陈 波 来源：《电子技术应用》

     摘要：介绍了基于向量测试法的测试系统原理、结构组成以及各功能模块工作过程。本系统是关技术员在总结多年的实际测试经验并参考国外同类测试系统的基础上开发成功的，生产成本较低、性能可靠，是一种适合于国内半导体行业的实际生产情况的测试系统。

     关键词：集成电路

     测试系统 测试向量调制 精密测量单元（pmu）

     待测器件（dut） 时序产生器（tg） 图形发生器（pg）

     随着数字集成电路的应用日趋广泛和国家对半导体行业发展支持，国内cmos数字集成电路设计能力得到了长足的发展。但，由于一般ic设计公司不会去考虑生产线设备的开发，而大多数加工厂没有系统研能力，因而国内从事集成电路后直道加工的企业所用的测试设备大部分是从外引进，这些设备价格昂贵，操作复杂，在一定程序上增加了集成电路生产成本。

     为了摆脱集成电路生产上设备购买的高成本投入，我们研制开了集成电路测试设备，取得一定成果，并在测试技术方面积累了丰富的经验。下面就研发成功的数字集成电路测试系统做一介绍。

     1 设计目标

     该数字测试系统主要为数字集成电路测试提供一个硬件平台，适用于任何采用向量输入输出测试方法。目前研制成功的测试系统工作在50mhz的主频，主要参数指标如下：

     ·最高测试速率：10mhz

     ·时序调整精度：1ns

     ·测试向量量大深度：64kbits×4page

     ·测试管脚数：128pin（或64pin×2dut）

     ·电流测试能力：500ma

     ·iddq电流测试分辨率：0.122na

     ·测试向量电压分辨率：2.5mv

     2 测试系统工作原理

     不管数字集成电路功能有多复杂，工作在多高的电压，都可以将其看作一个二值逻辑器件。因此现在的大多数测试方法，不管是故障定位还是功能测试，都需要测试向量的输入，而数字集成电路测试系统实际上就是一个用于向量产生和比较的硬件平台。

     所谓测试向量，就是一个串连续的“0”和“1”组成的数字序列。在测试数字ic之前，通过对测试要求和芯片功能的分兵，利用向量编程器先写好测试所需的向量，定义好的向量的时序要求，并将其下载到测试系统的存储器中，然后启动测试系统的控制模块。控制模块按照事先写好测试程序语句，按一定顺序将测试向量从存储器中读出并送到向量调制模块。向量调制模块对向量序列进行波形调制电压调制，最后送出与待测ic（dut）工作电压匹配的波形序列。同时测试系统还监测dut的输出滤形，通过向量调制模块将其转换成与测试系统工作电平匹配的数字信号，测试系统将回送数字信号与预先设定的向量进行比较，并钭比较结果送给控制模块进行处理。测试系统原理如图1所示。

     3 系统结构的实现

     该测试系统按硬件电路功能可分成八大模块：①计算机接口模块；②时钟发生（timing

     generator）模块；③测试向量发生模块（pattern generator）；④参考电压发生模块（vi/vo）；⑤精密测量单元（pmu）；⑥dut电源供电模块（dps）；⑦管脚测试模块（pe）；⑧外部设备接口模块。

     测试系统在实现采用自定义总线鸨，计算机通过总线实现对各模块的数据读写操作，各模块间也通过决线进行数据交换。为实现生产操作方便，该系统在硬件上分成两大部分——主机和测试头。除向量合成部分，其余模块都在主机中完成。从各模块产生的信号，包括时钟同步信号、测试向量序列、参考电压、pmu信号等一起送待测试头总线。每个管脚测量模块都包含各自向合成模块，向量合成模块从测试头总线中获取各种信号，按要求将它们合成最终的数字测试信号，或对dut返顺的信号进行分析比较，将结果