Tuntud heast vormist tuntud hea süsteemini UCIe IP-ga

Tuntud heast vormist tuntud hea süsteemini UCIe IP-ga

Ajatempel: 11. mai 2023 kell 3:06
Allikasõlm: 2645197

Multi-die süsteemid koosnevad mitmest spetsiaalsest funktsionaalsest matriitsist (või kiibist), mis on tervikliku süsteemi loomiseks kokku pandud samasse paketti. Multi-die süsteemid on hiljuti esile kerkinud lahendusena Moore'i seaduse aeglustumise ületamiseks, pakkudes teed pakitud kiibi skaleerimise funktsioonidele viisil, mis on hea tootlikkusega valmistatav.

Lisaks võimaldavad mitmest otsast koosnevad süsteemid toote SKU paindlikkust jõudluse skaleerimise osas, et see vastaks erinevate turusegmentide vajadustele, protsessisõlme optimeerimine funktsioonide kaupa, segades ja sobitades sama toote erinevaid protsessisõlmi, kiiremat turuletulekut ja väiksemat riski.

Suurema marsruutimise tiheduse võimaldamiseks ja suurema ribalaiusega liikluse toetamiseks matriitside vahel on paketitehnoloogia arenenud, et luua uusi täiustatud pakette, mis põhinevad räni interposeritel (koos TSV-dega) või ränisildadel ja viimasel ajal ka ümberjaotuskihtidel (RDL). , fanoutid ja HD-substraadid.

Mitme stantsiga süsteemide edukuse võtmeaspektiks on võime tagada süsteemi testitavus tootmise ja montaaži erinevates faasides, samuti töökindluse tagamine välitingimustes. Täiendavate monteerimisetappide ning keerukamate põrutus- ja pakkimistehnoloogiate kasutamise tõttu nõuavad mitmest matriitsist koosnevad süsteemid testimis- ja töökindlusprotseduure, mis lähevad kaugemale monoliitsete konstruktsioonide tipptasemest.

Paljasid stantse ja pakendit ennast tuleks eelnevalt testida tagamaks, et kõik defektsed stantsid või pakendid tuvastatakse enne nende pakendisse kokkupanemist. Kui defektne stants avastatakse alles pärast kokkupanekut, tuleb kogu mitmest matriitsist koosnev süsteem vanarauaks jätta, mis mõjutab oluliselt kulusid. Paljaste stantside testimise protsessi nimetatakse Known Good Die (KGD) testimiseks.

Montaažiprotsess ise sõltub valitud pakendamistehnoloogiast. Näiteks kiibi esimesena kasutatavad tehnoloogiad, kus stantsid asetatakse esimesena ja nende peale ehitatakse ühendus, ei võimalda "teadaoleva hea paketi" testimist, mille tulemuseks võib olla heade stantside lammutamine, kui ühendus on vigane. Seevastu chip-last tehnoloogiates, kus ühendus on ehitatud eraldi ja selle peale monteeritakse stantsid, võimaldavad pakendi eeltestimist enne kokkupanekut, vähendades heade stantside praagiks mineku tõenäosust.

Mitme matriitsiga süsteemi testitavuse lahenduse võib jagada mitmeks aspektiks:

  1. Katsetage üksikute plokkide katvust matriitsi sees
  2. Üksikute matriitside testi katvus (paljad stantsid)
  3. Kokkupandud süsteemi testimine (silmast-stantsi kattega)
  4. Juurdepääs testkangale paljaste stantsides
  5. Hierarhiline juurdepääs katsekangale pärast kokkupanekut

Selles artiklis kirjeldatakse kõikehõlmava testitavuse lahenduse eeliseid, mis kasutab UCIe IP-d, et tagada süsteemi mitmekihiline töökindlus.

DFT UCIe liidese jaoks

UCIe liidese kõrge testkattega lahendus saavutatakse UCIe IP-s ulatuslike testitavuse funktsioonide rakendamisega, et suunata välja defektsed stantsid palja stantsi testimise etapis. Mõned funktsioonid hõlmavad järgmist:

  1. Skaneerimisahelad, mis hõlmavad kõiki sünteesitud digitaalseid vooluringe
  2. Spetsiaalne plokispetsiifiline BIST-funktsioon
  3. Loopback sisseehitatud enesetesti (BIST) funktsionaalsus, mis hõlmab kogu signaaliahelat kuni IO viiguni
  4. Programmeeritav pseudojuhuslik kahendjada (PRBS) ja kasutaja määratletud testmustrite generaatorid ja kontrollijad
  5. Veasüst valede läbimiste kõrvaldamiseks

