上篇分析了高速Scan技术背景,本篇将详细拆解V93K EXA Scale平台背后提供的解决方案。
高速率
PS5000可以支持最高5Gbps的传输速率,而近年新推出的PSMLS板卡则可以支持高达33Gbps的速率。

在如此高速率下,信号完整性的满足度尤为重要,对此PSMLS板卡引入了以下功能:
· CDR (Clock and Data Recovery circuit 时钟数据恢复电路)
可以有效消除HSIO在一些不理想环境下发生的jitter, 同时自动对齐眼中心, 保证数据比较沿处于最佳位置
· Header Hunter (帧头追踪)
可以用来对齐数据帧头,匹配scan out比较cycle
· De-embedding (去嵌)
其可以根据用户输入所输入走线的S参数进行计算,自动补偿由实际物理链路造成的信号损失
· DIM (Device Interface Module)
新的物理层接口,区别于其他数字板卡的pogo connection,而使用同轴电缆进行与DUT的连接,有效提高了信号完整性
对于数据流协议的识别及同步, PS5000与PSMLS都提供了名为header hunter(帧头追踪)的功能,其会根据向量中的头部若干cycle所定义的SOP来从DUT发出的信号流中定位到该SOP的位置,,从而对齐数据流,实现了正确通信。
同时,如果高速Scan所选用的HSIO包含CDR,会需要ATE始终保持一定密度的信号翻转. 对此,名为SuppressHold的功能可以实现在ATE的IDLE状态下仍然能够输出特定的反转码型(如clock),避免DUT的CDR重复锁定,简化测试程序从而降低测试时间。
庞大信息量
同样的scan向量在传统scan上,将由上百根scan channel承载,而到了高速scan上,这些信息则集中到了极少量的channel上,导致高速scan的每个channel都需要存储非常深的vector。
为了解决向量存储深度的问题:
· PS5000的单根channel的最大存储空间从PS1600的224MB提高到了448MB
· PSMLS的单根channel则具有3584MB的存储空间
并且爱德万测试在传统Memory Pooling & Sharing的基础上推出了名为Xtreme Memory Pooling的功能,其可以实现整块板卡的存储容量共享, 进一步扩大单根通道的最大向量深度。
以下图为例,一块PS5000的所有存储空间可以全部供给到单根信号引脚,达到最大896GVector。

得益于高速Scan解决方案仅仅需要少量数字资源即可完成scan测试,用户可以非常简单地提高multi-site的并测数量。
如果使用DUO Interface,以典型的40x60 pitch为例,用户可以实现32site并测,这是传统scan不能轻易完成的。

串行数据解析
前文提到,高速Scan向量以串行形式呈现,往往又具有很深的深度,为了做诊断或实现分级筛选(Partial-Good),传统的先从机台侧获取fail cycle信息再通过计算机解析的方式将在数据传输上花费过量的时间,造成测试成本上升。
因此,PSMLS板卡提出了一个新功能RPC (Result Per Core),该功能将原本依赖软件的数据解析过程转移至板卡硬件,实现实时记录和解析芯片返回的串行Scan结果。每当一条高速向量完成运行,用户即可直接从板卡获取芯片内部各个核心的测试结果,无需大量数据传输和软件计算,显著缩短测试时间。

总结
本文从基础概念,优势与挑战的角度介绍了新兴的高速Scan测试,针对性地提出了基于EXA Scale平台的解决方案,实现了以下内容:
· Gbps量级高速率
· GByte量级的向量存储深度
· 高达32 site的并测
· 高速串行数据的实时硬件处理
随着先进封装,Chiplet集成等复杂系统的不断发展,高速Scan将成为支持未来复杂芯片测试的重要基础,而爱德万测试的这一解决方案,具备良好的扩展性与兼容性,为即将到来的异构系统,分布式SoC等需求做好了准备。
