中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

劉怡君 徐義星 黃雨 王威

【摘要】 本文首先介紹了中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成，在此基礎(chǔ)上對(duì)中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)分析研究，具有一定的現(xiàn)實(shí)參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】 中小規(guī)模 集成電路 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

一、中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成

一般來(lái)講，中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)由自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）軟件平臺(tái)、測(cè)試程序集（TPS）、自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）這三部分組成。

1.1 自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）軟件平臺(tái)

測(cè)試程序集在自動(dòng)測(cè)試設(shè)備上的運(yùn)行及開發(fā)平臺(tái)，稱為自動(dòng)測(cè)試設(shè)備軟件平臺(tái)，即ATE軟件平臺(tái)。在ATE軟件平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、測(cè)試任務(wù)、測(cè)試程序開發(fā)、故障診斷、DUT測(cè)試以及硬件資源管理等功能。根據(jù)功能的不同進(jìn)行劃分，可將ATE軟件平臺(tái)分為數(shù)據(jù)傳遞環(huán)境、測(cè)試程序集運(yùn)行平臺(tái)以及測(cè)試程序集開發(fā)平臺(tái)這三部分。

1.2 測(cè)試程序集（TPS）

被測(cè)試對(duì)象、相關(guān)測(cè)試要求與測(cè)試程序集（TPS）之間的關(guān)系是非常密切的。一般而言，需用標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言來(lái)編寫測(cè)試軟件，如C++、國(guó)際通用測(cè)試語(yǔ)言ATLAS等。測(cè)試程序集中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行測(cè)試軟件，可以對(duì)ATE中的開關(guān)組件、電源、測(cè)量單元以及電壓電流源等進(jìn)行控制，并且能夠在芯片引腳上加入與之相匹配的激勵(lì)信號(hào)，同時(shí)在合適的時(shí)間對(duì)其響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，最后能夠?qū)y(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析處理，并對(duì)那些可能引起故障的事件進(jìn)行確定。

1.3自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）

ATE操作系統(tǒng)軟件控制硬件設(shè)備的運(yùn)行，使之能夠提供被測(cè)試對(duì)象部件或電路要求的激勵(lì)，在此基礎(chǔ)上對(duì)不同連接點(diǎn)、端口或者引腳處的響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，最后根據(jù)測(cè)量結(jié)果判定被測(cè)對(duì)象的性能或功能是否滿足規(guī)范中的要求。

二、中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

作為中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的關(guān)鍵和核心，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件平臺(tái)能夠當(dāng)作軟橋梁將被測(cè)試對(duì)象與測(cè)試資源緊密的聯(lián)系起來(lái)，而且自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的整體性能也會(huì)受到該軟件體系結(jié)構(gòu)的直接影響。一般而言，標(biāo)準(zhǔn)化、組件化、層次化是軟件體系結(jié)構(gòu)良好的表現(xiàn)特征，此外，該軟件的設(shè)計(jì)還需滿足儀器的互換性及測(cè)試程序的可移植性要求，而且必須具有一定的開放性，具體而言，即系統(tǒng)是可以重構(gòu)的、功能模塊是可以重復(fù)使用的、軟件結(jié)構(gòu)是可以裁減和擴(kuò)充的。

一般來(lái)講，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)最底層驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)形式表現(xiàn)為類：TTDrv，而且每個(gè)功能板的源文件都是相互獨(dú)立的，只需負(fù)責(zé)管理自己板塊的控制方法和數(shù)據(jù)，在接收到底層驅(qū)動(dòng)函數(shù)通過(guò)接口板輸送過(guò)來(lái)的控制字之后，各個(gè)功能板利用 FPGA譯碼進(jìn)行相應(yīng)的控制和數(shù)據(jù)通訊。

2.2自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試程序的設(shè)計(jì)

一般來(lái)講，系統(tǒng)中每個(gè)芯片的測(cè)試過(guò)程和測(cè)試電路都存在不同程度的差異，因此，在編寫測(cè)試程序時(shí)，一定要以每個(gè)芯片的特性為參照。由于用戶不可以隨意對(duì)底層驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行修改，因此在底層驅(qū)動(dòng)程序之上再配置一個(gè)程序，即測(cè)試程序，就能夠滿足用戶所需，方便用戶的直接調(diào)用。測(cè)試程序的設(shè)計(jì)，避免了用戶因直接使用底層驅(qū)動(dòng)而給系統(tǒng)帶來(lái)的致命危害。任一測(cè)試程序都有相應(yīng)的工程與之對(duì)應(yīng)，工程組可以允許工程的載入，因此，針對(duì)不同芯片的測(cè)試要求，用戶只需在工程組中找到測(cè)試所需的工程即可。一般而言，芯片參數(shù)的表現(xiàn)形式往往都設(shè)計(jì)為函數(shù)，因此，在測(cè)試過(guò)程中，用戶只需對(duì)測(cè)試參數(shù)進(jìn)行選擇，然后點(diǎn)擊測(cè)試按鈕，就能立即顯示出測(cè)試結(jié)果。在集成電路中，每個(gè)芯片都對(duì)應(yīng)著許多測(cè)試參數(shù)，而每個(gè)參數(shù)的測(cè)試條件和測(cè)試電路都存在一定的差別，因此，要改變測(cè)試電路，就必須根據(jù)需求對(duì)繼電器的切合狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的改變，與此同時(shí)，按照測(cè)試條件，對(duì)芯片上激勵(lì)源輸出的方向和大小進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭？傊詣?dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試程序的設(shè)計(jì)，為用戶避免了很多不必要的操作，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成良品率計(jì)算、數(shù)據(jù)記錄、分箱結(jié)果傳送、MAP圖繪制等一系列操作，有效的節(jié)省了測(cè)試時(shí)間、人力等資源。

2.3測(cè)試程序界面與人機(jī)交換過(guò)程

科學(xué)有序的界面能夠方便用戶對(duì)系統(tǒng)功能與信息的操作和了解，因此，根據(jù)不同的功能進(jìn)行模塊劃分，可將自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)分為可數(shù)據(jù)顯示界面、測(cè)試主窗口、數(shù)據(jù)圖表分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)界面、程序裝載及參數(shù)設(shè)置界面等。通常情況下，進(jìn)入軟件系統(tǒng)首先看到的是開、關(guān)機(jī)界面，這個(gè)界面的設(shè)計(jì)目的主要是用來(lái)控制測(cè)試系統(tǒng)的上電與斷電，根據(jù)Pwc順序開啟電源后，系統(tǒng)圖標(biāo)及指示燈被點(diǎn)亮，表明系統(tǒng)開啟功能正常，可以繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試相關(guān)操作。測(cè)試系統(tǒng)待機(jī)時(shí)，橘色指示燈變亮；關(guān)機(jī)時(shí)，綠色指示燈關(guān)閉；程序運(yùn)行時(shí)遇到非正常中斷的情況時(shí)，系統(tǒng)電源會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

三、總結(jié)

總而言之，中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢(shì)，如測(cè)試覆蓋面廣、測(cè)試速度快、測(cè)試精度高、成本低等。加強(qiáng)對(duì)中小規(guī)模集成電路自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)IC的研制，促進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王帥.基于LabVIEW的集成電路測(cè)試分析儀[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，08（15）：45-46.