随着片上监控在复杂的高级节点IC中变得越来越普遍，人们很容易质疑它是否与传统的硅测试相冲突。将来甚至可能会取代此类测试。
“片上监控器可提供细腻的可观察性，以观察效果和问题，而这些效果和问题很难或不可能从常规产品测试数据中识别出来，因此不仅为性能，良率和质量改进提供了新的机会，而且还为测试优化提供了新的机会，” PDF Solutions的高级解决方案副总裁Dennis Ciplickas 。
与测试的交互成为下一个逻辑步骤。“该行业正在从静态监控和孤立测试过渡到连续循环和反馈监控，通过结合使用规则和AI不断改进测试，” Advantest技术和战略副总裁Keith Schaub指出。
功能测试和片上监控不仅在彼此学习，而且是相互补充和合作。虽然测试确定了芯片的结构完整性，但同时进行的监控可以为测试结果提供上下文，深度和颜色。它们在一起可以为正在进行的现场监控和系统内测试提供更坚实的基础。
西门子EDA汽车IC测试解决方案经理Lee Harrison表示：“没有测试就无法真正拥有分析功能，因为您仍然需要进行结构测试。” “同样，进行结构测试也很棒，但是与从纯结构测试中获得的数据相比，分析为您提供了更多的系统数据。”
但是，将这些世界融合在一起并非易事。proteanTecs汽车业务总经理Gal Carmel指出：“肯定是两个大公司正在学习如何共同发挥游戏的能力。” “但是从监控中可以受益匪浅，反之亦然。
测试和监控有完全不同的起源。在任何类型的任何制造过程中，测试的概念都是固有的。目的是确保所构建的内容正确执行。这适用于半导体以及任何其他制造业产品。
测试的目的是提前定义必须验证产品的哪些关键方面。半导体也不例外。但是定义这些测试可能非常复杂。整个覆盖范围的概念反映了这样一个事实，即很难对所有内容进行完全测试。将经济因素添加到方程式中，在测试成本与失败成本之间取得平衡，这变得更加困难。
测试的结果通常是通过/失败确定，或者可能是分箱决策。一旦测试完成，产品的使用寿命就结束了。至少，通常是这样-一个不断发展的新异常。
现在，要求汽车系统在开机，在运行中的各种间隔以及在关机时“在系统中”执行测试。这符合安全要求，并确保没有潜在的损坏或老化的半导体使车辆或附近车辆中的任何人处于危险之中。
相反，监控是基于几个不同的用例而发起的。这是因为存在多种监控类型，它们可能用于不同的实时目的，同时还提供分层的分析。
图1：监控（西门子将其称为“嵌入式分析”）最终将其结果发送到大多数分析引擎所在的云中
某些形式的监控有助于在温度或电源电压变化等条件下调整实时性能参数。其他目的则是为了更清晰地了解芯片执行其主要任务时所发生的事情。
对于在系统中组装的芯片，监控可以在完整组装的情况下评估芯片的运行情况。Ciplickas说：“大（全掩模版）管芯，极薄的器件封装以及异构集成的趋势正在导致复杂的热物理相互作用，从而导致故障，例如在V min条件下的SRAM位翻转。” “那些芯片测试期间很难刺激，因此可能会避开传统的高质量屏幕。”
监控可以提供的信息种类包括软件问题，安全漏洞，安全问题，不良总线事务和启动顺序问题。提取此类信息需要正常操作，而不是测试模式。
这个事实将它与测试区分开来，因为测试-顾名思义-利用特殊的测试模式来提高效率。即使是系统内测试，也可能涉及短暂使系统的一小部分脱机，以便可以执行测试。
因此，监控提供的视图不是在某些特殊模式下提供的（尽管它也可以这样做），而主要是在操作期间提供的。换句话说，测试是破坏性的。监控不是。“与传统的BiST相比，它（BiST）更具侵入性，” Carmel说。“监控是在系统运行时在后台运行的，因此无需停机。”
尽管在系统内测试的环境中测试和监控似乎越来越接近，但是这种区别使它们保持为独立的功能。
。监控的主要用途是将数据发送到云，在云中它成为与特定设备相关的大量数据的一部分。所谓“特定”，不只是特定的部件号，而是特定的序列号。该数据主体包含自首次启动该部分以来一直流到云中的所有监控数据的历史记录。
但是，监控仅显示了太多内容。尽管不同的监控层在向下钻取以查找问题的根本原因时可能会依次添加有用的信息，但总体分析会从与该特定部分相关的任何其他数据中受益。proteanTecs系统副总裁Noam Brousard解释说：“您提供的上下文越多，我们可以提供的分析和剖析就越多。
这可能包括晶圆厂检测数据，用于构建芯片的设备中的元数据，晶圆分类数据，最终测试数据，老化数据-有人可能会为了确定给定情况下发生的事情而采取的任何措施。
“我们上传的许多信息是测试名称，测试类型以及它所处的阶段，” Brousard说。“并且当我们将所有这些元数据与度量一起获得时，我们便知道何时可以将苹果与苹果进行比较，以及如何在不同的测试阶段传播我们的见解。”
Synopsys数字设计小组负责硅产品生命周期管理的产品营销经理Guy Cortez说：“我们在测试期间通过OSAT（海上组装和测试）进行连接。” 数据可以流向客户，客户可以将数据转发给我们到指定的服务器中。或者它可以直接从OSAT直接交给我们。”
数据的确切存储位置取决于芯片制造商。“我们将从云访问数据以运行分析，” Cortez说。“如果客户决定将所有数据托管在本地，这也是一种选择。在这种情况下，他们拥有硬件，我们仍然可以访问它。”
这意味着需要将测试结果传送到云或内部部署的数据中心，以成为该数据主体的一部分。尽管两种情况表明数据传输的时间安排非常不同，但这种情况已经开始发生。
