DFT（二）MBIST
MBIST（Memory Built-In Self-Test，内置存储器自检测）是一种用于检测半导体存储器（如 RAM）中制造缺陷和操作故障的技术。它允许存储器在没有外部测试设备的情况下进行自我测试，从而提高了生产效率并降低了成本。
基本原理
MBIST 的核心思想是利用存储器内部的逻辑电路来执行测试，而不需要外部的测试设备。测试过程通常包括以下步骤：
- 地址和数据路径的测试：验证地址和数据路径是否正确连接。
- 存储器阵列的测试：检测存储器单元是否存在故障，如短路或断路。
- 行和列解码器的测试：检查行和列解码器是否正确地映射地址。
关键组件
- 测试访问机制（TAM）：允许测试模式的输入和输出，通常通过特殊的输入引脚或软件指令触发。
- 测试模式寄存器：存储测试配置信息，如测试类型、测试数据和预期结果。
- 测试算法：用于检测特定类型的故障，如行故障、列故障或耦合故障。
测试过程
- 初始化：通过 TAM 将存储器置于测试模式，并加载测试模式寄存器。
- 测试模式执行：根据测试模式寄存器中的配置，执行相应的测试算法。
- 结果分析：将测试结果与预期结果进行比较，以确定存储器是否通过测试。
- 退出测试模式：测试完成后，存储器退出测试模式，恢复正常操作。
测试算法
MBIST 使用多种算法来检测不同类型的故障：
- 游标测试（March Tests）：如 March C- 或 March B+ 算法，通过在存储器中移动数据来检测故障。
- 伪随机测试：使用伪随机数生成器产生测试向量，以检测更难发现的故障。
- 压缩测试：通过将数据压缩成较少的位模式来减少测试时间。
优点
- 成本效益：减少了对外部测试设备的依赖，降低了测试成本。
- 高效率：可以在生产过程中快速检测存储器故障。
- 灵活性：可以针对不同类型的存储器定制测试算法。
缺点
- 测试覆盖率：可能无法检测到所有类型的故障，特别是那些需要特定测试条件的故障。
- 测试时间：尽管比外部测试快，但某些复杂的测试算法仍然会增加测试时间。
- 设计复杂性：需要在存储器设计中集成额外的逻辑，增加了设计的复杂性。
应用领域
MBIST 广泛应用于各种存储器类型，包括：
- 静态随机存取存储器（SRAM）：由于其结构简单，易于实现 MBIST。
- 动态随机存取存储器（DRAM）：需要更复杂的测试算法，因为其存储单元更易受故障影响。
- 闪存：用于检测制造过程中的缺陷，提高闪存的可靠性。
结论
MBIST 是一种有效的存储器自检测技术，它通过减少对外部测试设备的依赖，提高了生产效率并降低了成本。然而，设计者需要仔细考虑测试算法的选择和测试覆盖率，以确保存储器的可靠性。随着半导体技术的不断进步，MBIST 技术也在不断发展，以适应新型存储器的需求。