Lisaks võib pärast pakendi kokkupanemist katvuse laiendamine matriitsi lingile aidata saavutada kõrgetasemelist testi, sealhulgas:

  1. Kaugpoolne (die-to-die) BIST-i loopback-funktsioon
  2. Die-to-die link BIST
  3. 2D-silmade marginaal marginaalsuste analüüsimiseks
  4. Testimis- ja remondifunktsioonid sõiduraja kohta

UCIe test ja remont

Täiustatud paketid võimaldavad suure tihedusega marsruutimist peene astmega mikro-tõmbe ja marsruutimisega räni- või RDL-i vaheseadmetel. Montaaži käigus ei pruugi mõned mikromuhkühendused olla hästi moodustunud ja võivad puruneda. UCIe pakub võimalust neid ühendusi pärast kokkupanekut testida ja parandada viisil, mis katab võimaliku saagikao.

UCIe test ja remont viiakse läbi tootmistesti ajal ja lingi lähtestamise ajal. Katsefaasis kontrollitakse iga üksikut lüli aeglasel kiirusel defektide suhtes. Defektsed lingid parandatakse andmete ümbermarsruutimisega varulinkidele, mis on eelnevalt määratletud UCIe standardiga.

Täiustatud pakette sihivad UCIe konfiguratsioonid sisaldavad kuni 8 varutihvti suuna kohta (TX ja RX), et võimaldada kõigi funktsionaalsete linkide parandamist:

  1. Neli varutihvti andmeviikude parandamiseks, 2 viiku iga 32 andmeviigu rühma kohta
  2. Üks varutihvt kella- ja rööpnõelte remondiks
  3. Kolm varutihvti, igaüks kehtiva viigu, külgriba andmetihvti ja kella andmetihvti parandamiseks

Testimine ja parandamine toimub siis, kui die-to-die lingil puudub kehtiv liiklus. Pärast remondi lõpetamist ja lingi lähtestamist eeldatakse, et see on hea ja liiklust saab probleemideta läbida. Saadud PHY konfiguratsioon, mida nimetatakse PHY parandussignatuuriks, salvestatakse sisemistes registrites lingi mõlemas otsas.

Vananemisest või muust tingitud mikromuhvi omaduste halvenemine töö ajal võib mõjutada lingi jõudlust. See tuvastatakse protokolli tasemel bitivea määra (BER) suurenemise või halvimal juhul andmete kadumise tõttu. Sel juhul eeldatakse, et ühendus katkeb ning viiakse läbi uus katse- ja remondietapp.

Mõnel rakendusel on aga ranged nõuded liikluse järjepidevuse osas die-to-die lingil – nad ei talu liikluse katkestamist töö ajal. Nendel juhtudel lisab testitav lahendus igale UCIe vastuvõtja viigule signaali terviklikkuse monitorid (SIM).

Joonis 1: Lingi parandamine sisseehitatud varulinkide abil.

Signaali terviklikkuse monitorid

SIM-monitorid on vastuvõtjasse manustatud väikesed plokid. Nad tuvastavad normaalse töö ajal pidevalt signaali vastuvõtja kontakti juures, et tuvastada signaali omaduste variatsioone, mis võivad mõjutada lingi jõudlust või näidata, et link ei ole enam terve ja võib lähitulevikus katkeda.

Üksikute andurite kogutud andmed kogutakse edasiseks töötlemiseks väljaspool liidest asuvasse monitooringu, testimise ja parandamise (MTR) kontrollerisse. Mitme UCIe lingi andmete koondamine võib anda kohese ülevaate mitme stantsiga süsteemi seisukorrast ja võimaldada linkide prognoositavat hooldust.

Kui ennustatakse, et konkreetsel lingil on selle protseduuri käigus rikkeoht, saab selle keelata ja andmed ümber suunata ühele varulingile, võimendades UCIe PHY parandusmehhanismi, isegi ilma liikluse katkemiseta.

Joonis 2: UCIe linkide terviseseire lahendus.

Ärkamisaja kiirendamine

Kuigi enamiku liideste vaheldumisi kasutusjuhtumeid, näiteks serveri jagamisel või skaleerimisel, eeldatakse, et liiklusmuster on töötamise ajal stabiilne, võib mõnel juhul liiklus esineda katkendlikult. Sellistel juhtudel on liikluse puudumisel energia säästmiseks soovitav liides viia vähese energiatarbega režiimi. Lingi taaskäivitamist saab kiirendada, vältides testimise ja parandamise protsessi ning tuginedes UCIe PHY parandussignatuurile, mis loodi eelmise PHY lähtestamise ajal.

