از Die خوب شناخته شده تا سیستم خوب شناخته شده با IP UCIe

سیستم های چند دای از چندین قالب کاربردی (یا چیپلت) تخصصی تشکیل شده اند که برای ایجاد سیستم کامل در یک بسته مونتاژ می شوند. اخیراً سیستم‌های چند قالبی به‌عنوان راه‌حلی برای غلبه بر کند شدن قانون مور با ارائه مسیری برای مقیاس‌پذیری عملکرد در تراشه بسته‌بندی شده به‌گونه‌ای پدیدار شده‌اند که با بازده خوب قابل تولید باشد.

علاوه بر این، سیستم‌های چند قالبی انعطاف‌پذیری SKU محصول را از نظر مقیاس‌بندی عملکرد برای مطابقت با نیازهای بخش‌های مختلف بازار، بهینه‌سازی گره فرآیند در هر عملکرد با ترکیب و تطبیق گره‌های فرآیند مختلف در همان محصول، زمان سریع‌تر به بازار و ریسک پایین‌تر را امکان‌پذیر می‌کنند.

برای فعال کردن تراکم مسیریابی Die-to-Die بالاتر و پشتیبانی از ترافیک پهنای باند بالاتر بین قالب‌ها، فناوری بسته‌ها برای ایجاد بسته‌های جدید و پیشرفته، بر اساس interposers سیلیکونی (با TSV) یا پل‌های سیلیکونی و اخیراً، لایه‌های توزیع مجدد (RDL) تکامل یافته است. ، fanouts و بسترهای HD.

یک جنبه کلیدی برای موفقیت سیستم های چند قالبی، توانایی اطمینان از آزمایش پذیری سیستم در مراحل مختلف ساخت و مونتاژ، و همچنین اطمینان از عملکرد قابل اعتماد در این زمینه است. با استفاده از مراحل مونتاژ اضافی و فن‌آوری‌های پیچیده‌تر برآمدگی و بسته‌بندی، سیستم‌های چند قالبی نیاز به تست و رویه‌های قابلیت اطمینان دارند که فراتر از آن چیزی است که برای طرح‌های یکپارچه پیشرفته بود.

قالب های برهنه و خود بسته باید از قبل آزمایش شوند تا اطمینان حاصل شود که همه قالب ها یا بسته های معیوب قبل از مونتاژ در یک بسته شناسایی می شوند. اگر یک قالب معیوب تنها پس از مونتاژ تشخیص داده شود، سیستم کامل چند قالبی باید با تأثیر جدی بر هزینه حذف شود. فرآیند آزمایش قالب‌های برهنه، آزمایش مرگ خوب شناخته شده (KGD) نامیده می‌شود.

فرآیند مونتاژ خود با تکنولوژی بسته بندی انتخاب شده متفاوت است. برای مثال، فناوری‌های تراشه اول، جایی که قالب‌ها در ابتدا قرار می‌گیرند و اتصالات روی آن‌ها ساخته می‌شود، اجازه آزمایش «بسته‌های خوب شناخته‌شده» را نمی‌دهند، در صورتی که اتصال ناقص باشد، به طور بالقوه منجر به از بین رفتن قالب‌های خوب می‌شود. از سوی دیگر، در فناوری‌های آخرین تراشه، جایی که اتصال به طور جداگانه ساخته می‌شود و قالب‌ها در بالای آن مونتاژ می‌شوند، امکان آزمایش پیش‌آزمون بسته را قبل از مونتاژ فراهم می‌کند و احتمال از بین رفتن قالب‌های خوب را کاهش می‌دهد.

راه حل تست پذیری سیستم چند دای را می توان به چند جنبه تقسیم کرد:

1. پوشش تست تک تک بلوک ها در قالب
2. پوشش آزمایشی مرگ های فردی (مرده های برهنه)
3. تست سیستم مونتاژ شده (با پوشش دای به قالب)
4. دسترسی به پارچه آزمایشی در قالب های برهنه
5. دسترسی سلسله مراتبی به پارچه تست پس از مونتاژ

این مقاله مزایای یک راه حل جامع آزمایش پذیری را شرح می دهد که از IP UCIe برای اطمینان از قابلیت اطمینان سیستم چند دای استفاده می کند.

