天天速读:数字集成电路测试流程
【资料图】
数字集成电路的测试主要包括直流参数测试 (DCTest)、交流参数测试(AC Test)、功能测试(Function Test)、可测性设计(DFT)测试等。典型的数字集成电路测试顺序如图所示。
首先进行的是接触测试,要在测试开始时验证被测电路与测试系统连接良好,消除由于接触不良造成的影响;其次进行功能测试,验证被测电路是否具有预期的逻辑功能;然后进行直流参数测试,在被测电路引脚上进行电压或电流测试;最后进行交流参数测试,测量电路转换状态的时序关系,确保电路在正确的时间点发生状态转换口。可测性设计测试主要基于故障模型,生成测试算法,在电路内部设计相应的结构;测试时,输人引脚的信号状态变化及电路内部结构引起的内部节点状态变化,都将影响输出引1脚的信号状态变化。可测性设计主要采用扫描链设计(SCAN)、内建自测试(BIST)设计等方法,通过测试向量来实现,在测试顺序上会与功能测试放在一起。
(1)接触测试:主要通过加流测压 (Force-Current/ Measure- Voltage, FIMV)来验证电路所有号1脚、电源、地之间,以及测试系统、测试负载板、测试插座等接触良好,没有短路与开路。
(2)功能测试:通常采用由电平、时序、波形格式构成的测试向量(Pattern)的方式进行测试。执行功能测试时,首先必须确认电源电压、VO电压、输出电流负载、输出采样等,将测试向量以被测电路测试规范规定的速率送人电路输人端,然后逐个周期、逐个引脚检查电路的输出,如果任何输出引脚的逻辑状态、电压、时序与测试向量中规定的不符,则功能测试没有通过;如果完全相符,则表示功能测试通过。功能测试一般包括测试向量生成、测试向量运行和测试结果验证等步樂。功能测试原理图如图所示。
(3) 直流参数测武:直流参数包括输人高/低电流、输人高/低电平、输出高/低电平、输出短路电流 、静态电流、动态电流等。直流参数测试通常利用测试系统的精密测量单元 (Precision Measurement Unit, PMU) 或电源供电模块 (Device Power Supply,DPS) 等硬件资源,主要通过加压测流(Force - Voltage/Measure - Current,FVMI) 或加流测压(FIMV)来进行测试,当然有些参数也会采用加压测压(Force-Voltage/Measure-Voltage, FVMV) 及加流测流 ( Force-Current/ Measure-Current, FIMI) 的模式来进行测试。测试时,如果测试线路上的电流较大,则必须采用开尔文连接(Kelvin Connections),以消除该线路上产生的电压降。针对输出引脚某一高/低状态下的电压或电流进行测试时,需要先运行一段测试向量,使电路被测引脚处于期望的高/低状态,然后再进行测量。随着测试技术的不断进步,当前主流数字信号测试系统在每个数字通道上均包含PMU,可实现对被测电路的多个引1脚直流参数的并行测试。
(4) 交流参数测试:交流参数包括频率(Frequency)、上升/下降时间(Rise/Fall Time)、传输延迟时间(Propagation Delay)、建立/保持时间 (Setup/Hold Time) 等。可通过不断改变功能测试中测试向量的时间沿进行扫描测试,或者直接采用测试系统的时间测量单元 (Time Measurement Unit, TMU)进行交流参数测试,其测试精度由 所采用的测试资源的精度決定。目前,主流数宇集成电路测试系统可测试的数字集成电路引脚数己超过7000 个,测试速率可达到Cbit/ s,时沿精度可达 100ps 以下。随着数字集成电路规模的不断扩大,新的测试技术需要不断提高测试效率,朝着高并行测试、并发测试的方向发展。
审核编辑:汤梓红
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