Seda kontseptsiooni saab veelgi laiendada olukordadele, kus matriit on täielikult välja lülitatud. Sellistel juhtudel hangitakse PHY parandussignatuur PHY-st ja salvestatakse püsivasse mällu (eFuse või flash). Mälu võib salvestada mitu allkirja, mis katavad erinevaid kasutusjuhtumeid või -tingimusi, võimaldades kasutajale täiendavat paindlikkust.

UCIe-ga stantside testimise kiirendamine

Testiaeg on kallis kaup. Testimisaega on võimalik kiirendada, jagades testimisstrateegia hierarhiliselt, et paralleelselt erinevate stantside teste teha. Hierarhiat saab mitme matriitsiga süsteemis laiendada mitmele matriitsile, ühendades kahe stantsi testimise infrastruktuuri hierarhiliselt. Selline lähenemine võimaldab juurdepääsu kõikidele mitme stantsiga süsteemi stantsidele ühest JTAG-i (või sarnasest) testliidesest põhivormis.

Sageli on katseaja piiranguks aeg, mis kulub testvektorite stantsidesse laadimiseks või lugemiseks. JTAG-liidestest võib saada kiiruse kitsaskoht. Selle piirangu ületamiseks saavad disainerid kasutada testseadmete liidestena olemasolevaid kiireid liideseid, nagu PCI Express (PCIe) või USB jne. Testivektorid ja -käsud pakitakse selle liidese jaoks ja depaketitakse matriitsile tootmiskatsefaasis.

Paljudel matriitidel puudub kiire liides, kuid UCIe stantside vahelist liidest saab testi ajal kasutada suurte testvektorite ja käskude transportimiseks stantside vahel suurel kiirusel. UCI-vormingus liides laiendab kiiret DFT-juurdepääsu kogu mitme stantsiga süsteemile, suurendamata tihvtide arvu, mis on eriti oluline IO ja alaga piiratud stantside puhul.

kokkuvõte

Lisaks UCIe die-to-die liidesele on kõiki neid testimise ja töökindluse suurendamise funktsioone võimaldav ühisnimetaja testimis-, remondi- ja jälgimiskangas, mis suudab ühendada kõik sisemised plokid. Testimis-, parandus- ja seirekangas hõlmab mitme stantsisüsteemi erinevaid stantse, pakkudes struktureeritud hierarhilist infrastruktuuri, mis täidab järgmised olulised funktsioonid:

  1. Haldab üksikute stantside testimist mitme stantsiga süsteemis
  2. Optimeerib testi ajakava, et lühendada testimisaega
  3. Toetab UCIe liidese kaudu kiiret katsejuurdepääsu stantside vahel
  4. Kogub teavet UCIe liidesesse manustatud terviseseire liidestest ja võimaldab edasist süsteemitasandi töötlemist
  5. Haldab PHY parandussignatuuri salvestamist püsimälus
  6. Ja veel

Synopsys pakub kiireks heterogeenseks integreerimiseks kõikehõlmavat ja skaleeritavat mitmest vormist koosnevat süsteemilahendust, sealhulgas EDA ja IP. Turvalise ja usaldusväärse pideva ühenduse tagamiseks pakub Synopsys täielikku UCIe kontrolleri, PHY ja verifitseerimise IP-lahendust. Synopsys SLM & Test Family osana on saadaval täielik UCIe jälgimise, testimise ja parandamise (MTR) lahendus koos STAR hierarhilise süsteemi (SHS) lahendusega. MTR-lahendus sisaldab signaali terviklikkuse monitori signaali kvaliteedi mõõtmiseks UCIe radadel, BIST-i enesetesti jaoks ja parandusloogikat üleliigse radade eraldamiseks, samas kui SHS-lahendus toimib ühenduvuskangana, mis toetab tööstusstandardeid IEEE 1687, IEEE 1149.1 ja IEEE 1838. liidesed. See terviklahendus võimaldab tõhusat ja kulutõhusat UCIe tervise jälgimist räni elutsükli kõigis faasides, mis on kriitilise tähtsusega mitme stantsiga süsteemide usaldusväärseks tööks.

Ressursid:


Ajatempel:

Veel alates Pooltehnika