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如何在生产制造中进行低功耗测试

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电源器件测试

为了解决功能性操作过程中的功耗问题，包括多路电压(MSV)和电源关闭(PSO)在内的许多架构级电源管理技术正得到越来越广泛的应用。这种技术可以提供高达80%的动态功率降低和几个数量级的漏电功率下降。这些设计具有多种电源模式，设计的不同区域(也称为域)可以处于不同的电源模式。

从DFT角度看，当内部扫描链、测试压缩、存储器BIST等测试结构被?入到这种设计中时，它们必须能在目标电源模式下工作。在以对应电源模式的测试模式测试芯片时，测试结构和实现与保持不同电源模式的控制器宏应该在测试仪上完全可控。

许多传统测试解决方案“不计较”这些低功率特性，并在所有域的电源接通条件下做测试。而在具有功率意识的测试方法中，设计的功能性电源模式被映射到ATPG测试波形。映射必须做到包含至少一个处于“开”状态的每个电源域的实例，这种状态允许以在用逻辑故障为目标，同时测试电源域隔离逻辑，并进行“开状态”验证。同样，还需要包含至少一个处于“关”状态的每个电源域的实例，用于验证和测试生成。

另外一个考虑因素是测试电源器件结构，包括电源控制器、电源开关和状态保持(SR)触发器，以及用于功能性电源管理的结构。在制造测试期间，必须对这些低功率器件中的缺陷进行精确建模和测试。例如，传统的结构化测试不足以测试支持电源关断和模式转换的逻辑，因为传统的ATPG和故障模型不足以解决处于断电中的逻辑问题。例如，在关断包含一个SR单元的域的电源后，由于SR单元不能保持最初加载的状态，SR单元可能无法正常工作。目前商用DFT和ATPG工具都支持具有功率器件意识的测试。

本文小结

制造测试期间的功耗潜在影响不能再被忽视了。许多IC设计团队的经验表明，好的工程规划、并行机制以及具有功率意识的DFT、ATPG和签字确认工具可以减轻测试低功率架构和元件过程中遇到的测试功率问题。本文重点介绍了几种实用的DFT和AFPG技术。随着低功率电子器件的快速发展，DFT和ATPG领域中将涌现出更多创新技术、工具和绝佳实用方法。

表1：使用测试波形电源管理技术的低功率扫描与传统扫描过程中开关功率的比较。