BIST, BIRA, BISR란? (MBIST,DFT, what is BIST in vlsi?)

- MBIST -

 

- 반도체 기술이 발전할수록 chip의 memory와 logic의 수가 증가하고 있습니다.  

  → 이로 인해 memory test를 진행하는 데 있어서 많은 시간과 비용이 들어가게 됩니다.

  → 이러한 문제를 해결하기 위해 내장 test 방법인 BIST를 사용합니다.

  → 그중 memory를 test 하는 것이 MBIST입니다.

 

 

 

MBIST(Memory Built-In Self-Test)?

 

- Built-in이라는 단어를 보면 유추할 수 있듯 chip 내부에 memory를 test 하기 위한 test logic을 삽입하는 방법으로

 현재 할 수 있는 memory test 방법 중 가장 효율이 높은 방법입니다.

 

 

 

MBIST 장점

 

- 실제 동작 속도와 같은 속도의 clock으로 test 할 수 있습니다.

- 외부 장치를 이용한 test 보다 비용이 저렴합니다.

- Test 시간을 줄일 수 있습니다.

- Memory를 병렬로 test 할 수 있습니다.

- 필드 (실제 chip을 사용하는 곳)에서도 사용이 가능합니다.

 

 

 

MBIST logic 구성 요소

 

- Test pattern을 생성할 수 있는 logic

- Test pattern의 input에 대한 결과와 결함이 없을 경우 나와야 하는 결과가 일치하는지 판단하는 logic

  → 즉, memory의 결함 여부를 스스로 판단할 수 있는 기능이 있어야 합니다.

MBIST logic

 

Test Controller

 

- MBIST 검사를 제어하는 logic

 

 

Pattern Generator

 

- Test 모드일 때, MBIST 검사에 사용할 test pattern

 

 

Comparator

 

- Test를 위해 나온 output(read data)과 결함이 없을 경우 나오는 output(golden data)이 같은 지 확인하는 logic

 

 

CUT (Circuit under test)

 

- Test 중인 memory

 

 

Generator

 

-  pattern generator는 두 가지로 구성됩니다.

• Address generator : Test 할 memory의 address를 지정해 줍니다.
• Data generator : 0과 1로 이루어진 test pattern을 만들어 줍니다.

pattern generator

 

 

- BIRA & BISR -

 

- BIST가 결함 여부만을 알려주었다면 결함을 고칠 수 있는지에 대한 여부와

  실제로 해당 cell을 고쳐주는 BIRA, BISR가 있습니다.

 

 

 

Memory를 고쳐서 사용하는 이유?

 

- 몇 개의 cell 때문에 memory를 버리게 되면 비용적인 문제가 발생하기 때문입니다.

 

 

 

BIRA(Built-In Redundancy Analysis)?

- BIST에서 얻은 결함 정보를 통해 다음을 판단합니다.

  → Redundancy cell로 교체가 가능한지

  → 고장 난 cell의 address가 어딘지

  → 교체가 가능하다면 어떻게 Redundancy cell을 배치할 것인지

 

Redundancy cell : 직역하면 여분 cell로, memory를 고칠 수 있게 내장되어 있는 여분의 cell

 

 

 

BISR(Built-In Self-Repair)?

 

- BIRA를 통해 얻은 재배치 정보를 이용하여 고장 난 cell을 Redundancy cell로 대체 하는 것.

  → Built-In Self-Repair결함 정보를 OTP(One Time Programing)에 저장한 후

      전원이 켜지면 OTP가 고장 난 cell을 수리합니다.