Memory Fault Types

本章描述了各种memory fault models，包含每个fault model的以下信息：

• 故障行为的一般描述。
• 检测故障所需的测试序列。
• membistGenerate提供的测试算法，cover故障。

1.Address Decoder Faults

该模型包含的地址解码逻辑的故障，可能有三种不同的故障行为：

• ADa：某个地址导致没有cell被访问。
• ADb：某个地址同时访问多个cells。
• ADc：某个cell可以被多个地址访问。

地址解码器故障实际上可以映射到存储单元阵列中的故障，因此，覆盖存储单元阵列故障使这些故障也被覆盖。

2. Bit/Group/Global Write Enable Faults

这些故障在write enable端口（bit、group、或global）上，在bit/byte write enable端口和global write enable端口之间是stuck-active和short（两种faults）。

检测Bit/Group/Global write Enables上的stuck active，首先向memory中写入一个数据值，使这些inputs设置为它们的active value，然后尝试写相反的数据值，使这些inputs设为它们的inactive value，然后验证第一次的数据值仍然存在（inputs？inactive？active？）。

检测Bit/Group Write Enable上的shorts，首先执行写操作，inputs根据bus的奇数和偶数索引设置为相反的值。相似地，Bit/Group Write Enable和Global Write Enable之间的shorts的检测是同样的操作。

3.Access Transistor Current Leakage Faults

从访问transistors到bitlines和datalines存在过大的漏电流，可能会导致memory cell的内容被不正确的读取。在data lines之间访问transistors，以及在bitlines上异常高的漏电流，会导致bitlines之间的差分电压，从而导致差分放大器错误的读取cell，最差的情况是，除了pivot cell以外，列上的所有cells都具有相同的值。

检测过大漏电路故障的最佳方法是随最坏情况进行敏化，例如当pivot cell保持为值1时，而同列额所有单元保持相反的值0，反之亦然。

4.Data Retention Faults

数据保留故障是一个cell在未被访问的情况下，经过一段时间后，失去了它的内容。主要是DRAM cell故障机制，源自异常大的漏电流。Leakage可能发生在一个cell和基底之间或者两个cells之间。保留故障也可能发生在SRAM cell中，由于cell中的有缺陷的上拉设备。

通过在memory中写physica checkerboard pattern，保留一段时间，然后读回，能够检测到保留故障。使用checkerboard pattern重复这个过程。SMarchCHKB* library算法被自动分为三个test patterns为满足tester的应用，推荐时钟这些算法之一作为默认算法以使能该feature。

5.Data Path Shorts

data path shorts发生在数据路径的偶数和奇数元素之间，假设两者在物理上是相邻的。shorts总是发生在memory inputs或者outputs与列MUX之间。

通过写和读checkerboard-like pattern到每个bank的第一行的所有位置可以检测到 这些faults。

6.Destructive Read Faults

该fault会导致在读访问期间memory cell的内容被改变。但是第一次读访问之后读取的值是正确的。由于memory cell的下拉路径中的电阻性缺陷能够导致该fault。

该故障也被称为欺骗性破坏性读故障。

为了检测破坏性读故障，在test下的cell必须被初始化，然后在连续的时钟周期内多次读取。最少读两次。逻辑1和逻辑0的序列必须是可重复的。Mentor library算法使用Read Operation来检测该故障，读的故障数量是2。一些memories可能要求读取数量增加，可以通过自定义读操作轻松实现。

Dynamic Coupling Faults

该fault model，读或者写一个逻辑0或者逻辑1到一个memory cell会force另一个cell为逻辑0或逻辑1。在两个cells之间共有四种动态耦合故障：

• dyCFa：在coupling cell中读或写0，在base cell中force 0。
• dyCFb：在coupling cell中读或写0，在base cell中force 1。
• dyCFc：在coupling cell中读或写1，在base cell中force 0。
• dyCFd：在coupling cell中读或写1，在base cell中force 1。

两个耦合cell能够出现在memroy array的任意位置。

为了检测dyCFa fault， 必须发生以下事件的序列：

1. base cell必须保留逻辑1，并且coupling cell是逻辑0。
2. coupling cell必须被读取逻辑0或者写入逻辑0。
3. base cell必须在任何值被写入之前读取。

为了检测dyCFb fault，必须发生以下事件的序列：

1. base和coupling cell必须都保留逻辑0。
2. coupling必须被读或者写入一个逻辑0。
3. base cell必须在任意值写入之前读取。

为了检测dyCFc fault，必须发生以下事件的序列：

1. base和coupling cell必须都保留逻辑1。
2. coupling必须被读或者写入一个逻辑0。
3. base cell必须在任意值写入之前读取。

为了检测dyCFd fault，必须发生以下事件的序列：

1. base cell必须保留逻辑0，并且coupling cell是逻辑1。
2. coupling cell必须读取或写入逻辑1。
3. base cell必须在任意值写入之前读取