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数字集成电路系统基本构成与测试技术研究

2020-02-21姜成景克强

电子技术与软件工程 2020年13期
关键词:测试技术

姜成 景克强

摘要:本文主要讨论了数字集成电路系统的基本构成,并对数字集成电路系统的测试技术进行了研究,从功能测试、直流参数测试、交流参数测试等层面进行探讨,最终向大家阐述数字集成电路测试技术的应用,希望能够为大家带来一些参考。

关键词:数字集成电路系统;基本构成;测试技术

随着我国科学技术的快速发展,产品质量问题成为大家重视的内容,产品开发成本也因为技术水平的提升有所降低。但是,测试工作的方式以及过程对于产品成品控制以及质量把控都有着十分重要的联系。数字集成电路系统属于当下较为主流的系统,其中构成部分包含了功能的应用。并且,数字集成电路系统测试技术中涵盖了产品的质量以及效率。因此,在分析数字集成电路系统工作实施,需要注重多种板块的实际内容,在其中投入与其对应的精力以及工作时间,完成每一阶段的能力提升,让数字集成电路系统能够开发出更为有效的功能,充分挖掘出其应用价值,为社会发展带来更多的经济效益。

1 集成电路测试系统的概念

在专门测试集成电路系统出现之前,人们为了测试出电路的好坏,需要使用一大堆的电子设备。比如电压表、稳压电源、信号发生器、电流表以及示波器等,若出现成千上万个待测电路时,对技术人员所造成的压力是十分嚴重的。此种情况的出现也引发了人们的深思,能否将多种仪器集中到一个系统中?是否能让这个系统自动完成所有内容的测试?能否让大批量的电路自动依次按照顺序完成测试?一个又一个问题的出现以及一个又一个问题的解决,使得集成电路制动系统出现在人们的视线中。

集成电路测试系统具有高速度、多参数、高精准度、多功能等特点,属于电子测试技术与自动控制电子计算机技术所结合的成果,也可以称之为电子测量仪器数字化与数字信息系统所生成的产物。它的主要功能是模拟出被测电路实际工作环境,并结合测试人员所编写出的程序,对被测电路开展连续、精准、快速的测试工作,以此判断被测电路的各项功能以及参数是否符合应用要求。同时,数字集成电路系统作为一项工具,能够分析得出电路失效的原因,为集成电路的生产以及设计提供重要依据。也正是因为此种原因,伴随集成电路设计以及制造技术的不断完善,使得集成电路测试系统的应用功能得到良好发展。

2 数字集成电路系统基本构成

随着我国科技的不断发展,数字集成电路系统己被广泛应用到各个领域中,并且获得了较好的应用效果。时代的变化,致使各个领域的工作重心都发生了转变,以往的数字集成电路系统中含有多种功能,并且每个功能都有着较好的应用表现。对数字集成电路系统的主要构成部分来说,通常是将各个元器件进行连线,使其变成一个半导体芯片,构建出较为完善的数字逻辑电路。在划分数字集成电路系统时,能够根据数字集成电路所包含的具体门电路以及具体的器械数量,将其划分为不同规模的数字集成电路,比如,小规模、中规模或者是大规模。并且,系统的构成一般体现在以下两个方面,也就是组合逻辑以及寄存器。分析完组合逻辑得知,其是由基本门所构成的函数,并且在完成输出工作时,与输入工作有着直接联系,当出现了组合逻辑时,那么会对运行过程造成影响,只可以进行简单的逻辑运算行为。对于时序电路来说,不仅要有基本门,还要有储存元件,从而更为完整的对现有信息进行储存。由此可见,稳态输出与正常输入有着联系,并且与以往的输入状态也有一定的关系。对于时序电路来讲,不但能够让逻辑运算工作顺利完成,同时还能够暂时性的保存一些处理结果数据,方便今后的运算行为,提供较为准确的数据支撑。

3 数字集成电路系统测试技术

从实际发展情况来讲,不仅要丰富其基本构成的主要内容,同时也应当重视其测试技术的发展。现如今,数字集成电路系统的测试技术在各个行业领域中都起到了较好的应用作用,能够帮助其取得有用的数据以及资料,达到了数字系统的进步与优化。比如,集成电路芯片测试仪就能够为数字集成电路测试提供有效帮助,图1为集成电路芯片测试仪的设计图。

3.1 测试具体功能

从测试技术的实际发展情况来看,功能测试属于其中一项十分重要的内容。并且,客观的对其进行分析,功能测试的主要工作内容便是验证电路设计以及使用情况是否合理,检验其是否达到了预期的使用效果。并且,具体实施功能测试行为时,主要流程为以下几个方面的内容:

(1)激励信号需要从输入端口发出,这也是人们常称的图形测试。

(2)具体操作时,需要按照电路所规定的具体频率,逐渐施加到被测试的器件中,在执行此操作时,应当细心耐心的完成,以免出现任何一种形式上的差错。

(3)要结合两者的相同情况以及差异情况,对具体的数据信息进行统一分析,进而更为精准的判断出电路功能是否处于正常状态。图2为集成电路功能测试仪设计图。

应用测试图形能够有效检验器件功能是否正常,是社会各界所采取的主要检验方式。在理论角度来看,测试图形具有着独特的功能:

(1)测试图形应当具备较强的故障覆盖率,进而更为有效的检验出每一种故障现象。

(2)测试图形的测试时间不应过长。在以往的测试环节中,需要花费很长的测试时间,这也耗费了工作人员的精力,且最终的结果也不完全准确。当出现这样的情况时,有关工作人员需要按照图形的实际测试时间范围,严格把控具体时长。

