數(shù)字電子電路測試技術(shù)

朱雄鋒

摘 要：在數(shù)字電子電路安裝之前，需要對所選用的數(shù)字集成電路器件進(jìn)行邏輯功能測試，避免因器件功能不正常而增加調(diào)試的困難。檢測器件功能的方法有多種多樣，常用的方法為：儀器測試法、替代法、功能實驗檢查法等，用實驗電路進(jìn)行邏輯功能測試。數(shù)字電子電路安裝之前對所選用的數(shù)字集成電路器件進(jìn)行邏輯功能測試，避免因器件功能不正常而增加調(diào)試的困難，本文分析探討了數(shù)字電子電路的測試技術(shù)，供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；電子電路；測試

1 電子電路的重要性

伴隨我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的科技水平也在日益提高，電子電路技術(shù)在我國的各個領(lǐng)域都得到了較為廣泛的應(yīng)用，為了保證運(yùn)用了電子電路技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量，就需要對微電子電路技術(shù)繼續(xù)相應(yīng)的檢測與校準(zhǔn)，從而達(dá)到質(zhì)量控制的目的。

2 數(shù)字電子電路測試中存在的問題

在數(shù)字電子電路測試的過程中，會出現(xiàn)一些缺陷和故障。

2.1 數(shù)字電子電路測試中的缺陷

數(shù)字電子電路檢測中存在的缺陷指的是集成電子電路芯片的硬件實現(xiàn)和期望設(shè)計二者之間的非故意性的差別。其中常見的主要有：（1）在對產(chǎn)品進(jìn)行封裝時的缺陷，如沒有密封好包裝泄露、觸點(diǎn)退化等；（2）產(chǎn)品的使用材料方面的缺陷，如產(chǎn)品表面存在雜質(zhì)、內(nèi)部晶體有殘缺等；（3）產(chǎn)品的使用壽命方面的缺陷，如電遷移等。

2.2 數(shù)字電子電路測試中遇到的故障

（1）時間延遲故障：一個產(chǎn)品的數(shù)字電子電路需要的不僅僅是精確的執(zhí)行正常自身具備的功能，它還需要在規(guī)定的時間中把正確的信號傳遞到信號輸出或者儲存端口。而在有些電子電路中，它只會短暫使得電路內(nèi)部的狀態(tài)反應(yīng)變慢，這就是時間延遲故障。（2）固定型故障：指的是產(chǎn)品的數(shù)字電子電路內(nèi)部的信號線的邏輯狀態(tài)通常是處于不變化的狀態(tài)，它可以反饋出產(chǎn)品在數(shù)字電子電路反面的大部分制造缺陷。檢測數(shù)字電子電路固定故障的技術(shù)也僅僅只能將測出百分之九十左右的物理故障而不是全部。

3 微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)及自動測試技術(shù)重點(diǎn)

3.1 微電子電路校準(zhǔn)技術(shù)及自動測試技術(shù)的依據(jù)和方法

目前，我國微電子電路校準(zhǔn)及自動測試并沒有正式的標(biāo)準(zhǔn)，其主要依據(jù)為電子計量測試應(yīng)用手冊及GB3843-83、GB3439-82、GB6798-1996等，這些只是對測試方法的基本理論進(jìn)行了規(guī)定，并沒有涉及到編程規(guī)則，所以其并不完善。如果校準(zhǔn)及測試只有基本理論沒有編程規(guī)則，那么使用同種標(biāo)準(zhǔn)編制出的程序質(zhì)量并不同，那么就沒有辦法保證校準(zhǔn)及測試的一致性及完整性。微電子電路校準(zhǔn)及檢測使用的設(shè)備并不是一般的設(shè)備或者系統(tǒng)，其檢測過程能夠通過程序控制，不需要人為干預(yù)。所以對其的研究也可以看做是對校準(zhǔn)及檢驗程序設(shè)計規(guī)則的研究。校準(zhǔn)過程中的控制本文為規(guī)程，檢測過程中的控制文本為規(guī)則，兩者都是通過程序設(shè)計的形式進(jìn)行實現(xiàn)。