DFT برای رابط UCIe

یک راه حل پوشش تست بالا برای رابط UCIe با پیاده سازی ویژگی های آزمایش پذیری گسترده در IP UCIe برای حذف قالب های معیوب در مرحله آزمایش قالب برهنه به دست می آید. برخی از ویژگی ها عبارتند از:

1. زنجیر را اسکن کنید که تمام مدارهای دیجیتال سنتز شده را پوشش می دهد
2. عملکرد BIST خاص بلوک اختصاصی
3. قابلیت خودآزمایی داخلی Loopback (BIST) که زنجیره سیگنال کامل را تا پین IO پوشش می دهد.
4. توالی باینری شبه تصادفی قابل برنامه ریزی (PRBS) و ژنراتورها و چک کننده های الگوهای آزمایشی تعریف شده توسط کاربر
5. تزریق خطا برای حذف پاس های کاذب

علاوه بر این، قابلیت گسترش پوشش به پیوند دای به مرگ، پس از مونتاژ بسته می تواند به دستیابی به سطح بالایی از پوشش آزمایشی کمک کند، از جمله:

1. قابلیت Loopback BIST سمت دور (مرگ به مرگ).
2. پیوند مرگ به مرگ BIST
3. حاشیه چشم دو بعدی برای تجزیه و تحلیل حاشیه ها
4. عملکرد تست و تعمیر در هر خط

تست و تعمیر UCIe

بسته‌های پیشرفته، مسیریابی با چگالی بالا را با ریز برخورد و مسیریابی بر روی اینترپوزرهای سیلیکونی یا RDL امکان‌پذیر می‌کنند. در طول فرآیند مونتاژ، ممکن است برخی از اتصالات میکرو برآمدگی به خوبی شکل نگرفته و خراب شوند. UCIe توانایی تست و تعمیر این اتصالات را پس از مونتاژ به گونه ای ارائه می دهد که از دست دادن بازده احتمالی را بازیابی کند.

تست و تعمیر UCIe در طول تست تولید و در زمان اولیه سازی لینک اجرا می شود. در مرحله آزمایش، هر پیوند جداگانه برای نقص با سرعت کم بررسی می شود. پیوندهای معیوب با مسیریابی مجدد داده ها به پیوندهای یدکی که توسط استاندارد UCIe از پیش تعریف شده اند، تعمیر می شوند.

پیکربندی‌های UCIe که بسته‌های پیشرفته را هدف قرار می‌دهند، تا 8 پین یدکی در هر جهت (TX و RX) را برای فعال کردن تعمیر همه پیوندهای کاربردی شامل می‌شوند:

1. چهار پین یدکی برای تعمیر پین داده، 2 پین برای هر گروه 32 پین داده
2. یک پین یدکی برای تعمیر ساعت و ساعت و پین تراک
3. سه پایه یدکی، هر کدام برای تعمیر پین معتبر، پین دیتا باند جانبی و پین دیتا ساعت

اجرای تست و تعمیر زمانی اتفاق می‌افتد که ترافیک معتبری در پیوند دای به مرگ وجود نداشته باشد. پس از اتمام تعمیر و مقداردهی اولیه لینک، فرض بر این است که خوب است و می توان بدون مشکل از ترافیک عبور کرد. پیکربندی PHY حاصل که امضای تعمیر PHY نامیده می‌شود، در ثبات‌های داخلی در هر دو انتهای پیوند ذخیره می‌شود.

تخریب، به دلیل پیری یا سایر ویژگی‌های microbump در طول عملیات ممکن است بر عملکرد پیوند تأثیر بگذارد. این در سطح پروتکل با افزایش نرخ خطای بیت (BER) یا بدتر از همه، با از دست رفتن داده ها شناسایی می شود. در آن صورت، انتظار می رود که لینک قطع شود و یک مرحله تست و تعمیر جدید انجام شود.

