【SOC 芯片设计 DFT 学习专栏 -- DFT DRC规则检查】

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转自：芯爵ChipLord 2024年07月10日 12:00 浙江

文章目录

- 概述
- DRC的概念
- - Tessent DRC检查的概述
  - 时钟相关检查
  - 扫描相关检查
  - BIST规则检查
  - 预DFT时钟规则检查
- 如何进行DRC检查
- - 启动DRC检查
  - 配置DRC检查
  - 生成DRC报告
- 典型的DRC规则示例
- - 时钟相关规则
  - 预DFT时钟规则
- DRC检查的分析与处理
- 总结

概述

在现代半导体设计中，DFT（Design for Test）技术的重要性不言而喻。它确保了芯片在制造完成后能够进行高效和可靠的测试。DFT设计规则检查（DRC）作为DFT流程中的一个关键环节，通过一系列自动化工具检测设计中的潜在问题，从而保证设计的可测试性和整体质量。在本文中，我们将详细探讨DFT DRC的概念、重要性、检查流程以及具体的规则和应用。

DRC的概念

DRC（Design Rule Check，设计规则检查）是一种通过预定义规则来验证设计是否符合特定标准和规范的过程。这些规则覆盖了电路设计、约束条件、测试过程等多个方面，旨在发现和纠正可能影响测试或故障模拟的问题。DRC在芯片设计和测试中发挥着至关重要的作用，确保最终产品的功能性和可靠性。

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Tessent DRC检查的概述

Tessent是业界领先的DFT解决方案之一，其DRC工具通过一系列自动化检查，确保设计符合DFT要求。Tessent DRC检查涵盖多个方面，包括时钟相关检查、扫描相关检查、内建自测试（BIST）规则检查、Pre-DFT时钟规则检查等。
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时钟相关检查

时钟在DFT中扮演着重要角色，时钟信号的定义和传递直接影响到芯片的测试效果，在tessent里，任何可能改变时序器件状态的信号，都称之为时钟。时钟相关的DRC检查主要包括以下几方面：
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时钟定义：确保所有定义的时钟信号能够正确传递到各个存储单元的时钟端。
时钟状态：在所有时钟处于关闭状态时，设计中的所有扫描和非扫描存储单元都不能捕获数据。
时钟影响：检查时钟信号在不同状态下对数据捕获的影响，确保不会干扰存储单元的数据操作。

扫描相关检查

扫描链的定义和连接是DFT的重要组成部分，扫描相关的DRC检查包括：

扫描链定义：确保所有扫描链组至少包含一条有效的扫描链，避免空的扫描链组存在。
时钟定义：确保每个扫描链组都有对应的时钟信号。
扫描链连接：检查扫描链的输入和输出连接，确保其与设计的其余部分正确衔接。

BIST规则检查

内建自测试（BIST）是一种常见的DFT技术，BIST规则检查主要包括：

BIST模式：确保BIST模式能够正确应用于电路中。
BIST连接：检查BIST逻辑的连接，确保其与电路其他部分的正确交互。

预DFT时钟规则检查

在插入内建测试之前，预DFT时钟规则检查确保时钟的定义和结构合理，包括：

时钟传递：确保定义的时钟信号能够传递到所有需要的存储单元。
时钟频率：在定义memory时钟时，需指定正确的时钟频率。

如何进行DRC检查

进行DRC检查需要执行一系列特定的命令和操作，这些操作可以帮助设计人员快速识别并修正设计中的问题。以下是一些关键命令和操作步骤：

启动DRC检查

check_design_rules：启动DRC检查过程。
set_system_mode analysis：设置系统模式为分析，准备进行DRC检查。

配置DRC检查

配置DRC检查可以根据需要调整检查规则的严重程度（Error、Warning、Note、Ignore），以便更好地管理和处理DRC检查结果。

set_drc_handling：配置DRC检查的处理方式，根据严重程度进行分类处理。

生成DRC报告

DRC检查完成后，可以生成详细的DRC报告，帮助设计人员了解和修正设计中的问题。

report_drc_rules：生成DRC检查报告，包含所有的DRC违例总结。
report_drc_rules –all_fails：生成包含详细信息的DRC检查报告。
report_drc_rules ID：报告某一类特定的DRC违例。
report_drc_rules ID-num：报告某一个具体的DRC违例。

典型的DRC规则示例

以下是一些典型的DRC规则示例，这些规则在实际设计中经常被用到，用于确保设计的各个方面都符合规范要求。

时钟相关规则

C1：当所有定义的时钟都处于关闭状态时，设计中所有的扫描和非扫描存储单元都不能捕获数据，否则违例。
C2：所有已经定义了的时钟，都应该能向后到达某一个存储单元的时钟端，否则违例。
C6：定义的时钟不能影响存储单元正在捕获的数据。

预DFT时钟规则

DFT-C1：已经定义过的时钟信号必须能够传递到所有存储单元的时钟端。
DFT-C5：在定义memory时钟时，需指定正确的时钟频率，确保其在实际操作中能够正常工作。
扫描相关规则
G1：除了dummy外，所有扫描链组都应该包含至少一条扫描链。定义扫描链或者删除空的扫描链组。
G2：除了dummy外，所有扫描链组都应该有时钟。通过add_clock定义时钟。
G3：如果电路里没有时序存储单元，不能定义时钟。
G4：如果电路里没有时序存储单元，不能定义扫描链组。
G5：如果电路里没有RAM，不能定义写控制信号。

DRC检查的分析与处理

DRC检查完成后，生成的报告可以帮助设计人员详细了解每一个DRC违例，并根据需要进行相应的修正。通过以下命令和操作，设计人员可以高效地分析和处理DRC违例：

report_drc_rules：报告所有的DRC违例（总结）。
report_drc_rules –all_fails：报告所有的DRC违例（详细）。
report_drc_rules ID：报告某一类DRC违例。
report_drc_rules ID-num：报告某一个DRC违例。

此外，Tessent DRC检查工具还提供了GUI界面，通过图形化界面可以更直观地查看和处理DRC违例：

open_visualizer：打开GUI，选择“DRC Violations”标签。
analyze_drc_violation：分析具体的DRC违例。

总结

DFT DRC检查作为保障芯片设计质量和可测试性的关键步骤，通过自动化工具的帮助，设计人员能够及时发现和解决潜在问题，确保最终产品的可靠性和功能性。Tessent DRC工具以其强大的功能和高效的检查流程，成为业界广泛使用的解决方案。希望通过本文的详细介绍，您能更好地理解DFT DRC检查的流程和方法，为您的设计工作提供有价值的参考。

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