3.2 設(shè)備的校準(zhǔn)依據(jù)和方法

設(shè)備的校準(zhǔn)依據(jù)指的是生產(chǎn)制造廠設(shè)計的指標(biāo)，包括范圍和不確定度、基準(zhǔn)量值、輸入/輸出通道量值。如果通過傳統(tǒng)手工的方式進(jìn)行校準(zhǔn)，顯然校準(zhǔn)的量值較多，一個六十通道的測試系統(tǒng)需要十天或者二十天左右完成，在此過程中要使用三百多頁表格。所以就要使用自動校準(zhǔn)方式進(jìn)行。設(shè)備校準(zhǔn)主要有兩種方法：

3.2.1 基于基準(zhǔn)參量分別溯源法

因為微電子電路檢測設(shè)備為綜合測量設(shè)備，有多個不同類型的參量要進(jìn)行校準(zhǔn)，比如電阻、電壓及時間頻率等，他們相互之間并沒有關(guān)系。通過此方法校準(zhǔn)，首先要對基準(zhǔn)量溯源，之后使用合格的基準(zhǔn)量對設(shè)備的所有參量進(jìn)行校準(zhǔn)檢測，以此對整個系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法

這種方法是通過已知不確定度的標(biāo)準(zhǔn)樣片，對不確定度使用的檢測設(shè)備進(jìn)行測量校驗，如果其在參量類型范圍內(nèi)是完整的，那么測量的過程就是校準(zhǔn)，否則只是核查或者比對。核查和比對在過程條件及目的方面存在一定的差別，如果此測量過程是為了能夠檢查系統(tǒng)樣片的可用性，這叫做核查。制備微電子標(biāo)準(zhǔn)樣片一般為自制芯片，因為芯片結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制作也非常精細(xì)，自制的話要花費(fèi)大量的資金。所以可以從同批的產(chǎn)品中進(jìn)行選擇，在不確定的條件下，實現(xiàn)參量的一致性是可行的。

3.3 檢測覆蓋率及校準(zhǔn)的完整性

檢測故障的覆蓋率越高，那么就說明檢測校準(zhǔn)的過程越好，使用最少的代碼獲得最大的故障覆蓋率是最理想的。在傳統(tǒng)測試碼生成算法研究過程中就有多種使用的算法，但是實際上除了窮舉，其他都是實現(xiàn)不了復(fù)雜電路的全部故障覆蓋率。

與測試故障覆蓋率相比，校準(zhǔn)的完整性對測試碼的量是不太重視，它重視的是需要檢測的參量是否被完全檢測。所以，其與檢測的過程及方法有著一定的聯(lián)系。比如使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法，重視的是輸入/輸出參量是否都被全部檢測，尤其是第一個通道的范圍及參量。因為系統(tǒng)一般都自帶驗證程序，在自己校驗的過程中，都會以零通道為基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)測試系統(tǒng)中通道的一致性。

3.4 軟件校準(zhǔn)及檢測的驗證方法

對于此類的專用軟件，除了實測驗證之外，并沒有其他較好的辦法。所以對于校準(zhǔn)軟件的檢驗，首先可以使用可測性設(shè)計技術(shù)，以此保證測試過程中都能夠驗證。另外，使用局部化原理，保證測試過程中的測試都與一個參量相關(guān)，以此保證唯一的測試結(jié)果。最后，根據(jù)電路通過及不通過不斷變化狀態(tài)的特征，使用相對性原理，對測試結(jié)果有效性進(jìn)行全面的檢查，以此保證程序的可靠性，降低錯誤檢測的機(jī)率。

3.5 量值溯源

量值溯源指的是將量值通過不間斷的一條鏈追溯到國家及國防的最高標(biāo)準(zhǔn)。在微電子電路校準(zhǔn)及檢測過程中，量值溯源校準(zhǔn)的方法及溯源方法有著一定的聯(lián)系，所以也就是量值溯源具有兩種方法，分為溯源法及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法。由于后者在使用過程中具有一定的限制，所以就要使用溯源法對微電子電路進(jìn)行校準(zhǔn)。

4 結(jié)語

綜合而言，我國數(shù)字電子電路檢測技術(shù)不斷地發(fā)展進(jìn)步，需要緊跟世界微電子行業(yè)的腳步，不斷地進(jìn)行自我發(fā)展自我創(chuàng)新，在不損害我國國家利益的前提之下，博采眾家之長，與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)展開技術(shù)交流與合作，提升我國數(shù)字電子電路檢測水平。

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