数据的最简单目的是与所有其他数据一起存放，以在需要时提供参考。它成为分析引擎可以翻阅的大数据宝库的一部分。因此，时间并不重要。因此，测试结果可能每天，每天甚至每几天发送几次。在这种情况下，它们将以大批发送。
许多监控站点都可以解释测试结果文件，例如STDF格式的文件，因此即使它们来自与监控结果截然不同的世界，它们也准备处理这些结果的语法和语义。“我们知道如何适应许多不同的帧格式或数据格式，”布鲁萨德指出。
监控数据的第二种可能用途是做出自适应测试决策。例如，边缘（根据监控器）的通过设备（根据监控器）的装箱方式可能与位于预期分布中心的通过设备不同。
Ciplickas解释说：“过程角传感器可以揭示与过大的电流和功耗相关的性能变化。” “片上电压和温度传感器可以采取相似的步骤。它们可用于驱动动态测试条件和测试流程优化，以避免与测试相关的良率损失。”
但是，测试时间就是金钱。因此，任何决策都必须迅速做出来，而针对该决策的云之旅实在太慢了。Brousard说：“测试机构有一些原因，例如延迟，为什么他们可能不希望决策上云，运行某种计算并返回结果”。
这意味着监控分析引擎的某些小版本可能驻留在测试器上以进行本地决策。在这种情况下，数据也将被发送到云以成为数据语料库的一部分，但决策不必等待。
但是，自动测试设备（ATE）的计算能力有限。Synopsys的Digital Design Group的硅生命周期管理营销总监Randy Fish说：“在ATE设备上您只能进行太多的计算。” 如果超出了限制，那么仍然需要本地决策，则可能需要本地服务器来支持实时测试流程决策。AI操作可能需要这样的服务器。
给定本地AI功能，甚至可以将早期的监控测量结果与以后的测试结果相关联。这可以为缩短测试流程提供另一个决策点。
“片上传感器数据是另一个有价值的数据源，当包含在语义数据模型中并用于驱动机器学习算法时，可以改善总体测试操作的流程，” Ciplickas解释说。传感器数据可以在测试过程的早期收集，并用于动态驱动针对给定芯片，晶圆或批次进行的测试。这些数据可以与机器学习一起使用，以实现“虚拟测试步骤”，以预测下游测试的性能或结果，从而节省时间并降低测试成本。”
例如，仅在某些芯片上可能需要进行某种测试。监控数据可以确定哪些芯片，而其他芯片则绕过该测试。同样，如果这些结果表明设备可能出现故障，则可以中止测试-再次缩短了测试时间并降低了测试成本。
最终，芯片制造商决定如何实现这一目标。Fish表示：“取决于客户的使用模型，他们要多快地适应测试环境。”
在这种情况下，即使测试程序正在运行，监控也会增强测试，并且测试程序将访问监控数据。但是，测试程序也可能能够控制监控。
测试结果虽然有用，但相对不透明。可能缺少很多上下文。在测试期间还发生了什么？是否有某种情况以某种方式影响测试结果？对该信息的需求可能不会立即到来，但是在对故障进行分类的情况下，它可能会非常有用。
为此，监控公司可以与测试工程师合作，以在特定测试期间打开某些显示器，也许之后再关闭它们。在整个测试过程中，可以与测试相关联的随附监控数据可以在任何后分析过程中提供上下文和颜色。
“我们正在做的就是将监控扩展到测试中，”布鲁萨德说。“我们正在监控您运行测试的过程，以提供比以前更多的新数据。这样一来，您就可以发现更多问题，了解背景和出处，当然也可以大大减少测试时间。”
ProteanTecs并不孤单。Ciplickas说：“我们使用片上传感器提供了许多高保真度表征，这些传感器与测试数据进行交互并结合在一起，以创建更丰富的设备健康状况和DUT（被测设备）的诊断深度图。”
为了使测试程序能够读取监控数据或控制监控器本身，测试程序必须有可用的命令。“您提供的背景越多，我们可以提供的分析和剖析就越多，” Brousard解释说。
API提供了该访问权限，这意味着监控指令可能会成为测试程序本身的一部分。测试和监控结果可能在单独的文件中，或者可能在单独的数据包中进行通信，但是元数据随后有助于关联在哪些测试期间出现了哪些监控结果。
在设备运行期间，监控和测试之间的交互作用可能会减少。那时，任何系统内测试都不是通过某些测试程序运行的，而是通过使用自给自足的自测功能来运行的。这些BiST操作不会与任何监控交互，并且任何并发监控都可能无法访问BiST结果。
但是，在这种情况下，测试和监控均按照系统固件的要求运行。并没有阻止固件同时调用测试和监控以使监控丰富测试结果的意图。Brousard表示：“当您在运营期内进行测试时，这只是利用我们可视性的又一次机会。” “这样做不会中断系统运行。”
BiST结果趋于通过/失败-通常没有指定哪个特定组件失败，因此通常没有特定的测量与测试运行相关联。但是固件可以选择上传测试结果和随附的监控数据，以对结果进行着色并确定哪个芯片发生故障。那么，在这种情况下，固件在某种程度上可以充当测试程序。
看起来，测试和监控并不是融合在一起，而不是成为一件事，而是彼此编织，从两者中汲取价值，这与其相距甚远。Ciplickas说：“片上传感器数据不应被视为数据的“孤岛”，而应视为整个测试过程中的另一个“箭袋”。“收集和组织片上传感器数据来“前馈”以优化测试流程，并“后馈”以进行制造，测试乃至设计改进，这可能是一个很大的挑战，但是在性能，良率上却获得了相应的收获。以及可靠性。”
