 对数字集成电路测试系统如何进行评价、比较和选择是一个相当复杂的问题。应该对测试要求、系统性能、资金能力和技术支持能力几方面进行综合平衡。 就系统性能来说，即便是小型测试系统，也不简单是仅仅了解硬件系统的技术指标就可以轻易下结论。做为一个测试系统，除了产品技术条件上明确规定的技术指标外，还有很多技术指标上反映不出来的内在的特性和功能，还有对系统功能起关键性作用的软件功能。而这些内容常常容易被人忽视。 做为硬件系统通常要了解以下一些方面的问题 : 1. 测试引脚数 (通道数) 通常测试引脚数是反映可测数字电路规模的主要参数。选用 24 引脚的测试系统可满足通用中、小规模数字集成电路的测试。选用 48 引脚的系统除可满足中、小规模数字集成电路测试外，还可以满足部分大规模数字集成电路的测试。在财力不允许的情况下，或是大规模电路所占比例不大的情况下，选用 24 引脚的测试系统，而将少数大规模电路委托有关测试中心或其它拥有测试能力的单位进行测试，对很多基层用户单位来说是一种经济和实际的做法。 做为测试中心也不排除在引进大型测试系统的同时，选用一些小型测试系统。如果将通用中、小规模数字集成电路都放到大型测试系统上进行测试，既没有必要也不是一种经济的做法。 2. 测试速率 为了降低成本，很多小型测试系统采用了软件图形发生器。这些系统通常没有测试速率的指标，当然同样是采用软件图形发生器的系统，其实际的测试速率也会有较大的差异。采用解释 BASIC 语言的测试系统 (例如 I-100 系统) 由于在解释方式下工作，故运行速度较慢。其图形速率周期大约是毫秒量级的。而采用汇编语言的系统 (例如 STS 2101B系统) 其图形速率周期则是几十微秒量级的。这里特别需要说明的是图形速率和时钟速率是两个不同的概念。例如采用硬件图形发生器的 GR-1732 系统，其时钟速率是 8MHz，而到引脚的测试图形速率为 2MHz。西德 SZ 公司的 M-3000 系统曾经有人吹嘘其为 5MHz 系统，其实该系统只提供了一个 5MHz 的时钟 (可用于某些有时钟端器件的时钟端触发)，而实际上该系统采用的是软件图形发生器。 选用测试图形速率较高的硬件图形发生器的测试系统，有利于考核被测器件在较高工作频率下的逻辑功能，但一般来说采用硬件图形发生器的系统，其价格远高于相同测试通道数而采用软件图形发生器的系统。 对通用中、小规模数字集成电路来说，由于其极限工作频率一般远大于用户系统中的实际应用频率，因此用软件图形发生器的测试系统进行测试并不是不可以接受。但对于大规模数字集成电路来说，如采用软件图形发生器的系统进行测试就显得不够正规和严密。 3. 参数测量单元 (PMU)
除电压和电流范围以外，参数测量单元的精度和分辨力是重要的技术指标。数字电路的生产、应用单位用于器件质量检测、验收的测试系统，一般希望参数测量单元的基本精度不低于 0.5%，电压测量的为辨力能达到 1mV，电流测量的分辨力能达到 1nA。因为在很多情况下除了需判断器件的合格与否之外，希望统计、分析和比较实测的数据结果，有时还需要比较一些试验项目前后被测电路参数的变化情况。在对失效电路进行分析时，一般也希望系统具有较高的精度。 随着 CMOS 电路应用越来越广泛，对 CMOS 电路的输入漏电的测量需要有较高的电流测试精度和分辨力。因为 CMOS 电路在工艺生产过程中引入的各种缺陷，最集中地反映在输入高电平漏电 IIH 和输入低电平漏电 IIL 上。但衡量一个测试系统对微弱漏电的测试能力绝不简单是看其技术指标上的电流分辨力和精度，需对系统进行实测和分析。微小电流测试的定量计量比较复杂，一般可以采用一些简单的方法对一个系统做出定性的判断。