A FPGA Implementation of BIST Design for the Batch Testing

일괄검사를 위한 BIST 설계의 FPGA 구현

In this paper, the efficient BILBO(named EBILBO) is designed for BIST that is able to batch the testing when circuit is designed on FPGA. The proposed algorithm of batch testing is able to test the normal operation speed with one-pin-count that can control all part of large and complex circuit. PRTPG is used for the test pattern and MISR is used for PSA. The proposed algorithm of batch testing is VHDL coding on behavioral description, so it is easily modified the model of test pattern generation, signature analysis and compression. The EBILBO's area and the performance of designed BIST are evaluated with ISCAS89 benchmark circuit on FPGA. In circuit with above 600 cells, it is shown that area is reduced below 30%, test pattern is flexibly generated about 500K and the fault coverage is from 88.3% to 100%. EBILBO for the proposed batch testing BIST is able to execute concurrently normal and test mode operation in real time to the number of $s+n+(2^s/2^p-1)$ clock(where, in CUT, # of PI;n, # of register, p is order # of polynomial). The proposed algorithm coded with VHDL is made of library, then it well be widely applied to DFT that satisfy the design and test field on sme time.

본 논문에서는 FPGA에 회로를 설계할 때, 일괄검사가 가능한 BIST의 효율적인 BILBO(이하 EBILBO)를 설계한다. 제안된 일괄검사 알고리즘은 회로의 복잡도와 규모가 큰 회로에서 하나의 핀(pin)으로 정상속도에서 회로검사가 가능하다. BIST 설계에서, 필요한 검사패턴은 의사 랜덤패턴으로 생성하고, 출력은 다중 입력 쉬프트 레지스터에 의한 병렬 신호분석으로 검사하였다. 제안된 알고리즘은 VHDL로 동작적 기술하므로 검사패턴 생성과 응답분석 및 압축에 대한 모델을 용이하게 변경할 수 있다. FPGA상에 설계된 회로에서, 구현된 BIST의 EBILBO의 면적과 성능은 ISCAS89 벤치마크 회로를 통하여 평가하였다. 600 셀(cell) 이상의 회로에서 EBILBO 면적은 30% 이하로 감소하고, 검사패턴은 500K 정도로 신축성 있게 생성되고, 고장검출률의 범위는 88.3%에서 100%임을 확인하였다. 일괄검사의 BIST를 위한 EBILBO 동작은 정상모드와 병행하여 실시간으로 검사모드를 $s+n+(2^s/2^p-1)$시간 내에 동시에 수행할 수 있다.(CUT의 PI 수;n, 레지스터 수;s, p는 다항식의 차수). 제안된 알고리즘은 VHDL 코딩으로 설계와 검사가 병행될 수 있는 라이브러리로 구축되어 DFT에 광범위하게 응용되어질 수 있다.