一種數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在功能測(cè)試過(guò)程中，計(jì)算機(jī)把預(yù)先生成的測(cè)試向量送到單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)控制通道板把信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為測(cè)試所需的電平，并把轉(zhuǎn)換后的時(shí)序波形施加到待測(cè)器件（dut）的輸入管腳上，然后檢測(cè)dut的輸出，把檢測(cè)結(jié)果通過(guò)總線(xiàn)傳到單片機(jī)進(jìn)行判斷處理。直流參數(shù)測(cè)試過(guò)程是向dut施加直流參數(shù)測(cè)試條件，通過(guò)pmu實(shí)現(xiàn)dut直流參數(shù)的精密測(cè)量。

通道板

通道板功能有兩個(gè)，一是把測(cè)試碼合成最終的測(cè)試信號(hào)施加到dut，另外的功能是對(duì)dut的返回信號(hào)進(jìn)行分析比較，將比較結(jié)果通過(guò)總線(xiàn)返回到單片機(jī)系統(tǒng)。通道板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示?？刂瓶偩€(xiàn)通過(guò)譯碼與邏輯控制單元設(shè)定并控制dut管腳的地址，管腳驅(qū)動(dòng)與控制單元驅(qū)動(dòng)并控制繼電器陣列完成dut管腳數(shù)據(jù)的輸入和輸出功能。vih（vil）是由dps板設(shè)定產(chǎn)生的測(cè)試所需的高（低）驅(qū)動(dòng)電平?？偩€(xiàn)發(fā)送由程序預(yù)先生成的測(cè)試向量，電平轉(zhuǎn)換與驅(qū)動(dòng)單元把測(cè)試向量轉(zhuǎn)換為設(shè)定電平的測(cè)試時(shí)序波形，管腳驅(qū)動(dòng)與控制單元控制繼電器陣列把波形施加到dut的輸入管腳。管腳電平比較單元檢測(cè)輸出管腳信號(hào)電平，與預(yù)期輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯比較后把比較結(jié)果傳回下位機(jī)。在直流參數(shù)測(cè)試過(guò)程中，繼電器控制單元將測(cè)試接口板上的dut連接到pmu，利用pmu模塊實(shí)現(xiàn)電壓或電流的精密測(cè)量。在通道板的電平轉(zhuǎn)換部分設(shè)計(jì)如圖3所示。電路在穩(wěn)定后，在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，v1略高于v2，輸出為vih；當(dāng)ttl輸入為低電平時(shí)，由于電容電壓不能突變，使得v1低于v2，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出為vil；當(dāng)ttl輸入為高電平時(shí)，同樣，v1略高于v2，輸出為vih。由于電容充放電，輸出端電平不能長(zhǎng)久保持在低電平，選取足夠大的電容可滿(mǎn)足本系統(tǒng)的測(cè)試需要。
 

精密測(cè)量單元

精密測(cè)量單元（pmu）是系統(tǒng)精密測(cè)量直流參數(shù)的基本單元。系統(tǒng)采用12位a/d和d/a轉(zhuǎn)換器、分檔以及開(kāi)爾文接法等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。pmu可實(shí)現(xiàn)加壓測(cè)流(fvmi)和加流測(cè)壓(fimv)兩種工作方式。其中pmu中加壓測(cè)流原理圖如圖3所示。vin作為輸入，器件施加電壓vp經(jīng)測(cè)試接口板施加到dut，通過(guò)測(cè)試vout可得到到測(cè)試電流i。根據(jù)電路圖可以計(jì)算出：

這樣，根據(jù)公式（1），通過(guò)控制vin就可以向被測(cè)器件施加設(shè)定的電壓vp，根據(jù)公式（2）可通過(guò)測(cè)試vout來(lái)計(jì)算被測(cè)器件管腳上流過(guò)的電流i。

直流參數(shù)測(cè)試中，pmu可通過(guò)測(cè)試輸出端高/低電平、輸入端漏電流、輸出短路電流以及靜態(tài)功耗電流等來(lái)檢測(cè)器件的負(fù)載特性和靜態(tài)功耗。

為了使pmu具有足夠?qū)挼臏y(cè)試范圍和測(cè)試精度，a3采用具有fet輸入級(jí)的高壓運(yùn)放opa445，接成跟隨器，使得流入a3的電流極小，保證了電流測(cè)試的精度，并且其高壓特性保證了pmu的測(cè)試范圍。

軟件部分的作用是用計(jì)算機(jī)控制測(cè)試系統(tǒng)，并為用戶(hù)提供一個(gè)友好、易于操作的界面。下位機(jī)軟件用c51程序編寫(xiě)，主程序流程圖如圖4所示。上位機(jī)采用vc#.net編寫(xiě)。下位機(jī)軟件的主要工作是根據(jù)上位機(jī)傳送的測(cè)設(shè)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)電壓及測(cè)試條件，載入測(cè)試向量向dut管腳發(fā)送輸入波形，然后測(cè)試輸出端波形數(shù)據(jù)，發(fā)送到上位機(jī)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

經(jīng)過(guò)用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用，證明該系統(tǒng)性?xún)r(jià)比高，測(cè)試準(zhǔn)確。