Áp Dụng Kỹ Thuật DFT (Design For Testability) Vào Arm Cortex M0

• Tác giả: Dao Vinh Hien
• Người hướng dẫn: PhD. Nguyen Minh Son
• Trường học: Vietnam National University Ho Chi Minh City
• Chuyên ngành: Information Technology
• Đề tài: Áp Dụng Kỹ Thuật DFT Vào Arm Cortex M0: Thiết Kế ASIC Hiệu Quả
• Loại tài liệu: graduate thesis
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• PREFACE
• THÔNG TIN HỘI ĐỒNG CHẤM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• 1. INTRODUCTION ABOUT DFT & CONCEPTS
• 1.1. Design for Testability
• 1.2. DFT Techniques
• 1.2.1. Boundary Scan Design
• 1.2.2. Memory BIST Insertion Technique
• 1.2.3. Logic BIST Insertion Technique
• 1.2.4. Typical Scan Insertion flow
• 1.3. Concepts in DFT method
• 1.3.1. What is Scan Technique?
• 1.3.2. Scan Insertion Technique
• 1.3.3. Modeling silicon errors
• 1.3.4. Fault Coverage, Test Coverage
• 2. ARM CORTEX-M0 & SYSTEM DESIGN OVERVIEW
• 2.1. Full Cortex-M0 processor
• 2.2. DesignStart’s Cortex-M0 processor
• 2.3. DesignStart’s example design
• 2.4. Structure block after synthesis
• 3. BUILD ENVIRONMENT & ANALYZE ECO DFT
• 3.1. The technique we used
• 3.2. Setting for scan compression
• 3.3. Report DFT DRC violation
• 3.4. Test coverage
• 3.5. Limitations of the topic
• 3.6. Development direction of the topic
• 4. RESULTS AND DISCUSSION
• FIGURE LIST
• TABLE LIST
• LIST OF ABBREVIATION
• THESIS SUMMARY

I. Tổng quan về Áp Dụng Kỹ Thuật DFT Vào Arm Cortex M0

Kỹ thuật DFT (Design for Testability) đã trở thành một phần quan trọng trong thiết kế vi mạch, đặc biệt là trong việc phát triển các hệ thống nhúng như Arm Cortex M0. Việc áp dụng DFT giúp cải thiện khả năng kiểm tra và phát hiện lỗi trong quá trình sản xuất. Bài viết này sẽ khám phá cách mà DFT có thể được áp dụng hiệu quả vào thiết kế ASIC cho Arm Cortex M0.

1.1. Khái niệm về Kỹ Thuật DFT và Arm Cortex M0

Kỹ thuật DFT là phương pháp thiết kế nhằm đảm bảo khả năng kiểm tra các lỗi trong vi mạch. Arm Cortex M0 là một trong những vi xử lý phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng nhúng. Việc kết hợp giữa DFT và Arm Cortex M0 giúp tối ưu hóa quy trình kiểm tra và nâng cao hiệu suất.

1.2. Lợi ích của việc áp dụng DFT vào Arm Cortex M0

Áp dụng DFT vào Arm Cortex M0 mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng phát hiện lỗi nhanh chóng, giảm thiểu thời gian kiểm tra và cải thiện độ tin cậy của sản phẩm. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao.

II. Thách thức trong việc áp dụng DFT vào thiết kế ASIC

Mặc dù DFT mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng nó vào thiết kế ASIC cho Arm Cortex M0 cũng gặp phải một số thách thức. Những thách thức này bao gồm việc tích hợp các kỹ thuật DFT vào quy trình thiết kế hiện tại và đảm bảo rằng các chức năng của vi mạch không bị ảnh hưởng.

2.1. Vấn đề về khả năng kiểm tra và phát hiện lỗi

Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo rằng tất cả các nút trong thiết kế đều có thể kiểm tra được. Điều này đòi hỏi phải có một kế hoạch chi tiết để xác định các nút có thể kiểm tra và phát hiện lỗi.

2.2. Tích hợp DFT vào quy trình thiết kế hiện tại

Việc tích hợp DFT vào quy trình thiết kế hiện tại có thể gặp khó khăn do sự phức tạp của các hệ thống hiện tại. Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các kỹ sư thiết kế và kỹ sư kiểm tra để đảm bảo rằng DFT được áp dụng hiệu quả.

III. Phương pháp áp dụng DFT vào Arm Cortex M0

Để áp dụng DFT vào Arm Cortex M0, cần sử dụng một số phương pháp cụ thể. Những phương pháp này bao gồm việc sử dụng kỹ thuật Scan Insertion và Memory BIST để cải thiện khả năng kiểm tra.

3.1. Kỹ thuật Scan Insertion trong DFT

Kỹ thuật Scan Insertion cho phép thay thế các ô không có chức năng quét bằng các ô có chức năng quét, giúp kiểm tra lỗi hiệu quả hơn. Điều này đặc biệt hữu ích trong việc kiểm tra các mạch tuần tự như flip-flops.

3.2. Memory BIST và vai trò của nó trong DFT

Memory BIST là một kỹ thuật DFT quan trọng, giúp kiểm tra các lỗi trong bộ nhớ mà không làm ảnh hưởng đến chế độ hoạt động của vi mạch. Kỹ thuật này sử dụng các mẫu kiểm tra tự động để phát hiện lỗi trong bộ nhớ.

IV. Ứng dụng thực tiễn của DFT trong thiết kế vi mạch

Việc áp dụng DFT vào thiết kế vi mạch không chỉ giúp phát hiện lỗi mà còn cải thiện hiệu suất tổng thể của sản phẩm. Các ứng dụng thực tiễn của DFT trong Arm Cortex M0 đã cho thấy sự cải thiện đáng kể trong khả năng kiểm tra và độ tin cậy.

4.1. Kết quả nghiên cứu về hiệu quả của DFT

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng DFT vào Arm Cortex M0 đã giúp tăng cường khả năng phát hiện lỗi lên đến 30%, từ đó giảm thiểu chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.2. Các ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp

DFT đã được áp dụng thành công trong nhiều sản phẩm tiêu dùng và thiết bị điện tử, từ smartphone đến thiết bị IoT, giúp cải thiện độ tin cậy và hiệu suất của các sản phẩm này.

V. Kết luận và tương lai của DFT trong thiết kế vi mạch

Kỹ thuật DFT đang ngày càng trở nên quan trọng trong thiết kế vi mạch, đặc biệt là trong bối cảnh công nghệ ngày càng phát triển. Tương lai của DFT hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến trong khả năng kiểm tra và phát hiện lỗi.

5.1. Xu hướng phát triển của DFT trong ngành vi mạch

Xu hướng phát triển của DFT trong ngành vi mạch sẽ tập trung vào việc cải thiện khả năng kiểm tra tự động và giảm thiểu chi phí sản xuất. Các công nghệ mới như AI và machine learning có thể được áp dụng để tối ưu hóa quy trình kiểm tra.

5.2. Tương lai của Arm Cortex M0 với DFT

Arm Cortex M0 sẽ tiếp tục là một nền tảng quan trọng trong thiết kế vi mạch, và việc áp dụng DFT sẽ giúp nâng cao khả năng kiểm tra và độ tin cậy của các sản phẩm sử dụng nền tảng này.