ic測試原理解析(第一部分)
第一章數字積體電路測試的基本原理
器件測試的主要目的是保證器件在惡劣的環境條件下能完全實現設計規格書所規定的功能及效能指標。用來完成這一功能的自動測試裝置是由計算機控制的。因此，測試工程師必須對電腦科學程式設計和作業系統有詳細的認識。
測試工程師必須清楚了解測試裝置與器件之間的介面，懂得怎樣模擬器件將來的電操作環境，這樣器件被測試的條件類似於將來應用的環境。
首先有一點必須明確的是，測試成本是乙個很重要的因素，關鍵目的之一就是幫助降低器件的生產成本。甚至在優化的條件下，測試成本有時能佔到器件總體成本的40%左右。良品率和測試時間必須達到乙個平衡，以取得最好的成本效率。
第一節不同測試目標的考慮
&nbs p;依照器件開發和製造階段的不同，採用的工藝技術的不同，測試專案種類的不同以及待測器件的不同，測試技術可以分為很多種類。器件開發階段的測試包括:
特徵分析：保證設計的正確性，決定器件的效能引數;
產品測試：確保器件的規格和功能正確的前提下減少測試時間提高成本效率可靠性測試：保證器件能在規定的年限之內能正確工作;
來料檢查：保證在系統生產過程中所有使用的器件都能滿足它本身規格書要求，並能正確工作。
製造階段的測試包括:
圓片測試：在圓片測試中，要讓測試儀管腳與器件盡可能地靠近，保證電纜，測試儀和器件之間的阻抗匹配，以便於時序調整和矯正。因而探針卡的阻抗匹配和延時問題必須加以考慮。
封裝測試：器件插座和測試頭之間的電線引起的電感是晶元載體及封裝測試的乙個首要的考慮因素。
特徵分析測試，包括門臨界電壓、多域臨界電壓、旁路電容、金屬場臨界電
壓、多層間電阻、金屬多點接觸電阻、擴散層電阻、接觸電阻以及fet寄生漏電等引數測試。
通常的工藝種類包括:ttleclcmosnmosothers
通常的測試專案種類:
功能測試：真值表，演算法向量生成。
直流引數測試：開路/短路測試，輸出驅動電流測試，漏電電源測試，電源電流測試，轉換電平測試等。
交流引數測試：傳輸延遲測試，建立保持時間測試，功能速度測試，訪問時間測試，重新整理/等待時間測試，上公升/下降時間測試。第二節直流引數測試
直流測試是基於歐姆定律的用來確定器件電引數的穩態測試方法。比如，漏電流測試就是在輸入管腳施加電壓，這使輸入管腳與電源或地之間的電阻上有電流通過，然後測量其該管腳電流的測試。輸出驅動電流測試就是在輸出管腳上施加一定電流，然後測量該管腳與地或電源之間的電壓差。
通常的dc測試包括:
接觸測試（短路-開路）：這項測試保證測試介面與器件正常連線。接觸測試通過測量輸入輸出管腳上保護二極體的自然壓降來確定連線性。
二級管上如果施加乙個適當的正向偏置電流，二級管的壓降將是0.7v左右，因此接觸測試就可以由以下步驟來完成：
ic測試原理解析(第二部分)
儲存器和邏輯晶元的測試儲存器晶元測試介紹
儲存器晶元是在特定條件下用來儲存數字資訊的晶元。儲存的資訊可以是操作**，資料檔案或者是二者的結合等。根據特性的不同，儲存器可以分為以下幾類，如表1所示
儲存器術語的定義
在討論儲存器晶元測試之前，有必要先定義一些相關的術語。寫入恢復時間(write recovery time):乙個儲存單元在寫入操作之後和正確讀取之前中間必須等待的時間。
;保持時間(hold time):輸入資料電平在鎖存時鐘之後必須保持的時間間隔。
pause test:儲存器內容保持時間的測試。
重新整理時間(refresh time):儲存器重新整理的最大時間間隔。
建立時間(setup time):輸入資料電平在鎖存時鐘之前必須穩定保持的時間間隔。
上公升和下降時間(riseandfalltimes)：功能速度測試是通過重複地進行功能測試，同時改變晶元測試的週期或頻率來完成的。測試的週期通常使用二進位制搜尋的辦法來進行改變。
這些測試能夠測出晶元的最快執行速度。
寫入恢復(write recovery):乙個儲存單元在寫入操作之後和下乙個儲存單元能正確讀取之前中間必須等待的時間。
讀取時間(access time):通常是指在讀使能，片選訊號或位址改變到輸出端輸出新資料的所需的最小時間。讀取時間取決於儲存器讀取時的流程。儲存器晶元測試中的功能測試
儲存器晶元必須經過許多必要的測試以保證其功能正確。這些測試主要用來確保晶元不包含一下型別的錯誤：
儲存單元短路：儲存單元與電源或者地段路
儲存單元開路：儲存單元在寫入時狀態不能改變相鄰單元短路：根據不同的短路狀態，相鄰的單元會被寫入相同或相反的資料位址
開路或短路：這種錯誤引起乙個儲存單元對應多個位址或者多個位址對應乙個儲存單元。這種錯誤不容易被檢測，因為我們一次只能檢查輸入位址所對應的輸出響應，很難確定是哪乙個實體地址被真正讀取。
儲存單元干擾：它是指在寫入或者讀取乙個儲存單元的時候可能會引起它周圍或者相鄰的儲存單元狀態的改變,也就是狀態被干擾了。儲存器晶元測試時用於錯誤檢測的測試向量
測試向量是施加給儲存器晶元的一系列的功能，即不同的讀和寫等的功能組合。它主要用於測試晶元的功能錯誤。常用的儲存器測試向量如下所示，分別介紹一下他們的執行方式以及測試目的.
