Iddq-тестирование

Iddq-тестирование — это метод проверки интегральных схем КМОП на наличие производственных дефектов. Он основан на измерении тока питания (Idd) в состоянии покоя (когда схема не переключается и входы поддерживаются на статических значениях). Ток, потребляемый в этом состоянии, обычно называют Iddq, что означает Idd (постоянный режим), отсюда и такое название.

В тестировании Iddq используется принцип, согласно которому в правильно работающей пассивной КМОП цифровой схеме нет пути статического тока между источником питания и землей, за исключением небольшой утечки. Многие распространенные неисправности полупроводникового производства приводят к увеличению тока на порядки, что можно легко обнаружить. Преимущество этого метода заключается в проверке чипа на наличие множества возможных неисправностей за одно измерение. Еще одним преимуществом является то, что он может обнаруживать неисправности, которые не обнаруживаются с помощью обычных застрявших неисправностей векторов тестирования .

Тестирование Iddq несколько сложнее, чем просто измерение тока питания. Например, если линия закорочена на Vdd, она все равно не будет потреблять дополнительный ток, если затвор, управляющий сигналом, пытается установить его в «1». Однако другой вход, который пытается установить сигнал на 0, покажет значительное увеличение тока покоя, сигнализируя о неисправности детали. Типичные тесты Iddq могут использовать около 20 входных данных. Обратите внимание, что входные данные теста Iddq требуют только управляемости , а не наблюдаемости . Это связано с тем, что наблюдение осуществляется через общее подключение к источнику питания.

Преимущества и недостатки

Iddq-тестирование имеет множество преимуществ:

• Это простой и прямой тест, позволяющий выявить физические дефекты.
• Затраты на площадь и время проектирования очень низкие.
• Генерация тестов происходит быстро.
• Время тестирования приложения сокращается, поскольку наборы векторов малы.
• Он выявляет некоторые дефекты, которых в других тестах, особенно в тестах на застревание в логике. нет

Недостаток: По сравнению с тестированием цепочки сканирования , тестирование Iddq требует много времени и, следовательно, более дорогое, поскольку достигается за счет измерений тока, которые занимают гораздо больше времени, чем считывание цифровых выводов при массовом производстве.

Будущее тестирования Iddq

По мере того как геометрия устройства сжимается, т.е. транзисторы и затворы становятся меньше, что приводит к созданию более крупных и сложных процессоров и SoC (см. закон Мура ), ток утечки становится намного выше и менее предсказуемым. Это затрудняет различение детали с низкой утечкой и дефектом от детали с естественно высокой утечкой. Кроме того, увеличение размера схемы означает, что одна неисправность будет иметь меньший процентный эффект, что затрудняет обнаружение тестом. Однако Iddq настолько полезен, что дизайнеры предпринимают шаги, чтобы поддерживать его работоспособность. Одним из конкретных методов, который помогает, является вентилирование мощности , при котором весь источник питания каждого блока может быть отключен с помощью переключателя с малой утечкой. Это позволяет тестировать каждый блок по отдельности или в комбинации, что значительно упрощает тестирование по сравнению с тестированием всего чипа.

Ссылки

Страка, Б.; Манхаев, Ганс; Ванневиль, Дж.; Свайда, М. (1998). «Выносной измерительный блок IDDQ с полным цифровым управлением». . Труды - Проектирование, автоматизация и испытания в Европе, ДАТА . Проектирование, автоматизация и тестирование в Европе . стр. 495–500.

Сабаде, Сагар; Уокер, DMH (июнь 2004 г.). «Методы тестирования на основе IDDX: опрос» . Труды АСМ по автоматизации проектирования электронных систем . 9 (2): 159–198. дои : 10.1145/989995.989997 . S2CID   6401125 . Проверено 11 ноября 2018 г.

Дальнейшее чтение

• Раджсуман, Рочит (октябрь 1994 г.). Iddq-тестирование CMOS VLSI . Издательство «Артех Хаус». ISBN  0-89006-726-0 .
• Раджсуман, Рочит (апрель 2000 г.). «Тестирование Iddq для CMOS VLSI». Труды IEEE . 88 (4): 544–568. дои : 10.1109/5.843000 . S2CID   2481046 . (Примечание. Это краткое изложение основных идей тестирования Iddq, истории метода и многих его характеристик.)
• «Учебник по Iddq» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 7 июня 2007 г. Проверено 19 сентября 2008 г.
• Доступная технология Iddq