MBIST - Memory BIST会对memory进行清零吗?

MBIST（Memory Built-In Self-Test）的核心目标是检测存储器（RAM, ROM, Cache等）的物理缺陷（如单元失效、位线/字线故障、耦合故障等），而不是执行功能性的清零操作。不过，MBIST的测试过程本身会覆盖性地写入特定的测试模式，这可能（但不一定）导致存储器原有数据被覆盖或“清零”。

具体分析整理如下：

1. MBIST 测试的本质是“读写测试”：

   • MBIST 通过执行一系列精心设计的测试算法来检测故障。
   • 这些算法的核心步骤就是反复地对存储单元进行写入（Write）和读取（Read）操作，并比较读取结果与预期值。
   • 写入操作是测试的必需步骤。为了检测一个单元是否能正确存储0和1，MBIST 必须向该单元写入0，读出验证；再写入1，读出验证（或按算法规定的顺序进行）。

2. 测试过程会覆盖原有数据：

   • 当 MBIST 启动时，它不关心存储器中当前存储的数据是什么。
   • 为了执行测试，MBIST 控制器会按照选定的测试算法，向存储器的地址空间写入特定的测试模式（例如，全0、全1、0/1交替、棋盘格模式等）。
   • 这个过程必然会覆盖掉存储器在测试开始前存储的所有用户数据或系统数据。 从这个角度看，执行一次完整的 MBIST 测试后，存储器的内容不再是测试前的原始数据，而是最后一次测试写入操作留下的数据模式。

3. 测试结束后的状态：

   • 测试结束时，存储器的内容取决于：
     • 所使用的测试算法： 不同的算法最后一步写入的模式不同（可能是0，也可能是1，或者是某种特定模式）。
     • 算法是否执行完成： 如果测试中途因故障停止，内容则是故障发生前最后写入的状态。
     • BIST 控制器的设计： 有些设计可能在测试完成后有意将存储器置为某种已知状态（例如全0），但这不是 MBIST 的标准或核心目标，而是额外的设计选择。
   • 标准 MBIST 本身不保证存储器被“清零”。它最后写入的可能是1，也可能是0，或者是0和1混合的特定测试模式（如棋盘格）。它不会特意执行一个将所有位都写0的操作（除非算法最后一步恰好是写全0）。

4. “清零”是否是目标？

   • MBIST 的原始目标不是清零： MBIST 的首要且核心目标是故障检测（Pass/Fail 判定）。数据覆盖是其实现测试的必要副作用。
   • 清零可以作为安全或初始化需求： 如果系统要求在测试后或启动前存储器处于清零状态（例如出于安全考虑或初始化需求），这通常需要：
     • 额外的硬件清零逻辑： 在 MBIST 控制器之外，专门设计一个状态机或逻辑来执行全存储空间写0操作。这个逻辑可以与 MBIST 集成，但本质上是独立的功能。
     • 软件清零： 在 MBIST 测试完成后，由 CPU 运行软件循环来写0。但这依赖于系统能正常工作。

因此：

• MBIST 测试过程必然会覆盖（破坏）存储器原有的数据。
• 执行一次完整的 MBIST 测试后，存储器的内容会被测试算法最后写入的模式所填充。
• MBIST 本身的设计目的和标准行为不是特意将存储器“清零”。 它不保证测试后存储器内容是全0。
• 如果需要确保存储器在 MBIST 后处于清零状态，必须额外实现专门的硬件清零逻辑或在软件控制下进行清零操作，这不是 MBIST 的固有功能。