ic測試原理解析(第三部分)
第三章混合訊號晶元測試基礎
基於dsp的測試技術
利用基於數字訊號處理( dsp)的測試技術來測試混合訊號晶元與傳統的測試技術相比有許多優勢。這些優勢包括：
由於能並行地進行引數測試，所以能減少測試時間；
由於能把各個頻率的訊號分量區分開來(也就是能把雜訊和失真從測試頻率或者其它頻率分量中分離出來)，所以能增加測試的精度和可重複性。
能使用很多資料處理函式，比如說求平均數等，這對混合訊號測試非常有用
取樣和重建
取樣用於把訊號從連續訊號(模擬訊號)轉換到離散訊號(數碼訊號)，重建用於實現相反的過程。自動測試裝置(ate)依靠取樣和重建給待測晶元(dut)施加激勵訊號並測量它們的響應。測試中包含了數學上的和物理上的取樣和重建。
圖1中說明了在測試乙個音訊介面晶元時用到的各種取樣和重建方法。
純數學理論上，如果滿足某些條件，連續訊號在取樣之後可以通過重建完全恢復到原始訊號，而沒有任何訊號本質上的損失。不幸的是，現實世界中總不能如此完美，實際的連續訊號和離散訊號之間的轉換總會有訊號的損失。
我們周圍物理世界上的許多訊號，比如說聲波、光束、溫度、壓力在自然界都是模擬的訊號。現今基於訊號處理的電子系統都必須先把這些模擬訊號轉換為能與數字儲存，數字傳輸和數學處理相容的離散數碼訊號。接下來可以把這些離散數碼訊號儲存在計算機陣列之中用數字訊號處理函式進行必要的數學處理。
取樣和重建在混合訊號測試中的應用重建是取樣的反過程。此過程中，被取樣的波形(脈衝數碼訊號)通過乙個數模轉換器( dac)和反鏡象濾波器一樣的硬體電路轉換為連續訊號波形。重建會在各個取樣點之間填補上丟失的波形。
dac和濾波器的組合就是乙個重建的過程，可以用圖2所示的衝擊響應p(t)來表示。由乙個資料序列重建連續時間波形混合訊號測試介紹
最常見的混合訊號晶元有：模擬開關，它的電晶體電阻隨著數碼訊號變化；可程式設計增益放大器(pgas)，能用數碼訊號調節輸入訊號的放大倍數；數模轉換電路(d/as or dacs)；模數轉換電路(a/ds or adcs)；鎖相環電路( plls)，常用於生成高頻基準時鐘或者從非同步資料流中恢復同步時鐘。
ic測試原理解析(第四部分)
發射器測試基礎
如圖1所示，數字通訊系統發射器由以下幾個部分構成：
codec(編碼/解碼器)符號編碼
基帶濾波器(fir)iq調製
上變頻器（upconverter）功率放大器
codec使用數字訊號處理方法( dsp)來編碼聲音頻號，以進行資料壓縮。它還完成其它一些功能，包括卷積編碼和交織編碼。卷積編碼複製每個輸入位，用這些冗餘位來進行錯誤校驗並增加了編碼增益。
交織編碼能讓碼位錯誤分布比較均勻，從而使得錯誤校驗的效率更高。
符號編碼把資料和資訊轉化為i/q訊號，並把符號定義成某個特定的調製格式。基帶濾波和調製整形濾波器通過修整i/q調製訊號的陡峭邊沿來提高頻寬的使用效率。
iq調製器使得i/q訊號相互正交(積分意義上)，因此它們之間不會相互干擾。iq調製器的輸出為是iq訊號的組合，就是乙個單一的中頻訊號。該中頻訊號經過上變頻器轉換為射頻訊號後，再通過放大後進行發射。
figure 1.通用數字通訊系統發射器的簡單模組圖
先進的數字訊號處理和專用應用晶元技術提高了數字系統的整合度。現在一塊單一的晶元就整合了從adc轉換到中頻調製輸出的大部分功能。因此，模組級和晶元級的射頻測試點會減少很多，發射器系統級和天線端的測試和故障分析就變得更加重要。
發射器的主要測試內容通道內測試
通道內測試採用時分復用或者碼分復用的方法來測試無線數位電路。復用指的是頻率或者空間上的復用等。在分時多重進接(tdma)技術中，乙個通道可以定義為在一系列重複出現的幀裡面特定的頻段和時隙，而在分碼多重進接(cdma)技術中，通道定義為特定的碼段和頻段。
通道內和通道外這兩個術語指的是我們所感興趣的頻段（頻率通道），而不是指頻率頻寬內通道的時隙或者碼段。
發射器通道頻寬是最先進行的測試，它決定了發射器發射訊號的頻譜特性。通過頻譜的形狀和特性可以發現設計上的許多錯誤，並能大概推算出系統符號速率
的錯誤率。
載波頻率測試用於測試可能引起相鄰頻段通道干擾或影響接收器載波恢復的頻率誤差。在大多數調製方式中，載波頻率應處於頻譜的中心。可以通過計算3db頻寬來判斷中心頻率。
通道功率測試用於測試有用訊號在頻率頻寬內的平均能量。它通常定義為有用訊號能量在訊號頻率頻寬內的平均值，實際的測量方法隨著不同的標準會有所不同。無線系統必須保證每個環節消耗的能量最少，這樣的目的主要有兩個：
一是可以減少系統的整體干擾，二是能延長便攜系統電池的使用壽命。因此，必須嚴格地控制輸出功率。在cdma系統中，為了達到最大的容量，系統總的干擾容限也嚴格限制了每個單個移動單元的功率。
精確發射功率控制對系統的容量,覆蓋範圍和訊號質量至關重要.
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