Tessent Memory Repair技术详解：理论篇

Tessent Memory Repair技术详解：理论篇

随着芯片技术的不断发展，内存（memory）在芯片中的占比越来越大，制造过程中很容易出现缺陷。如果内存出现故障，整个芯片就可能报废，造成巨大的浪费。为了解决这个问题，业界在内存设计时通常会加入修复（repair）功能，通过增加冗余的行或列来实现故障替换。本文将详细介绍Tessent Memory Repair的理论基础和具体实现方法。

内存修复的基本原理

内存修复的基本原理是在设计时增加一些冗余的列或行。如果内存没有故障，这些冗余的列或行将不会被使用；如果出现故障，可以用这些冗余的列或行将坏的位置替换掉。这是一种面积与功能的权衡：通过增加面积来换取修复功能。

常见的修复方式包括行修复（row repair）、列修复（column repair）、行和列修复（row & column repair）以及字修复（word repair）。

行修复（Row Repair）

行修复主要是将故障的行用冗余行来替换。

列修复（Column Repair）

列修复主要是将故障的列用冗余列来替换。

行列修复（Row & Column Repair）

行列修复将出现的故障用冗余行或列来提供。修复能力越强，说明冗余逻辑添加得越多，额外增加的面积也会越多。

硬修复与软修复

内存修复可分为硬修复（hard repair）和软修复（soft repair）两种类型。

• 硬修复（Hard Repair）：修复信息存储在熔丝（fuse）中，启动时将修复信息加载到需要修复的内存中。
• 软修复（Soft Repair）：修复信息必须在每次启动时重新加载或重新计算。如果修复信息存储在外部，可以使用内置自修复链（BISR chain）或重新执行冗余分析（redundancy analysis）以及BIRA-BISR数据传输来加载修复信息。使用软修复会增加启动时间和电路控制的复杂性，但可以节省熔丝的使用。

Tessent Memory Repair架构

Tessent Memory Repair的主要架构组件包括：

• BISR（Built-in Self Repair）：内置自修复控制器
• BIRA（Built-in Repair Analysis）：内置修复分析
• FUSE：一次编程存储器
• 内存带冗余

Tessent Memory Repair步骤

Tessent Memory Repair的具体步骤如下：

1. 芯片上电复位，BISR控制器将BISR链复位
2. 运行内存BIST控制器，对每个内存进行BIST测试，BIRA分析故障修复信息并保存在本地BIRA寄存器中
3. 运行传输BIRA到BISR指令，本地修复信息传输到BISR链
4. 经过BIST控制器将BIRA寄存器修复状态信息移出，判断芯片好坏
5. 运行BISR控制器编程模式，将BISR存储的修复信息移出、压缩并烧写到熔丝中
6. 芯片上电/复位，BISR控制器自动使能并将修复信息加载到BISR链，直接驱动到内存修复端口
7. 重新运行MBIST，验证是否修复成功

本篇主要介绍了内存修复的理论知识，下篇将讲解如何使用Tessent Shell来实现内存修复。