生成測試序列

　　故障建模背景完成后，設(shè)計人員要明確測試的電壓、溫度和頻率要求。給定應力角的序列與稱為測試算法發(fā)生器（TAG）的引擎結(jié)合。TAG 將與針對個別故障類型的小測試序列組合在一起，產(chǎn)生使測試時間和測試成本最小化的最小測試算法。

　　圖9展示了針對FinFET的TAG。圖中的過程是全自動的，從故障注入到測試序列識別再到TAG本身。不同的算法片段可以分割以應對不同的應力角和不同的故障檢測級別。分割形成了一個針對不同條件的測試序列池，這是由于不同用戶和應用具有不同的要求。比如，生產(chǎn)測試期間，設(shè)計人員必須識別故障，以便他們能夠糾錯，但是確定每個故障根源的完整分析可能十分耗時。然而，如果某種錯誤經(jīng)常發(fā)生，設(shè)計人員會執(zhí)行更加復雜而昂貴的測試，以縮小故障范圍，從而能采取相應的糾錯措施。

　　圖9：FinFETs測試算法綜合

　　這些過程和測試全部在STAR存儲器系統(tǒng)中得以實現(xiàn)，考慮了來自大多數(shù)FinFET提供商的故障，這些故障在不同提供商之間具有很大的共性，盡管位單元彼此相差很大。

　　STAR存儲器系統(tǒng)還將可編程能力納入其中?？梢酝ㄟ^JTAG端口和TAP控制器更新算法，修改測試序列本身或為調(diào)試和診斷而升級算法，或者就是簡單的算法升級，甚至是在現(xiàn)場。

　　使用STAR存儲器系統(tǒng)檢測并修復故障

　　Synopsys對FinFET潛在故障和缺陷的深入而徹底的分析內(nèi)建在了STAR存儲器系統(tǒng)之中，使得該系統(tǒng)可以在很多層次上使用，如圖10所示。最高層次是了解哪個存儲器例化單元出現(xiàn)失效，這對于生產(chǎn)測試和糾錯可能就足夠了。下一個層次是故障的邏輯地址和物理地址。STAR存儲器系統(tǒng)可以確定故障位的物理X、Y坐標。缺陷可以分類（單個位、成對位、整列等），故障可以分類并最終精確定位到故障部位。注意，所有這些都由芯片外面的STAR存儲器系統(tǒng)確定，而不是使用電子顯微鏡或其他更精細/昂貴的方式。

　　圖10：DesignWare STAR存儲器系統(tǒng)：多層次精密診斷

　　開發(fā)為SoC用戶（或存儲器IP設(shè)計人員）帶來高質(zhì)量結(jié)果的工具和IP是一個漫長而持續(xù)的過程。從深入的存儲器設(shè)計知識開始，早期接觸多家代工廠的制程參數(shù)、大量的故障注入模擬、硅芯片特征化和精確的行為和結(jié)構(gòu)模型，該過程可能需要三年以上。深入理解FinFET特有缺陷得到了對面積影響更小和測試時間更少的優(yōu)化測試算法，外加對使缺陷易于顯現(xiàn)的應力條件的認識。最后，所有這些知識全部結(jié)合在STAR存儲器系統(tǒng)中用于創(chuàng)建自動插入、快速測試和使產(chǎn)出最大化。

　　FinFET為使用預先插入的一組可調(diào)度的存儲器優(yōu)化時序提供了更多的可能性。BIST多路復用器可隨共享測試總線落實到位。這些測試總線可由定制數(shù)據(jù)通路創(chuàng)建者和處理器內(nèi)核進行復用。Synopsys創(chuàng)立了多存儲器總線（MMB）處理器來充分利用FinFET提供的可能性。MMB與映射到該總線上的所有緩存共享BIST/BISR邏輯，因此不再需要存儲器包裝器，減小了面積占用和功率消耗（圖11）。

　　圖11：搭建在傳統(tǒng)STAR存儲器系統(tǒng)處理器上的MMB處理器獲得更高FinFET性能及更小面積

　　圖12展示了一個SoC實例，其中部分存儲器傳統(tǒng)地使用STAR存儲器系統(tǒng)，而CPU內(nèi)核中的存儲器則通過MMB處理器訪問。MMB處理器不直接處理包裝器，而是訪問圖12中紅色方框代表的總線端口。MMB處理器從CPU RTL中讀取信息，理解存儲器細節(jié)和寫入總線的配置，引起即時握手。

　　圖12：STAR存儲器系統(tǒng)MMB使用模型

　　維修故障

　　現(xiàn)代存儲器同時具有行和列冗余性（圖13）。檢測到故障時，可以通過在非易失性存儲器中記錄問題和使用維修方案配置冗余列。STAR存儲器系統(tǒng)通過縮小故障范圍和確定置換出故障的方法來自動進行維修。這個過程可以對所有應力角進行優(yōu)化，故障在一個應力角檢出并擴大到下一個應力角，以此類推。

　　圖13：使用行、列修復維持FinFET高良率

　　由于STAR存儲器系統(tǒng)的自動化程度如此之高，診斷和修復可以按預定間隔在現(xiàn)場重復進行，比如系統(tǒng)上電時或按預定的時間長度。這種重復可以通過內(nèi)建冗余性消除因老化而產(chǎn)生的故障。

　　負偏壓溫度不穩(wěn)定性（NBTI）是FinFET最令人頭痛的一個特殊老化問題（平面晶體管沒有這樣的問題）。NBTI主要與溫度有關(guān)，會導致取決于 FinFET 工作溫度范圍的性能逐漸下降。