با این حال، برخی از برنامه‌ها الزامات سختگیرانه‌ای از نظر تداوم ترافیک در پیوند مرگ به مرگ دارند - آنها نمی‌توانند وقفه ترافیک را در حین کار تحمل کنند. برای این موارد، یک راه حل آزمایشی، مانیتورهای یکپارچگی سیگنال (SIM) را به هر پایه گیرنده UCIe اضافه می کند.

شکل 1: تعمیر لینک با استفاده از لینک های یدکی داخلی.

مانیتورهای یکپارچگی سیگنال

مانیتورهای سیم کارت بلوک های کوچکی هستند که روی گیرنده تعبیه شده اند. آنها به طور مداوم سیگنال را در پین گیرنده، در طول عملکرد عادی، تشخیص می دهند تا تغییراتی را در ویژگی های سیگنال شناسایی کنند که می تواند بر عملکرد پیوند تأثیر بگذارد یا نشان دهد که پیوند دیگر سالم نیست و ممکن است در آینده نزدیک خراب شود.

داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط حسگرهای فردی در کنترل‌کننده نظارت، آزمایش و تعمیر (MTR)، خارج از رابط، برای پردازش بیشتر جمع‌آوری می‌شود. تجمیع داده‌ها از چندین پیوند UCIe می‌تواند بینش‌های فوری در مورد سلامت سیستم چند قالبی ارائه دهد و امکان نگهداری پیش‌بینی لینک‌ها را فراهم کند.

اگر پیش‌بینی شود که پیوند خاصی از طریق این روش در معرض خطر نقص قرار دارد، می‌توان آن را غیرفعال کرد و داده‌ها را به یکی از پیوندهای یدکی مجدداً هدایت کرد و از مکانیسم تعمیر UCIe PHY حتی بدون وقفه در ترافیک استفاده کرد.

شکل 2: راه حل نظارت بر سلامت برای پیوندهای UCIe.

تسریع زمان بیداری

در حالی که الگوی ترافیک برای اکثر موارد استفاده از واسط مرگ به مرگ، به عنوان مثال در تقسیم سرور یا مقیاس‌بندی، در حین کار ثابت فرض می‌شود، در برخی موارد استفاده، ترافیک ممکن است رفتار انفجاری از خود نشان دهد. در چنین مواردی، مطلوب است که رابط را در حالت کم مصرف قرار دهید تا در حالی که ترافیک وجود ندارد، در مصرف انرژی صرفه جویی کنید. راه‌اندازی مجدد پیوند را می‌توان با اجتناب از فرآیند تست و تعمیر و تکیه بر امضای تعمیر UCIe PHY که در طول اولیه سازی قبلی PHY ایجاد شده بود، تسریع کرد.

این مفهوم را می‌توان به موقعیت‌هایی که قالب کاملاً خاموش می‌شود تعمیم داد. در این موارد، امضای تعمیر PHY از PHY بازیابی شده و در یک حافظه دائمی (eFuse یا flash) ذخیره می شود. این حافظه احتمالاً می‌تواند چندین امضا را ذخیره کند، موارد استفاده یا شرایط مختلف را پوشش دهد و انعطاف‌پذیری بیشتری را برای کاربر فراهم کند.

تسریع تست قالب با UCIe

زمان تست یک کالای گران است. می توان با پارتیشن بندی استراتژی تست به صورت سلسله مراتبی، زمان تست را تسریع کرد تا تست های قالب های مختلف را به صورت موازی اجرا کرد. سلسله مراتب را می توان با اتصال زیرساخت آزمایشی دو قالب به صورت سلسله مراتبی در سراسر قالب های متعدد در یک سیستم چند قالبی گسترش داد. چنین رویکردی اجازه می دهد تا از طریق یک رابط آزمایشی JTAG (یا مشابه) در قالب اصلی به تمام قالب ها در سیستم چند قالبی دسترسی داشته باشید.