例如利用 CMOS 电路的测试程序对空器件 (不插器件) 进行测试，通过 IIH、IIL 等参数的大小和稳定性可判断系统对微弱电流的实际测试能力和水平，并可发现系统自身是否有漏电。 4. 器件测试程控电源 器件测试程控电源在逻辑功能和直流参数测试中担负着向被测电路提供电源的功能，同时也由其完成电路功耗电流 (TTL 电路的 ICCH、ICCL，CMOS 电路的 IDD 参数) 的测量。 测试系统至少应有两组正电压程控电源 (用于电平转换器等双电源电路的测试)，和一组负电压程控电源 (用于那些有负电源端的模拟开关等电路的测试)。电压范围应能达到 20V，以满足 CD4000 系列电路的测试要求。 为满足 CMOS 电路功耗电流 IDD 参数的测量，器件测试程控电源的电流测试分辨力也应能达到 1nA 的水平。CMOS 电路的功耗电流 IDD 也是反映其工艺质量水平的重要参数，用小型测试系统测试该参数时有时会造成一些假象，通常是将一些系统漏电和干扰电流误认为是被测电路的功耗电流。原因在于一些小型测试系统为降低成本，每引脚只用了一支测量转换继电器，既做为参数测试单元对引脚的选择，同时又用其在参数测试时将被测引脚与引脚驱动器和引脚比较器断开。而这些继电器又通常采用多选一的工作方式。这就导至了在对 CMOS 电路进行功耗电流 IDD 参数测试时，被测电路的输出引脚并不是严格按照测试标准的要求呈开路状态，实际上还接入了测试系统中引脚驱动器的模拟开关和引脚比较器的输入端。使被测电路的输出端实际上有电流流过，导致功耗电流 IDD 参数偏大甚至超差的假象。这一问题在小型测试系统中比较普遍。 为发现和鉴别这一问题，可采用以下简单的办法。先对 CMOS 电路进行正常测试，然后将被测电路的所有输出引脚从测试适配器中拔出再进行测试，比较两次测试的功耗电流值，就可以知道系统对被测器件的输出端的关断特性如何，有否附加的系统漏电和干扰漏电。有些系统虽在技术指标上给出数十 pA 量级的电流测试分辨力，但由于测试原理和制作工艺等方面的缺陷，在实际测试 CMOS 电路功耗电流 IDD 的时候会造成数十乃至上百 nA 的漏电假象。 5. 引脚驱动器和引脚比较器 引脚驱动器在逻辑功能和直流参数测试中完成对被测电路输入引脚的电平驱动，引脚比较器则在逻辑功能测试中完成对被测电路输出引脚的电平比较。这两部分硬件的主要技术指标是电压范围、分辨力和精度。一般希望电压范围能达到 20V，分辨力不低于 10mV，精度不低于 50mV。因为 CMOS 电路的输入高、低电平电压 VIH、VIL(也称噪声容限) 参数测试有时在逻辑功能测试中完成，因此分辨力和精度不可太差。除此以外引脚驱动器的驱动电流不应低于 5mA，否则将影响某些输入低电平电流 IIL较大的 TTL电路输入电平的驱动。引脚驱动器的输出阻抗也是一个应注意的指标，有些测试系统的引脚驱动线路过于简单，例如 I-100 系统用导通电阻为 10 欧姆的模拟开关直接驱动被测输入引脚，这样在输入低电平电流 IIL 较大的情况下将产生附加的精度误差。 6. 可编程时钟 小型测试系统一般不具备有定时精度的时钟，而只具备供有时钟端电路测试所需的可对时钟脉冲数和脉冲极性进行编程的时钟。一般希望可编程脉冲数不低于 32768 (即 32K)，例如一块十四级分频器电路完成一次全分频所需的脉冲数为 16384 (即 16K)。 上述硬件部分一般在系统的技术文件中可找到具体的技术指标，但做为一个测试系统由于其硬件系统的设计思想和设计水平不同，还会有很多内在的、技术文件中难以进行定量描述的特性和功能，而这些特性和功能从另外的方面反映出测试系统的水平差异。现举例简述如下 : |
