DSP芯片測試方法研究

李玉學(xué)

摘 要：本文論述了DSP芯片測試技術(shù)發(fā)展趨勢，介紹了一種適用于在自動測試設(shè)備上開發(fā)DSP芯片測試程序的方法，包括測試程序開發(fā)流程、測試接口板卡設(shè)計及測試程序編寫和調(diào)試，該方法適用于各種集成電路自動測試系統(tǒng)，對各種功能復(fù)雜芯片的測試程序具有通用性。

關(guān)鍵詞：DSP;自動測試設(shè)備;測試向量

中圖分類號：TN407 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0066-02

0 引言

DSP（Digital Signal Processing）芯片，也稱數(shù)字信號處理器，具有數(shù)據(jù)處理速度快、實時性高、精度高等優(yōu)點，是一種特別適合于進行數(shù)字信號處理運算的微處理器，主要應(yīng)用是實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。隨著集成度的提升，其性能也在不斷提高，功能越來越強大，應(yīng)用日益廣泛，已逐漸成為航空、航天各種電子設(shè)備的核心部件。因此，DSP芯片的可靠性對整機系統(tǒng)可靠性的影響是至關(guān)重要的，相應(yīng)的DSP芯片的質(zhì)量保證開始備受關(guān)注，如何保證其質(zhì)量是迫在眉睫的問題。

然而，眾所周知，電子元器件的可靠性是由兩部分組成：一是由生產(chǎn)廠商來保證，稱為固有可靠性，二是由使用者來保證，稱為使用可靠性。目前，國內(nèi)使用的大部分DSP芯片來自于國外，我們無法對其原材料和生產(chǎn)工藝過程進行質(zhì)量控制，因此其固有可靠性我們無法保證，只有通過二次篩選來剔除早期失效的元件，保證裝機用元件的質(zhì)量可靠性。因此對芯片進行參數(shù)測試是一個重要環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，需要測試的DSP芯片的復(fù)雜程度和技術(shù)含量越來越高，DSP芯片的測試技術(shù)逐漸成為備受業(yè)界關(guān)注并且尚待解決的課題。

1 DSP芯片測試技術(shù)發(fā)展趨勢

DSP芯片測試的理論與技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代集成電路領(lǐng)域中的一個重要研究方向。DSP芯片測試技術(shù)的發(fā)展主要延續(xù)兩條路徑，一是對完備性測試技術(shù)的研究開發(fā)，主要包括DSP芯片的評測和芯片測試驗證分析;另一條路徑則是對于產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)測試，不斷研究開發(fā)提高測試質(zhì)量、降低測試成本、提高測試效益的產(chǎn)品化測試技術(shù)。當(dāng)前影響測試成本的因素主要有昂貴的自動測試設(shè)備（ATE）費用和配套接口部件、ATE整體利用效能、測試程序開發(fā)費用、測試時間和故障覆蓋率;同時集成電路發(fā)展帶來的新缺陷和可靠性成本、新的封裝技術(shù)帶來的測試需求、高速高密度接口持續(xù)提高的成本、數(shù)據(jù)處理方面的成本。目前國內(nèi)使用的主流自動測試設(shè)備有泰瑞達（TERADYNE）的J750（EX）、Ultra Flex和愛德萬（ADVANTEST）的V93000等，國產(chǎn)自動測試設(shè)備STS6100、BC3192V50、3162、CATT-400M等。

2 基于ATE的DSP測試程序開發(fā)

2.1 測試程序開發(fā)流程

對DSP芯片進行測試程序開發(fā)時，首先通過DSP芯片的相關(guān)資料了解芯片的基本結(jié)構(gòu)、電路功能、參數(shù)技術(shù)指標(biāo)等，確定測試的內(nèi)容，其中測試內(nèi)容一般包括連通性測試、功能測試和交直流參數(shù)測試;其次選擇滿足測試需求的自動測試系統(tǒng)，并制定完整的測試方案，測試方案包括了具體的測試內(nèi)容、測試接口板卡設(shè)計方案、功能測試覆蓋率的評估、測試程序開發(fā)周期等。測試程序開發(fā)包括制定測試方案，制作測試接口板卡、編寫及調(diào)試測試程序、測試結(jié)果分析等。DSP芯片測試程序開發(fā)流程如圖1所示。

2.2 芯片測試接口板設(shè)計

測試接口板是被測芯片與ATE設(shè)備連接的板卡，其設(shè)計的關(guān)鍵是確保信號的完整性，需要針對被測芯片測試所需的測試系統(tǒng)資源進行設(shè)計，根據(jù)芯片的封裝形式，選購或定制測試夾具，并設(shè)計芯片到自動測試設(shè)備的硬件接口，實現(xiàn)測試信號的連通。因此，完成測試接口板設(shè)計需要確定的內(nèi)容包括：被測芯片的封裝形式和管腳定義，測試夾具的尺寸，芯片測試指標(biāo)、測試要求和測試原理圖，ATE資源分布等。根據(jù)這些內(nèi)容進行測試接口板設(shè)計，通過外協(xié)加工的方式進行制作，主要包括印制電路板制作及測試夾具、接插件、外圍元器件焊接。

2.3 測試程序編寫與調(diào)試

測試程序編寫與調(diào)試一般需要經(jīng)歷三個階段：第一個階段是仿真階段，即測試向量生成階段;第二階段是測試程序開發(fā)階段，主要進行測試接口設(shè)計、測試向量轉(zhuǎn)換和測試程序調(diào)試工作;第三個階段是測試階段，完成測試工作，分析測試數(shù)據(jù)，保證測試結(jié)果的可靠性。芯片測試程序開發(fā)流程如圖2所示。

2.3.1 測試向量生產(chǎn)方法

測試向量一般運用EDA工具或ATPG工具仿真完成，根據(jù)芯片手冊，設(shè)計編寫功能源程序，使用硬件編程語言來實現(xiàn)，并在相應(yīng)軟件開發(fā)環(huán)境下編譯。根據(jù)設(shè)計編寫的源程序，在軟件開發(fā)環(huán)境下建立仿真文件，對測試工程進行仿真，仿真頻率設(shè)為ATE測試頻率，復(fù)位信號有效，對所有可能輸入進行遍歷，仿真生成仿真向量文件。由于不同的測試系統(tǒng)使用的測試軟件不同，測試向量有不同的文件格式，需要將仿真向量文件的格式轉(zhuǎn)化為測試系統(tǒng)可識別的測試向量文件格式。

2.3.2 編寫測試程序

完成測試向量的加工轉(zhuǎn)換后，編寫芯片的測試程序，包括芯片功能的測試，直流參數(shù)的測試，動態(tài)功耗的測試等，從而完成最終的測試程序。其中功能測試過程中，驅(qū)動管腳的時序關(guān)系，以及直流參數(shù)、動態(tài)功耗參數(shù)等，根據(jù)芯片手冊的要求來制定，從而保證測試的可靠性。

3 結(jié)語

不斷增長的DSP芯片規(guī)模使其測試愈加困難，而隨著其在國內(nèi)應(yīng)用的不斷擴大，為保證在使用中的可靠性，解決DSP芯片測試的問題已經(jīng)勢在必行。解決這一問題需要從兩方面入手，一是符合DSP測試的高性能測試系統(tǒng)，二是獲得復(fù)雜的測試向量。本文提出基于自動測試系統(tǒng)開發(fā)DSP芯片測試程序的方法，適用于各種集成電路自動測試系統(tǒng)，對各種功能復(fù)雜芯片的測試程序具有通用性。

參考文獻

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