اغلب، محدودیت زمان آزمایش، زمان بارگذاری یا خواندن بردارهای آزمایش در قالب ها است. رابط های JTAG می توانند به یک گلوگاه سرعت تبدیل شوند. برای غلبه بر این محدودیت، طراحان می توانند از رابط های پرسرعت موجود مانند PCI Express (PCIe) یا USB و غیره به عنوان رابط برای تجهیزات تست استفاده کنند. بردارها و دستورات تست برای آن رابط بسته بندی می شوند و در مرحله آزمایش تولید روی قالب بسته بندی می شوند.

بسیاری از دای ها رابط پرسرعت ندارند، با این حال، رابط UCIe die-to-die را می توان در حین آزمایش برای انتقال بردارهای آزمایشی بزرگ و دستورات بین قالب ها با سرعت بالا استفاده کرد. رابط UCI die-to-die دسترسی پرسرعت DFT را در سراسر سیستم کامل چند قالبی بدون افزایش تعداد پین‌ها گسترش می‌دهد، که به‌ویژه برای قالب‌های IO و محدوده محدود اهمیت دارد.

خلاصه

علاوه بر رابط UCIe die-to-die، مخرج مشترکی که همه این ویژگی‌های تست و افزایش قابلیت اطمینان را فعال می‌کند، یک پارچه تست، تعمیر و نظارت است که می‌تواند همه بلوک‌های داخلی را به هم متصل کند. پارچه تست، تعمیر و مانیتورینگ قالب های مختلف در سیستم چند قالبی را در بر می گیرد و یک زیرساخت سلسله مراتبی ساختاریافته را ارائه می دهد که به عملکردهای مهم زیر دست می یابد:

1. آزمایش مرگ های فردی را در سیستم چند دای مدیریت می کند
2. زمان بندی آزمون را برای کاهش زمان آزمون بهینه می کند
3. از طریق رابط UCIe از دسترسی تست با سرعت بالا در سراسر قالب ها پشتیبانی می کند
4. اطلاعات را از رابط های نظارت بر سلامتی تعبیه شده در رابط UCIe جمع آوری می کند و پردازش بیشتر در سطح سیستم را امکان پذیر می کند.
5. ذخیره سازی امضای تعمیر PHY را در یک حافظه غیر فرار مدیریت می کند
6. و بیشتر

Synopsys یک راه حل جامع و مقیاس پذیر سیستم چند دای شامل EDA و IP را برای یکپارچه سازی ناهمگن سریع ارائه می دهد. برای اتصال مطمئن و مطمئن، Synopsys یک راه حل کامل UCIe Controller، PHY و Verification IP را ارائه می دهد. به عنوان بخشی از Synopsys SLM & Test Family، راه حل کامل نظارت، تست و تعمیر UCIe (MTR) همراه با راه حل سیستم سلسله مراتبی STAR (SHS) در دسترس است. راه‌حل MTR شامل مانیتور یکپارچگی سیگنال برای اندازه‌گیری کیفیت سیگنال در خطوط UCIe، BIST برای خودآزمایی، و منطق تعمیر برای تخصیص خطوط اضافی است، در حالی که راه‌حل SHS به عنوان پارچه اتصالی از استاندارد صنعتی IEEE 1687، IEEE 1149.1 و IEEE 1838 پشتیبانی می‌کند. رابط ها این راه حل کامل، نظارت بر سلامت کارآمد و مقرون به صرفه UCIe را در تمام مراحل چرخه عمر سیلیکون، که برای عملکرد قابل اعتماد سیستم‌های چند دای حیاتی است، ممکن می‌سازد.

منابع:

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• ضرب کردن آینده با آدرین اشلی. دسترسی به اینجا.
• خرید و فروش سهام در شرکت های PRE-IPO با PREIPO®. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://semiengineering.com/from-known-good-die-to-known-good-system-with-ucie-ip/