基于MBIST的内存测试算法在计算内存中的分析与设计

《ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems》：Analysis and Design of Memory Testing Algorithm for Computing-in-Memory Using MBIST

计算内存（CIM）架构通过嵌入式逻辑减少处理器与内存的数据传输，但测试复杂度显著增加。本研究提出March CC测试算法，将存储模式与计算模式测试融合，实现10N测试复杂度，使单/双胞故障覆盖率分别从66.7%提升至79.8%，兼容SRAM、RRAM、MRAM等多种CIM架构。

　　

摘要

内存计算（CIM）作为一种面向未来的新型计算架构，有效克服了冯·诺依曼架构中的瓶颈问题。CIM架构将逻辑功能嵌入到内存阵列中，从而减少了处理器与内存之间的数据传输量。然而，将逻辑功能嵌入内存阵列会增加测试的复杂性。在这项研究中，我们对CIM所面临的挑战进行了全面分析，并提出了一种专为CIM芯片设计的新测试算法——March CC。该算法将读/写操作序列中的测试步骤与计算步骤合并为一步，显著提高了测试效率。与传统March C测试算法相比，提出的March CC算法的复杂度仅为10^N，使得六种常见的单单元故障（SCF）模型和九种常见的双单元故障（DCF）模型的故障覆盖率从66.7%提升到了79.8%。此外，March CC算法具有良好的兼容性，适用于多种内存配置，如SRAM、RRAM和MRAM等CIM架构。