruzione
    WPRELOAD.

                                                 97

Istruzioni       (segue)

„   WSCORETEST: istruzione che permette il
    collaudo del core. Gli stimoli di collaudo sono
    scalati attraverso il WBR ed applicati ai
    terminali funzionali del core. I risultati sono
    catturati dal WBR ed esaminati attraverso il
    successivo    scalamento.      I    dati   sono
    normalmente caricati nei segnali CTO delle
    celle di ingresso attraverso un’istruzione di
    WPRELOAD.

                                                 98
Istruzioni               (segue)

     „   SCORETEST: istruzione che permette il
         collaudo del core. Simile alla WSCORETEST,
         permette di concatenare la catena di scan
         interna al WBR.

                                                                               99

     Esempio di uso di Wrapper
     1500
                          TAM definita dall’utente
Source                                                               Sink
      TAM-In               TAM-Out        TAM-In               TAM-Out
              1500 Wrapper                         1500 Wrapper
 Ingressi
 funzionali
                 Core 1
                               ...                    Core N
                                                                  Uscite
                                                                  funzionali

    WSI1                       WSO WSIN                           WSIN
                               1
                            Segnali di controllo

                               1500 WIP
                                                                               100
Sommario
„   Introduzione
„   Architettura della logica di accesso al collaudo
„   Standardizzazione (IEEE 1500)
„   Piano di collaudo
„   Conclusioni.

                                                     101

Requisiti per il collaudo di un
SOC
„   La soluzione del collaudo di un SOC richiede di:
     „ definire un meccanismo di collaudo di un core

     „ definire una struttura TAM per il trasporto dei

       vettori di collaudo e delle risposte
     „ permettere     diversi tipi di collaudo (memoria,
       processore, logica, analogica)
     „ realizzare l’integrazione e la schedulazione del

       collaudo a livello di sistema

                                                     102
Requisiti        (segue)

    „   permettere la diagnosi a livello di sistema
    „   permettere il riutilizzo del collaudo
    „   garantire il minimo tempo di collaudo
        attraverso un collaudo parallelo di più core
    „   introdurre il minimo overhead di area del
        collaudo
    „   rispettare lo standard.

                                                  103

Piano di collaudo di un SOC
„   Determinare la strategia di collaudo del core:
    „ Piano di collaudo per ogni singolo core

      (ATPG, scan, BIST)
    „ Progetto del wrapper

                                                  104
Piano di collaudo di un SOC
„   Determinare la strategia di collaudo del SOC:
    „ Fornire la TAM per ogni core

    „ Schedulare il collaudo in funzione di:

        „   Area
        „   Potenza
        „   Tempo
    „   Integrare il test a livello di sistema.

                                                           105

Esempio
                                                     SoC

         Microcontrollore                  DSP

            Partial Scan                 Full Scan

                             Logica
        Memorie              definita       ROM
                           dall’utente
        RAM BIST            Full Scan    ROM BIST

                      Boundary Scan

                                                           106
Strumenti commerciali
„   Strumenti di progetto integrano strumenti di
    progetto DfT nei loro ambienti di simulazione
    e sintesi:
     „ Mentor Graphics:

        „   MEMBISTArchitect: inserisce BIST per il collaudo
            di memorie embedded

                                                                  107

Strumenti commerciali                               (segue)

„   Strumenti specifici che valutano la collaudabilità e
    forniscono la soluzione DfT e i vettori di collaudo:
     „ Genesys Testware:

        „   Memory BistCore: BIST per memorie embedded
        „   Logic BistCore: Logic BIST per embedded core
    „   LogicVision
        „   Core Test: orientato al collaudo degli hard core
        „   Embedded Logic Test: ambiente di sviluppo per il collaudo
            gerarchico di SOC

                                                                  108
Strumenti commerciali                        (segue)

    „   Syntest:
        „   TurboBIST-Logic permette di inserire logic BIST
            per il collaudo di blocchi di logica embedded.

                                                        109

Sommario
„   Introduzione
„   Architettura della logica di accesso al collaudo
„   Standardizzazione (IEEE 1500)
„   Piano di collaudo
„   Conclusioni.

                                                        110
Conclusioni
„   Il collaudo di un SOC è un problema di
    estrema attualità
„   Lo standard 1500 permette di definire
    un’interfaccia standard per il collaudo dei
    core:
     „ Sono in corso di sviluppo strumenti che

       permetteranno di automatizzare il progetto
       del wrapper secondo lo standard

                                               111

Conclusioni         (segue)

„   Molte scelte sono lasciate all’utente:
    „ Piano di collaudo dei core (metodologia di

      collaudo, scheduling)
    „ Architettura di TAM.

                                               112
Puoi anche leggere