?質(zhì)量、功能安全?、信息安全和可靠性是設(shè)計IC時的關(guān)鍵考慮因素。對于面向汽車、航空航天或醫(yī)療領(lǐng)域的先進IC，設(shè)計、制造、測試和生命周期監(jiān)控的過程極其復(fù)雜。面臨的挑戰(zhàn)包括遵循標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、管理資本投資和工程資源、獲取合適的工具和流程，以及建立方法來管理設(shè)備生命周期中每一步所需的大量數(shù)據(jù)。Tessent解決方案幫助您確保高質(zhì)量的SoC，增強安全性，優(yōu)化信息安全并提高可靠性，從而讓您的產(chǎn)品更快上市。

今天，讓我們來談?wù)劄槭裁词褂肨essent設(shè)計的IC能增強汽車功能安全。

為什么要關(guān)注安全

汽車IC越來越多地使用最先進的工藝進行開發(fā)和制造。這些設(shè)備不僅僅需要用在控制車窗或燈光信號這些簡單的功能上，還用于高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）相關(guān)的復(fù)雜功能，它們越來越多地應(yīng)用于自動駕駛。這些先進功能需要大量的處理能力，因此需要制造非常龐大且復(fù)雜的IC，以實現(xiàn)最佳能效。再加上這些設(shè)備需要滿足ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格安全要求，這給汽車器件和系統(tǒng)制造商帶來了一系列新的挑戰(zhàn)。我們需要解決方案來確保新的復(fù)雜汽車電子系統(tǒng)在車輛的整個生命周期內(nèi)始終安全運行，并且在發(fā)生故障時能夠安全地失效。這被稱為功能安全。

ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)將功能安全定義為“不存在因電子電氣系統(tǒng)的功能異常引起的危害而導(dǎo)致的不合理風(fēng)險”。安全性曾經(jīng)由汽車一級供應(yīng)商和原始設(shè)備生產(chǎn)商（OEM）負(fù)責(zé)，但隨著復(fù)雜性的增加，功能安全現(xiàn)在也成為半導(dǎo)體和IP公司關(guān)注的重點。

IC設(shè)計者可以通過使用相關(guān)工具來增強功能安全，這些經(jīng)過認(rèn)證的工具能夠自動確保遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，并在整個生命周期內(nèi)執(zhí)行故障檢測，從而確保成功，并降低風(fēng)險。

LogicBIST

邏輯內(nèi)建自測試（LBIST）用于確保半導(dǎo)體器件在制造后無缺陷。然而，如果不在設(shè)計中添加測試點以幫助檢測隨機電阻故障，LBIST通常無法達到與ATPG相同的測試質(zhì)量和覆蓋率。為了達到芯片生產(chǎn)質(zhì)量零缺陷，我們需要依賴先進故障模型進行掃描測試。了解更多關(guān)于如何使用Tessent確保IC質(zhì)量的信息。

對于功能安全，您需要確保器件在整個使用壽命中無缺陷。Logic BIST的優(yōu)勢在于能夠內(nèi)部生成測試向量，因而它是一種很好的系統(tǒng)內(nèi)測試解決方案，可用作功能安全機制。LBIST對被測邏輯具有非常高的診斷覆蓋率（diagnosticcoverage，DC），并被證明是一種極其有效的安全機制。此外，Tessent Logic BIST IP已通過ASIL-D認(rèn)證，因此設(shè)計人員可以對該解決方案更有信心。

Tessent Logic BIST可以和掃描ATPG壓縮構(gòu)成混合式方法，這兩個不同的測試系統(tǒng)可以共用很多相同的邏輯結(jié)構(gòu)（圖1）。

我們會基于掃描鏈結(jié)構(gòu)，利用ATPG生成scan patten用在芯片的制造測試中，同時在LBIST 中我們還可以復(fù)用這些掃描鏈。它們可以使用設(shè)計中實現(xiàn)的相同掃描鏈結(jié)構(gòu)進行制造測試。還可以共用同一個控制器邏輯進行ATPG制造測試和LBIST測試，從而減少面積開銷。行業(yè)正在迅速采用基于總線的打包掃描測試傳送，如Tessent流掃描網(wǎng)絡(luò)（SSN）進行制造測試。這與傳統(tǒng)的DFT架構(gòu)非常不同，但它仍然可與 Logic BIST集成，并支持SSN / LogicBIST的完整hierarchical流程。

