V93000学习入门（1）_专业集成电路测试网-芯片测试技术-ic test

1. V93k机台

V93000，通常被称为93k机台，是一种高端的ATE（Automatic Test Equipment，自动测试设备）机台，由日本公司Advantest开发。V93000支持多种测试模式，包括数字、模拟、射频、混合信号等，使其能够适应不同类型芯片的测试需求。

v93k的软件操作系统是基于Linux系统构建的，但它保留了Windows操作系统的逻辑，这样的设计让测试开发人员能够更加容易地熟悉和使用。93k机台的软件系统被命名为"Smartest"，这个系统包括了丰富的内容，如EWC（Electronic Work Center）介绍、testflow建立、pin configuration建立、level建立、timing建立、pattern导入以及testable（分bin）建立等多个方面。

V93000机台可以分为四个系列，分别是L、S、C、A，它们在可扩展性上有所区别：
L系列：具有最大的测试头和最多的插槽，适用于大规模的测试需求，如测试工厂。
S系列：测试头和插槽数量适中，适合中等规模的测试需求。
C系列：测试头和插槽数量较少，但仍然保持了良好的可扩展性，适合特定的测试需求。
A系列：具有最小的测试头和插槽数量，通常用于设计公司或者实验室进行调试和开发工作

"Pin Scale"通常指的是测试机台的引脚数量和处理能力。在V93000 EXA Scale系统中，"Pin Scale 5000数字板卡"以5Gbit/s的速度树立了扫描测试的新标准，提供了市场上最深的矢量存储器，并采用Xtreme Link™技术，实现了业界最快的结果处理。
"DPS Scale"则涉及到测试机台的电源供应能力。如DPS64，它提供了64个DPS资源，支持从-2V到+7V的HC电压范围和从-6V到+15V的HV电压范围。

2. Test Development Flow

V93k机台进行数字IC测试的流程可以细分为以下九大步骤：

1. Test Plan：在进行IC测试之前，首先需要规划测试项目，包括功能测试、扫描模式测试、功耗测量等。
2. Design a DUT Board：设计一个DUT板，用于将待测IC与测试机台上的pogo pin连接，以便进行IC测试。

3. Pin Configuration：设置待测IC的每个信号引脚的名称，以及每个信号引脚连接到哪个测试通道，以及使用哪些电源模块为待测IC供电。4. Level Setup：设置电源供应的电压大小、电流限制、信号驱动电压（VIL、VIH）、信号比较电压阈值（VOL、VOH）等。
5. Timing Setup：主要设置信号波形的格式，以及系统周期时间（周期时间）。
6. Vector Setup：将测试向量通过波形格式的设置，描述成特定的向量格式。
7. Testflow Setup：将测试项目设置成一个流程，定义测试的顺序和逻辑。
8. Testing the Device：开始进行测试，机台根据前面的设置产生信号给待测IC，同时测量待测IC产生的响应，并与预期的响应进行比较。相同，测试PASS；不同，测试FAIL。
9. Result Analysis：分析测试结果，可以使用时序图查看波形、使用错误图查看错误位置、使用S参数图（shmoo plot）查看待测IC的特性图。

3. Level Setup

Level Setup 是一个用于配置信号电平和电源参数的过程，具体包括：

信号驱动电压（Drive Voltage）

信号比较电压阈值（Compare Voltage Threshold）

DPS电源电压、电流以及setup time

下图是 level equation set 的示例框架图

4. Timing and Vector Setup

在完成电平（Level）设置之后，接下来需要进行的设置是时序（Timing）和向量（Vector）。下图展示了时序和向量设置与测试设备产生信号给待测芯片之间的关系。

· Timing Setup定义了每个测试周期（test cycle）的长度、不同向量对应的波形，以及每个波形中边沿（edge）的时间点。以上图为例，我们定义了4种不同的波形，其物理波形索引（physical waveform indices）为0、1、2和3，这些物理波形索引即是在向量设置中需要设置的状态特征（state character）。

· 接着我们在Vector Setup中指定了一个模式顺序，最终测试设备将根据电平设置的配置，产生图下方所示的信号给待测芯片。
因此，只要对每个信号进行类似的设置，就可以产生完整的信号给待测芯片，并测量待测芯片产生的响应。

5. Function Test

功能参数测试是以指定的电平与时序设置，通过在预期数据和接收到的数据之间进行实时比较。该测试的目的是通过对接收到的数据与每个接收沿处的期望值进行比较来产生通过/失败结果，验证待测芯片能够实现期望的逻辑功能。

在进行功能参数测试之前，需要测试向量以及指定的电平、时序参数，测试向量是用来检查芯片功能是否存在缺陷的必要测试手段之一，包含了输入逻辑状态以及期望的输出结果。

电平参数包括设置DUT（Device Under Test，待测器件）的电源电压和数字信号的逻辑状态阈值。
时序参数包括在向量波形表中定义的数字波形，并指定所定义波形的边缘准确出现的时间点。下图显示了功能参数测试时三者之间的相互关系。

5. Result Analysis

1. Error Map

在测试结束后，比较的结果会存储在错误存储器（error memory）中。要了解哪些测试周期（cycle）的比较结果不相同，可以使用“Error Map”这个工具。Error Map工具的功能是读取错误存储器中的数据，并以图形化的方式显示哪些周期存在错误。通过Error Map，我们可以直观地识别出模型在不同区域的预测准确性，较高的误差值通常表示该区域的预测结果不太可靠，而较低的误差值则表示该区域的预测结果较为准确。这对于分析测试结果、识别问题所在以及后续的优化和调试都是非常有帮助的。

2.Timing Diagram

在测试结束后，用于分析波形的另一个工具是Timing Diagram。这个工具能够显示测试设备产生的信号以及从待测芯片上测量到的波形。

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