(3)当完成测试图形这一工作时,应检测故障以及所存在的工艺缺陷,从而让器件功能测试的准确性得到提升。

在进行功能测试工作时,其精准度属于人们关注的重点。例如,组合电路中的测试生成算法,其中涵盖了代数法、穷举法等。在进行实际测试工作时,应当结合具体的工作需要,应用合理、科学的手段进行。

3.2 直流参数的测试

系统中所应用的测试技术,其中含有许多的指标。因此,在开展测试行为时,可以结合相应指标完成具体测试。现如今,大家对于直流参数测试有着一定兴趣,从测试技术上进行分析,直流测试可以了解参数的稳定程度,确保其能够正常的完成工作。从测试方式上分析,其具有多样化的特点,包含了接触测试、转换电平测试以及漏电电流测试。使用接触测试这一方法时,人们注重操作细节,例如,实践工作中应用测试,并懂得测试端口的连接状态。此外,还需要对其输出状态以及输入状态进行测试,并根据管脚保护的降压情况,判断其是否在规定的标准范围内,如果没有达到具体要求,应当重新进行连接。

漏电测试比较独特,并且在实践的过程中还会展现出其独特的优势。把它使用到具体环节工作,当发生了漏电流情况时,那么也就表示着器件内部以及输入管脚间存在漏电现象。通常情况下,二者的绝缘氧化膜在生产的过程中,始终呈现出较薄的状态,很容易引发类似短路的现象,进而使得电流通过,最终造成了漏电流现象的发生。漏电测试一般会对参数进行测试,从中获得输出与输入的负载特点,形成源头测试的功效。而转换电平测试也属于当下较为成熟的一种测试方法,在实际应用时会进行反复的运算功能测试。

3.3 交流参数测试

从目前对于数字集成电路系统的研究情况来看,已经取得了一定的成果,对于实现精准的测试工作有着一定促进作用。交流参数的测试工作是数字集成电路系统中的重要表现内容。

从测试的层面进行分析,交流参数的测试工作一般要对元件晶体管的转换状态进行判断,最终得出其转换时所显现的关系。进行这一项工作实施,需要保护器件,让其能够在提前预判的时间内,回归到正常的状态。一般来说,大家都习惯应用交流测试方法有保持时间测试法、延时测试法以及建立时间测试法。

4 数字集成电路系统测试技术的应用

数字集成电路系统完成了基本构成深化后,它的测试功能也会随之增强。测试技术与基本构成二者间属于相辅相成的关系,呈现出良性循环的工作状态,展现出较为丰富的应用价值。根据其实际情况得出,当完成了对测试技术的深化研究,便要加倍付出精力,不能只围绕着从理论知识进行学习,同时还需要关注技术开发以及功能开发等项目。在我国数字集成电路系统测试技术中的许多工序都属于研发的关键阶段,需要得到大家的支持与关注。例如,泰瑞达公司生产出的J750以及Hilevel所生产的ETS770,其属于半导体自动测试系统,也是当下使用最为频繁的测试技术。泰瑞达可以解决半导体线路测试所存在的各种问题,并提出有关的解决措施,让其测试工作顺利完成,其具有着混合信号模拟存储器以及器件测试所有领域的测试设备。并且,此種测试方式成本支出较少,且测试性能比较强大,应用windows系统完成相应的操作,便可以圆满完成基础的测试。测试性价比十分高。而Hilevel所生产的ETS770,它能够利用测试小版,完成与测试系统的连接工作,快速分析出芯片内容,验证出逻辑功能是否处于正常的应用状态。此种测试方式,属于窗口式的操作界面,操作起来十分简单,能够让人们快速地适应其操作流程。不管哪一种类型的测试系统,它们都有着属于自己独特的特征,在程序开发使用环境以及硬件配置方面都存在着较大的差异。因此,在实施具体操作时,需要让专业的测试人员根据每一个测试期间的逻辑结构情况以及电特性,打造出一套十分科学的测试过程,让每一个测试步骤都安全便捷,最大限度上发挥出测试系统的绝对优势。测试技术不管应用到哪一领域中,都获得了较大的应用成效,其所形成的价值十分强烈,深受广大人民群众的青睐。因此,有关技术人员在后续的工作中对多个方面的数字集成电路系统的基本构成进行分析,开展深入的研究工作,完善数字集成电路系统的基本构成,使其内容更为丰富。除此之外,还需要打造出较为健全的测试技术体系,从多个角度进行技术提升工作,以此保障技术的可操作性以及功能性。

5 结束语

总而言之,不管从我国经济发展实际水平来讲,还是从我国社会主义建设的成果来看,数字集成电路系统研究十分关键,但是目前数字集成电路系统仍然存在着一些问题需要人们进行解决,国家还应当加大对于此方面的科研投入。同时,有关研究人员还需要对数字集成电路系统。深入进行挖掘,将其与其他的领域有机融合。进而深化数字集成电路系统,完善它的测试技术,使其各项功能都得到完善,使该系统的功能性以及操作性得到提升。

参考文献

[1]王柱,数字集成电路测试技术应用分析[J].科技创新与应用,2020 (12):148-149.

[2]吕磊,田云,曹韧桩等,数字集成电路老化测试技术[J].电子技术与软件工程,2017 (24):98.

[3]于维佳,秦臻,潘羽,数字集成电路系统基本构成与测试技术研究[J].无线互联科技,2015,(18):39-40.

作者简介

姜成(1983-),男,陕西省安康市人。硕士研究生,工程师。研究方向为电路与系统设计。

景克强(1984-),男,陕西省渭南市人。大学本科学历。研究方向为系统控制。

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