對於我每天一千來字的文章來說，這個題目起的著實有點大。要知道現在的DFT所涉及的內容實在太多了，以至於催生了專門的DFT team和專門做DFT的工程師。但是對於晶片設計中的每一環，對DFT所要做的工作都必須有所瞭解，今天我就把我所理解的DFT簡單介紹一下。
DFT全稱為Design for Test，可測性設計。就是說我們設計好一個晶片後，在模擬時可能99%的用例都通過了，怎麼保證流片出來的實際晶片也能正常工作呢？這裡大家必須建立一個概念就是，不管是前端後端，總之只要是設計階段，不管是waveform還是版圖，他都不能完全代表最終出來的晶片的樣子，那些設計圖紙只是我們美好的想象，實際的製造結果可能會有工藝的偏差的。比如GDS裡沒有short，但是有可能製造出來的晶片真的有short，這就關係到我們所謂的良率問題。那麼DFT的終極目標就是在流片後，我也能透過某些測試的方法，保證晶片和我們的設計圖紙吻合，不出現異常。
這其實是一件很難的事情。因為晶片太小了，我們不可能拿著電子顯微鏡一點一點地去看吧，那要怎麼做呢？其實它蘊含的思想很簡單，或者說人類還沒有發明出更高階的辦法。大家肯定有在家裡用過電筆的經歷，或者稍微專業一點的都知道萬用表，他們都是有內部的自建電路，然後利用探針來測被測電路的某一點電勢，進而判斷是否發生open/short。對於晶片的測試也沒有更高階，也是用這種方法，可以利用探針探測晶片的輸入輸出引腳，看看輸入輸出是否正常，第二種比較厲害的是用探針直接伸到晶片內部，測裡面某些點的邏輯訊號。這個方法邏輯上聽起來也沒什麼大不了，但是實際實現是非常難的，需要把晶片放到專用的測試機器上，我們叫ATE機臺，測試的價格也非常高昂。每次到這我都想感嘆一下人類真是太強了。
既然有了這種ATE機臺，理論上我們就可以測晶片中每一點的邏輯訊號，進而判斷晶片是否良好。但是實際上是不可能行得通的，因為會耗費巨大的時間，可能到宇宙盡頭也測不完，其次它實在是太貴了，探針每選擇一個點的價格都是我們打工人想象不到的程度。如何更為經濟、快速的來測，就是DFT工程師的主要工作目的了。
對於DFT工程師來說，晶片的open/short可以等效為兩種fault：Stuck at 0、stuck at 1，說的是不管訊號如何變化，某些點可能一直保持0或者1，其實就是發生了open/short。噢，我這裡還說的不太準確，也有可能是cell內部的錯誤，不是metal的open/short。舉一個簡單的例子，一個二輸入與門，它在輸入10、01、00的時候輸出都為0，看起來是正常的，但是輸入11的時候輸出也為0，這就不對了，發生了stuck at 0的錯誤；如果對於所有的輸入都輸出1，那也不對，發生了stuck at 1的錯誤。那麼反過來，我現在想測這個與門是否正常，怎麼來測？思路是先測是否有stuck at 0，再測是否有stuck at 1。那麼我如何測出它是否有stuck at 0？我就先假設它有SA0，我就找它應該輸出為1的輸入是什麼，然後灌進去這個輸入（這個例子裡就是11），如果測到輸出為0，那麼他就發生SA0，如果輸出為1，那麼他就沒有SA0。 SA1也是一樣，我把所有應該產生0的輸入灌進去（10、01、00），如果至少有一個的輸出為1，那麼就發生SA1，如果全部輸出為0，那麼就沒有發生SA1。 聽起來這個邏輯關係好像很簡單，對於這個與門的例子一個小學生可能都會自發的想出要這麼測。但我這裡費了這麼多筆墨要把這件事講清楚，就是當電路複雜的時候，需要這樣一步一步來推導所需要的輸入是什麼。
不知不覺寫了這麼多了，明天再繼續講。
這是我的第22篇文章。微信公眾號：偉醬的晶片後端之路
