Пост-кремниевая проверка
 | Эта статья включает список литературы , связанную литературу или внешние ссылки , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты . ( Июль 2011 г. ) |
Пост-кремниевая проверка и отладка — это последний шаг в разработке полупроводниковой интегральной схемы .
Предварительный кремниевый процесс [ править ]
В процессе подготовки к созданию кристалла инженеры тестируют устройства в виртуальной среде с помощью сложных инструментов моделирования , эмуляции и формальной проверки . Напротив, проверочные тесты после полупроводниковых систем проводятся на реальных устройствах, работающих на высокой скорости на коммерческих реальных системных платах, с использованием логического анализатора и инструментов , основанных на утверждениях .
Рассуждение [ править ]
Крупные полупроводниковые компании тратят миллионы на создание новых компонентов; это « невозвратные издержки » реализации проекта. Следовательно, крайне важно, чтобы новый чип функционировал в полном и идеальном соответствии со своими спецификациями и был доставлен на рынок в сжатые сроки для потребителей. Даже задержка в несколько недель может стоить десятки миллионов долларов. Таким образом, пост-кремниевая проверка является одним из наиболее важных этапов успешной реализации проекта.
Проверка [ править ]
Чипы, состоящие из 500 000 логических элементов, представляют собой кремниевые мозги сотовых телефонов, MP3-плееров, компьютерных принтеров и периферийных устройств, цифровых телевизоров, систем медицинской визуализации, компонентов, используемых в обеспечении безопасности и комфорта на транспорте, и даже систем управления зданиями. Либо из-за их широкого распространения среди потребителей, либо из-за их критически важного применения, производитель должен быть абсолютно уверен, что устройство прошло тщательную проверку.
Лучший способ добиться высокой уверенности — это использовать работу по проверке до кремниевой системы, которая может составлять до 30% от общей стоимости внедрения, и использовать эти знания в посткремниевой системе. Сегодня большая часть этой работы выполняется вручную, что частично объясняет высокие затраты, связанные с проверкой системы. Однако недавно были представлены некоторые инструменты для автоматизации проверки посткремниевых систем.
Наблюдаемость [ править ]
Среды проектирования, основанные на моделировании, обладают огромным преимуществом почти идеальной наблюдаемости , что означает, что дизайнер может видеть любой сигнал практически в любое время. Однако они страдают от ограниченного объема данных, которые они могут генерировать во время проверки пост-кремниевой системы. Многие сложные устройства сообщают о своих проблемах только после нескольких дней или недель тестирования и выдают такой объем данных, для воспроизведения которого на симуляторе потребуются столетия. Эмуляторы на основе FPGA , хорошо зарекомендовавшие себя в большинстве методов реализации, работают быстрее, чем программные симуляторы, но не обеспечивают комплексных тестов на скорости системы, необходимых для надежности устройств.
Более того, проблема пост-кремниевой валидации усугубляется, поскольку сложность конструкции возрастает из-за огромных достижений в области обработки полупроводниковых материалов. Время от прототипа кремния — так называемого «первого кремния» — до серийного производства увеличивается, и ошибки все же попадают к клиентам. Расходы, связанные с усилением IP-защиты, растут. Сегодня отрасль сосредоточена на методах, которые позволяют разработчикам лучше окупать свои инвестиции в проверку до и после проверки полупроводников. Лучшие из этих решений обеспечивают доступную, масштабируемую, автоматизированную визуализацию в масштабе проводов.
Преимущества [ править ]
Пост-кремниевая проверка включает в себя все усилия по проверке, которые прилагаются к системе после того, как становятся доступными первые несколько полупроводниковых прототипов, но до выпуска продукта. Если в прошлом большая часть этих усилий была посвящена проверке электрических аспектов конструкции или диагностике систематических производственных дефектов, то сегодня все большая часть усилий сосредоточена на функциональной проверке системы. Эта тенденция по большей части связана с растущей сложностью цифровых систем, что ограничивает охват проверки, обеспечиваемый традиционными докремниевыми методологиями. В результате ряд функциональных ошибок сохраняется в изготовленном кремнии, и задача пост-кремниевой проверки заключается в их обнаружении и диагностике, чтобы они не проникли в выпущенную систему. Ошибки в этой категории часто представляют собой ошибки системного уровня и редкие крайние ситуации, спрятанные глубоко в пространстве состояний проекта: поскольку эти проблемы охватывают множество модулей дизайна, их трудно идентифицировать с помощью предварительных кремниевых инструментов, характеризующихся ограниченной масштабируемостью и производительностью. .
Пост-кремниевая проверка, с другой стороны, выигрывает от очень высокой исходной производительности, поскольку тесты выполняются непосредственно на изготовленном кремнии. В то же время это создает ряд проблем для традиционных методологий проверки из-за ограниченной внутренней наблюдаемости и сложности внесения модификаций в производимые кремниевые чипы. Эти два фактора, в свою очередь, приводят к серьезным проблемам в диагностике и исправлении ошибок.