陳 波 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：介紹了基于向量測試法的測試系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)組成以及各功能模塊工作過程。本系統(tǒng)是關(guān)技術(shù)員在總結(jié)多年的實際測試經(jīng)驗并參考國外同類測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)成功的，生產(chǎn)成本較低、性能可靠，是一種適合于國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的實際生產(chǎn)情況的測試系統(tǒng)。

     關(guān)鍵詞：集成電路

     測試系統(tǒng) 測試向量調(diào)制 精密測量單元（pmu）

     待測器件（dut） 時序產(chǎn)生器（tg） 圖形發(fā)生器（pg）

     隨著數(shù)字集成電路的應(yīng)用日趨廣泛和國家對半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展支持，國內(nèi)cmos數(shù)字集成電路設(shè)計能力得到了長足的發(fā)展。但，由于一般ic設(shè)計公司不會去考慮生產(chǎn)線設(shè)備的開發(fā)，而大多數(shù)加工廠沒有系統(tǒng)研能力，因而國內(nèi)從事集成電路后直道加工的企業(yè)所用的測試設(shè)備大部分是從外引進(jìn)，這些設(shè)備價格昂貴，操作復(fù)雜，在一定程序上增加了集成電路生產(chǎn)成本。

     為了擺脫集成電路生產(chǎn)上設(shè)備購買的高成本投入，我們研制開了集成電路測試設(shè)備，取得一定成果，并在測試技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗。下面就研發(fā)成功的數(shù)字集成電路測試系統(tǒng)做一介紹。

     1 設(shè)計目標(biāo)

     該數(shù)字測試系統(tǒng)主要為數(shù)字集成電路測試提供一個硬件平臺，適用于任何采用向量輸入輸出測試方法。目前研制成功的測試系統(tǒng)工作在50mhz的主頻，主要參數(shù)指標(biāo)如下：

     ·最高測試速率：10mhz

     ·時序調(diào)整精度：1ns

     ·測試向量量大深度：64kbits×4page

     ·測試管腳數(shù)：128pin（或64pin×2dut）

     ·電流測試能力：500ma

     ·iddq電流測試分辨率：0.122na

     ·測試向量電壓分辨率：2.5mv

     2 測試系統(tǒng)工作原理

     不管數(shù)字集成電路功能有多復(fù)雜，工作在多高的電壓，都可以將其看作一個二值邏輯器件。因此現(xiàn)在的大多數(shù)測試方法，不管是故障定位還是功能測試，都需要測試向量的輸入，而數(shù)字集成電路測試系統(tǒng)實際上就是一個用于向量產(chǎn)生和比較的硬件平臺。

     所謂測試向量，就是一個串連續(xù)的“0”和“1”組成的數(shù)字序列。在測試數(shù)字ic之前，通過對測試要求和芯片功能的分兵，利用向量編程器先寫好測試所需的向量，定義好的向量的時序要求，并將其下載到測試系統(tǒng)的存儲器中，然后啟動測試系統(tǒng)的控制模塊�？刂颇K按照事先寫好測試程序語句，按一定順序?qū)y試向量從存儲器中讀出并送到向量調(diào)制模塊。向量調(diào)制模塊對向量序列進(jìn)行波形調(diào)制電壓調(diào)制，最后送出與待測ic（dut）工作電壓匹配的波形序列。同時測試系統(tǒng)還監(jiān)測dut的輸出濾形，通過向量調(diào)制模塊將其轉(zhuǎn)換成與測試系統(tǒng)工作電平匹配的數(shù)字信號，測試系統(tǒng)將回送數(shù)字信號與預(yù)先設(shè)定的向量進(jìn)行比較，并鈄比較結(jié)果送給控制模塊進(jìn)行處理。測試系統(tǒng)原理如圖1所示。

     3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)

     該測試系統(tǒng)按硬件電路功能可分成八大模塊：①計算機接口模塊；②時鐘發(fā)生（timing

     generator）模塊；③測試向量發(fā)生模塊（pattern generator）；④參考電壓發(fā)生模塊（vi/vo）；⑤精密測量單元（pmu）；⑥dut電源供電模塊（dps）；⑦管腳測試模塊（pe）；⑧外部設(shè)備接口模塊。

     測試系統(tǒng)在實現(xiàn)采用自定義總線鴇，計算機通過總線實現(xiàn)對各模塊的數(shù)據(jù)讀寫操作，各模塊間也通過決線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。為實現(xiàn)生產(chǎn)操作方便，該系統(tǒng)在硬件上分成兩大部分——主機和測試頭。除向量合成部分，其余模塊都在主機中完成。從各模塊產(chǎn)生的信號，包括時鐘同步信號、測試向量序列、參考電壓、pmu信號等一起送待測試頭總線。每個管腳測量模塊都包含各自向合成模塊，向量合成模塊從測試頭總線中獲取各種信號，按要求將它們合成最終的數(shù)字測試信號，或?qū)ut返順的信號進(jìn)行分析比較，將結(jié)果