當SoC上有超過80%的芯片面積被各種形式的存儲器占用之時，存儲器的DFT測試已經變得非常重要。

(一)存儲器故障模型類型：

1.固定故障(SAF)，即Stuck at Fault

存儲單元stuck at 1或0。

2.轉換故障(TF)，即Transition fault

比如可以1->0,但是無法完成0->1的準換。

3.耦合故障(CF)，即Couple Fault

由于鄰接單元，許多單元共享字線和位線，寫入一個單元可能導致另一個單元出現相同值。反向耦合(CFin, Inversion Couple Fault)是指當寫入一個值到一個存儲單元時，該值將反轉另一個存儲單元值。

比如，要測試CF，需在所有單元中寫0，然后在存儲單元A寫1。讀取所有單元值，檢查除了單元A為1外，是否還有其他單元被耦合拉為1了。另外，對相反值也要采取此流程。

4.橋接故障(BF)，即Bridge Fault

兩個或兩個以上位線短接在一起就造成了橋接故障（BF)。

(二)存儲器測試算法

測試存儲器測試算法的性能指標通常有兩個：

測試時間

故障覆蓋率

常用的確定性測試算法有：Checkerboard算法、March類算法、MSCAN（Memory Scan）算法、跳步 (GALPAT) 和走步 (Walking 1/0)算法，我們重點介紹Checkerboard算法、March類算法。

MSCAN算法

MSCAN 算法是一種最基本、最簡單的測試算法。首先對所有待測單元寫入全0，然后讀取所有存儲單元并判斷是否有故障，接著寫入全1，再讀取所有存儲單元并判斷是否有故障，可以檢測所有SAF故障，缺點是僅支持部分耦合故障的測試，故障覆蓋率有限。

Checkerboard棋盤算法

Checkerboard 算法也叫棋盤算法，基本過程是對每個存儲單元進行賦值，保證每一個存儲單元的值都與相鄰單元的值不同，這樣就將整個存儲陣列分為了兩塊：存儲值是0的為A 塊，存儲值是1的為B 塊：

Checkerboard棋盤算法分塊后，按如下過程測試：

(1) 對A和B塊分別寫入0和1；

(2) 讀所有存儲單元；

(3) 對A和B塊分別寫入1和0；

(4) 讀所有存儲單元。

該算法的操作數為4N，N為存儲單元個數，時間復雜度為O(N)，可以檢測固定型故障和部分橋連故障，在BIST 算法中應用廣泛。

March 測試算法

March算法是一系列的算法，具有較高的故障覆蓋率、測試時間較短，已經廣泛應用于大容量SRAM 和DRAM 的測試，目前的March 算法主要有MATS，MATS+，March X、March C、March C-、March C+、March LR 等類型。可以檢測各種內存故障（Stuck-At、Transition、Address faults、Idempotent coupling faults）。

March-C 算法以任何順序將0寫入所有存儲單元，然后從位置 0開始以地址升序排序的方法讀取并檢查數據是否是0，并將已讀取的位置寫入1，遍歷后，所有的存儲器位都為1。然后我們又從位置0開始以遞增順序讀取 1，并將每次讀取的位置寫為0。然后重復類似的測試。詳細步驟如下：

March-C 的測試步驟：

按照上圖的解釋，March算法執行步驟可以更簡單的描述如下：

地址遞增：

初始化寫0

讀0，寫1，地址順序遞增

讀1，寫0，地址順序遞增

地址遞減：

讀0，寫1，地址順序降序

讀1，寫0，地址順序降序

按降序讀0

March-C讀寫一共進行10次，因此算法復雜度為10N。

當前，大多數行業標準使用March和棋盤格算法的組合，通常稱為SMarchCKBD算法。該算法使MBIST控制器能夠進行快速行或列訪問來檢測內存故障。

我們可以看到景芯SoC訓練營也是采用的SMarchCKBD算法：

審核編輯：劉清