在生命周期測試期間，Logic BIST的一個問題是，對于比較大的設(shè)計規(guī)模和向量集，可能無法滿足ISO 26262規(guī)定的診斷時間間隔（diagnostic time interval，DTI）要求。Tessent Logic BIST使用觀測掃描技術(shù)（ObservationScan Technology，OST）大幅減少汽車IC的Logic BIST測試時間。采用OST 的Logic BIST在設(shè)計中使用測試點，在每個時鐘周期（包括移位和捕獲）累積測試覆蓋率，而不僅僅是基于每個向量（只針對捕獲）累積覆蓋率。客戶發(fā)現(xiàn)，為實現(xiàn)目標(biāo)測試覆蓋率，所需的測試向量數(shù)量最多減少了20倍。這種向量數(shù)量的減少縮短了故障檢測所需的時間，從而有可能實現(xiàn)更高的ASIL認(rèn)證。您可以在這個視頻中了解更多關(guān)于英飛凌如何使用帶有觀測掃描技術(shù)的Logic BIST的信息。

MemoryBIST

對于汽車SoC中的存儲器，Memory BIST是器件在開機、關(guān)機和運行期間進行測試和自我修復(fù)的解決方案。傳統(tǒng)的Memory BIST是破壞性的：存儲器的內(nèi)容會被破壞。

Tessent Memory BIST可以支持非破壞性的Memory BIST控制器，因此被測試的存儲器不會下線，測試后不需要恢復(fù)其內(nèi)容，對系統(tǒng)性能的影響很小甚至沒有影響。

汽車Memory BIST的另一個重要功能是快速內(nèi)置自我修復(fù)（built-in self-repair，BISR）寄存器加載。在測試可修復(fù)存儲器時，您必須在Memory BIST配置中加載所有的修復(fù)寄存器。如果設(shè)備規(guī)模很大，會增加啟動/開機測試的時間。汽車OEM廠商對開機測試的時間進行了限制。Tessent Memory BIST并行加載BISR寄存器以加快開機測試。

模擬故障仿真

典型的汽車IC有一些模擬IP，也必須達到ISO 26262要求的覆蓋率水平。為了確保模擬故障覆蓋，Tessent提供了一種叫做Tessent DefectSim的模擬故障仿真器。它生成 FMEDA（failure modes，effects and diagnostic analysis，失效模式、影響和診斷分析）指標(biāo)估計值，供用戶在ISO 26262認(rèn)證過程中使用。

Embedded Analytics

我們已經(jīng)討論了在汽車IC中檢測物理缺陷。該Tessent EmbeddedAnalytics在系統(tǒng)級監(jiān)控功能操作。嵌入式監(jiān)控器可以收集功能總線、存儲器接口和器件性能的數(shù)據(jù)。這使設(shè)計人員能夠在車輛運行期間監(jiān)控器件行為，包括硬件/軟件交互。Tessent Embedded Analytics還作為內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)安全功能，保護車輛免受惡意攻擊。了解更多關(guān)于為網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計汽車IC的信息。

安全島

那么您如何從汽車器件中獲取數(shù)據(jù)？Tessent 使用一個完整的安全島架構(gòu)，并附帶一個參考流程以簡化實施（圖2）。該架構(gòu)基于一個完善的測試控制器，稱為TessentMissionMode，與IJTAG網(wǎng)絡(luò)相連。

MissionMode控制器通過標(biāo)準(zhǔn)接口連接到安全管理CPU，因此測試內(nèi)容可以通過軟件驅(qū)動。我們不僅能得到測試結(jié)果是通過或失敗，還可以獲取更多測試細節(jié)，并根據(jù)結(jié)果進行動態(tài)決策。例如，根據(jù)測試結(jié)果，采取安全停車或者簡單地在儀表盤上點亮警告燈。

安全島可以擴展功能，而不僅限于管理測試。您可以連接到嵌入式分析、其他功能安全IP和第三方監(jiān)控器，并讓安全島通過單一的邊緣處理設(shè)備管理和協(xié)調(diào)所有數(shù)據(jù)。一旦您擁有數(shù)據(jù)并可以在安全島中進行處理，您可以將關(guān)鍵數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進行進一步分析。汽車制造商可以看到整個車隊的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)為決策提供依據(jù)。

汽車安全系統(tǒng)內(nèi)測試的未來

為了增強半導(dǎo)體層面的功能安全，設(shè)計者需要使用能夠自動將安全技術(shù)應(yīng)用于汽車芯片的設(shè)計、測試和生命周期監(jiān)控的工具。Tessent提供行業(yè)領(lǐng)先的解決方案，幫助設(shè)計人員高效地滿足他們的安全要求。所有Tessent工具均通過 ISO 26262和Tcl 1認(rèn)證，并且已具備符合ASIL-D等級標(biāo)準(zhǔn)的條件，因此用戶可以放心，軟件工具能生成正確的輸出，并且Tessent IP已獲認(rèn)證，可在設(shè)計中使用。

系統(tǒng)內(nèi)測試將繼續(xù)改進以滿足更嚴(yán)格的汽車功能安全要求。一個機會是在系統(tǒng)內(nèi)使用新發(fā)布的Tessent系統(tǒng)內(nèi)測試控制器，這將實現(xiàn)制造質(zhì)量測試在系統(tǒng)內(nèi)完成。