在半導(dǎo)體晶體管尺寸越來越小、芯片功能日益復(fù)雜的趨勢(shì)下，系統(tǒng)級(jí)測(cè)試（簡(jiǎn)稱 SLT）變得至關(guān)重要。系統(tǒng)級(jí)測(cè)試 (SLT) 是指在仿真的終端使用場(chǎng)景中對(duì)待測(cè)芯片 (DUT) 進(jìn)行測(cè)試，純粹通過運(yùn)行和使用來完成測(cè)試，無需像傳統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備 (ATE) 那樣創(chuàng)建測(cè)試向量。仍需要編寫測(cè)試，但編寫方式不同。
系統(tǒng)級(jí)測(cè)試也被稱為功能測(cè)試。由于結(jié)構(gòu)測(cè)試能夠自動(dòng)化，可以更有效地滿足故障覆蓋率要求。因此，自動(dòng)測(cè)試程序生成 (ATPG) 成為測(cè)試向量的主要來源。
ATPG 等結(jié)構(gòu)技術(shù)需要掃描鏈等人工結(jié)構(gòu)，以便訪問整個(gè)電路，這使得大多數(shù)測(cè)試都是在測(cè)試模式下完成。雖然這對(duì)測(cè)試大有裨益，但可測(cè)試性設(shè)計(jì) (DFT) 和 ATPG 也有缺點(diǎn)，包括：
? 測(cè)試模式掩蓋了僅在功能模式下可見的故障
? ATPG 測(cè)試向量不會(huì)覆蓋電路所有部分，如 IP 塊之間的接口
? 待測(cè)芯片在結(jié)構(gòu)測(cè)試期間不會(huì)經(jīng)歷真實(shí)運(yùn)行，無法發(fā)現(xiàn)一些邊緣故障和滯后性的故障，包括：電源和時(shí)鐘分配電路中的噪聲；測(cè)試向量導(dǎo)致待測(cè)芯片發(fā)熱；ATPG 沒有覆蓋復(fù)雜的真實(shí)場(chǎng)景，手動(dòng)編寫這樣的測(cè)試向量可能非常困難甚至不可能；測(cè)試中不包括系統(tǒng)軟件。
相較而言，使用 SLT 時(shí)，測(cè)試工程師可以像在真實(shí)環(huán)境中一樣使用待測(cè)芯片，從而發(fā)現(xiàn)以前無法發(fā)現(xiàn)的故障。鑒于進(jìn)入測(cè)試時(shí)的初始缺陷率升高，而退出測(cè)試時(shí)允許的缺陷率顯著降低，元器件制造商比以往任何時(shí)候都更加依賴測(cè)試。目前的技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過每個(gè)芯片 10 億個(gè)晶體管的大關(guān)， 99.5% 的故障覆蓋率雖然仍可以接受，但如果以 10 億件來計(jì)算，0.5% 還是很多。
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 行業(yè)在實(shí)現(xiàn)故障覆蓋率與密度同步提高方面付出了巨大努力，但由于以下原因，故障覆蓋率的提升有所滯后。
故障模式：每當(dāng)在集成電路制造中引入新的創(chuàng)新技術(shù)，也意味著引入了新的故障模式。但檢測(cè)這些故障模式所需的新測(cè)試技術(shù)卻開發(fā)緩慢，總是難以跟上步伐。而通過 SLT，制造商可以實(shí)施功能測(cè)試，以引發(fā)和捕獲由新故障模式導(dǎo)致的真實(shí)故障。
SoC 內(nèi)部接口：ATPG 專注于測(cè)試 IP 塊并為這些 IP 塊實(shí)現(xiàn)非常高的故障覆蓋率。然而，隨著 SoC 變得越來越復(fù)雜，加入更多 IP 塊，這些 IP塊之間的接口成為芯片中更重要的組成部分，導(dǎo)致整體故障覆蓋率下降。
IP 塊接口的另一個(gè)挑戰(zhàn)是它們通常是異步的，這就導(dǎo)致測(cè)試更加困難。除了測(cè)試異步接口的復(fù)雜度，掃描所有可能的時(shí)序組合也非常耗時(shí)。
EDA 行業(yè)提供了推動(dòng) SoC 系統(tǒng)驗(yàn)證的工具，但尚不清楚這些仿真將如何移植到 ATE，甚至能否移植到 ATE。SLT 支持對(duì)接口進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)榇郎y(cè)芯片將在真實(shí)環(huán)境中使用，以便發(fā)現(xiàn) ATE 中可能沒有出現(xiàn)的故障。
SoC 和 SIP 的復(fù)雜度日益提高，加上終端用戶日益嚴(yán)格的質(zhì)量要求，在此趨勢(shì)的推動(dòng)下， SLT 得到了更廣泛的采用，成為待測(cè)芯片測(cè)試策略中的關(guān)鍵組成部分。通過使用 SLT 在仿真的終端環(huán)境中對(duì)待測(cè)芯片進(jìn)行功能測(cè)試，設(shè)備制造商可以預(yù)防使用傳統(tǒng)晶圓和封裝測(cè)試技術(shù)難以檢測(cè)到的漏檢故障。
此外，在測(cè)試流程中添加 SLT 環(huán)節(jié)后，不僅可以捕獲漏檢故障，而且可以在平臺(tái)之間移動(dòng)測(cè)試，包括在測(cè)試流程的早期階段運(yùn)行低良率測(cè)試，后期階段在 SLT 測(cè)試設(shè)備中運(yùn)行高良率測(cè)試，這將有助于客戶達(dá)到理想的測(cè)試成本 / 質(zhì)量比。
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