隨著半導(dǎo)體工藝不斷地進(jìn)步，那些原本存在芯片中的大型存儲(chǔ)器會(huì)轉(zhuǎn)變成數(shù)十或數(shù)百個(gè)小型的存儲(chǔ)器陣列，并且散布在芯片中各個(gè)角落。這些陣列有的是寄存器堆，F(xiàn)IFO，或者是在存儲(chǔ)器管理系統(tǒng)中一些對(duì)性能要求較高的存儲(chǔ)器。針對(duì)這種類型的小型陣列，如果想要偵測(cè)出與速度相關(guān)的瑕疵以及固定邏輯(stuck-at)故障，其實(shí)并不是一件容易的事。

　　傳統(tǒng)上，測(cè)試數(shù)字集成電路可以采用功能性向量，或是由自動(dòng)測(cè)試向量生成(ATPG)工具所產(chǎn)生的向量。此類軟件工具主要為隨機(jī)邏輯生成基于掃描的測(cè)試向量，對(duì)于待測(cè)組件(DUT)的存儲(chǔ)器部分，卻無法提供測(cè)試方案。得依賴存儲(chǔ)器內(nèi)建自測(cè)試(BIST)的方法來測(cè)試寄存器。

　　尤其是那些采用先進(jìn)工藝的存儲(chǔ)器陣列，存在著許多難以預(yù)測(cè)的潛在瑕疵。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器BIST方案會(huì)利用March或其它算法重復(fù)簡(jiǎn)單的測(cè)試序列來偵測(cè)大部分的寄存器故障。在一種存儲(chǔ)器BIST方法中，DUT中的狀態(tài)機(jī)自身能產(chǎn)生和分析那些測(cè)試存儲(chǔ)器中的每一個(gè)地址所需用到的測(cè)試向量，免去了外部ATE機(jī)的測(cè)試工作。另一種方法，則是讓片上處理器來測(cè)試存儲(chǔ)器，其缺點(diǎn)在于通常得等到DUT設(shè)計(jì)接近完成的時(shí)候，才能判斷出這種方法的有效性。

　　由于會(huì)影響芯片的面積與性能，小型存儲(chǔ)器陣列通常并不適合增加存儲(chǔ)器BIST邏輯。那些地址空間很少但端口很多的存儲(chǔ)器尤其不適合BIST。因?yàn)橄鄬?duì)于陣列大小，存儲(chǔ)器端口數(shù)量對(duì)BIST控制電路規(guī)模的影響更大，所以，可能導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)BIST控制電路所需的門數(shù)甚至?xí)痛鎯?chǔ)器本身一樣大。同時(shí)，BIST還要求所有存儲(chǔ)器的輸入引腳都有一個(gè)多路選擇器來選擇BIST信號(hào)與系統(tǒng)信號(hào)。對(duì)多端口存儲(chǔ)器而言，多路選擇電路會(huì)引起布線擁擠，并且導(dǎo)致性能的嚴(yán)重下降。

                         圖1   宏測(cè)試采用向量轉(zhuǎn)換的技術(shù)，
    
    在掃描單元與內(nèi)部宏單元，如嵌入式存儲(chǔ)器陣列之間傳遞測(cè)試向量。

　　嵌入式存儲(chǔ)器測(cè)試方案

　　考慮到BIST對(duì)小型存儲(chǔ)器陣列造成的負(fù)面影響，一個(gè)簡(jiǎn)單的選擇便是不去測(cè)試 — 但用戶極有可能會(huì)收到瑕疵品�；蛘�，在辦公室里花更多的時(shí)間，為每一個(gè)存儲(chǔ)器陣列，手工生成完成測(cè)試算法所需的向量。好在還有一種更有效的選擇 ─ 那就是利用ATPG工具和待測(cè)組件的掃描儀單元，在每一個(gè)嵌入式存儲(chǔ)器的輸入端生成測(cè)試向量，并從輸出端得到響應(yīng)。這項(xiàng)新技術(shù)，有時(shí)候被稱為“向量轉(zhuǎn)換”，或者是“宏測(cè)試”(macro testing)(見圖1)。如此一來，工程師便可以運(yùn)用一組宏向量序列，來測(cè)試獨(dú)立的嵌入式模塊(也可以稱之為宏)。一些EDA 公司可以提供有此功能的軟件工具。這些工具可以把那些為獨(dú)立的嵌入式存儲(chǔ)器(宏模塊) 所設(shè)計(jì)的宏向量自動(dòng)轉(zhuǎn)化成芯片級(jí)掃描向量，并把結(jié)果傳送到掃描單元，供作驗(yàn)證之用。

　　宏測(cè)試完成嵌入式模塊所需的測(cè)試不需要附加測(cè)試邏輯電路。其次，最終的嵌入式存儲(chǔ)器掃描向量還可以像標(biāo)準(zhǔn)的阻塞掃描向量一樣，具有簡(jiǎn)單的測(cè)試協(xié)議，因此能夠減少在產(chǎn)品測(cè)試機(jī)臺(tái)上向量的調(diào)試時(shí)間。有些公司應(yīng)用宏測(cè)試技術(shù)平行測(cè)試100多個(gè)存儲(chǔ)器。如此一來，宏測(cè)試掃描向量也不過是與最長(zhǎng)的向量長(zhǎng)度相同。這項(xiàng)技術(shù)可用于測(cè)試任何嵌入式模塊，即便是所謂的“黑盒子”(black box)。只要在模塊的I/O端定義向量，那么這些向量便可以傳遞通過外圍的邏輯電路。

                      
                       圖2  流水線處理能夠讓連續(xù)的讀/寫操作在連續(xù)的
                       時(shí)鐘周期內(nèi)完成，提供全速存儲(chǔ)器BIST功能。

　　嵌入式存儲(chǔ)器中的時(shí)序故障

　　如同一般的隨機(jī)邏輯，嵌入式存儲(chǔ)器也需要測(cè)試靜態(tài)故障和“實(shí)速”(at-speed)故障。由于存儲(chǔ)器BIST通常在系統(tǒng)時(shí)鐘下運(yùn)行，因此也被稱之為實(shí)速存儲(chǔ)器BIST。然而，即使BIST控制邏輯利用系統(tǒng)時(shí)鐘來設(shè)定測(cè)試序列，卻需要數(shù)個(gè)時(shí)序周期去完成單獨(dú)的讀/寫操作。因此，實(shí)速存儲(chǔ)器BIST電路雖然采用系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，其實(shí)并無法如同芯片在正常模式運(yùn)作下那樣，執(zhí)行讀寫周期。運(yùn)用流水線(pipelin