Test de mémoires SRAM à faible consommation

par Leonardo Henrique Bonet Zordan

Thèse de doctorat en Systèmes automatiques et microélectroniques

Sous la direction de Patrick Girard et de Serge Pravossoudovitch.


  • Résumé

    De nos jours, les mémoires embarquées sont les composants les plus denses dans les "System-On-Chips" (SOCs), représentant actuellement plus que 90% de leur superficie totale. Parmi les différents types de mémoires, les SRAMs sont très largement utilisées dans la conception des SOCs, particulièrement en raison de leur haute performance et haute densité d'intégration. En revanche, les SRAMs conçues en utilisant des technologies submicroniques sont devenus les principaux contributeurs de la consommation d'énergie globale des SOCs. Par conséquent, un effort élevé est actuellement consacré à la conception des SRAMs à faible consommation. En plus, en raison de leur structure dense, les SRAMs sont devenus de plus en plus susceptibles aux défauts physiques comparativement aux autres blocs du circuit, notamment dans les technologies les plus récentes. Par conséquent, les SRAMs se posent actuellement comme le principal détracteur du rendement des SOCs, ce qui cause la nécessité de développer des solutions de test efficaces ciblant ces dispositifs.Dans cette thèse, des simulations électriques ont été réalisées pour prédire les comportements fautifs causés par des défauts réalistes affectant les blocs de circuits spécifiques aux technologies SRAM faible consommation. Selon les comportements fautifs identifiés, différents tests fonctionnels, ainsi que des solutions de tests matériels, ont été proposés pour détecter les défauts étudiés. Par ailleurs, ce travail démontre que les circuits d'écriture et lecture, couramment incorporés dans les SRAMs faible consommation, peuvent être réutilisés pour augmenter le stress dans les SRAMs lors du test, ce qui permet d'améliorer la détection des défauts affectant la mémoire.

  • Titre traduit

    Test of Low-Power SRAM Memories


  • Résumé

    Nowadays, embedded memories are the densest components within System-On-Chips (SOCs), accounting for more than 90% of the overall SOC area. Among different types of memories, SRAMs are still widely used for realizing complex SOCs, especially because they allow high access performance, high density and fast integration in CMOS designs. On the other hand, high density SRAMs designed with deep-submicrometer technologies have become the main contributor to the overall SOC power consumption. Hence, there is an increasing need to design low-power SRAMs, which embed mechanisms to reduce their power consumption. Moreover, due to their dense structure, SRAMs are more are more prone to defects compared to other circuit blocks, especially in recent technologies. Hence, SRAMs are arising as the main SOC yield detractor, which raises the need to develop efficient test solutions targeting such devices.In this thesis, failure analysis based on electrical simulations has been exploited to predict faulty behaviors caused by realistic defects affecting circuit blocks that are specific to low-power SRAMs, such as power gating mechanisms and voltage regulation systems. Based on identified faulty behaviors, efficient March tests and low area overhead design for testability schemes have been proposed to detect studied defects. Moreover, the reuse of read and write assist circuits, which are commonly embedded in low-power SRAMs, has been evaluated as an alternative to increase stress in the SRAM during test phase and then improve the defect coverage.

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