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集成电路测试程序优化技术分析

时间:2010-08-15 20:54来源:www.ictest8.com 作者:冯蕊 点击:

                                            冯蕊,于祥苓,周劲松
                                                                   (中国电子科技集团公司第四十七研究所,沈阳ll0032)
  摘要:介绍了在E 77O测试系统上对集成电路测试程序进行优化的方法。通过具体数据说明应用不同的测试方法所用时间大不相同。利用适当的测试方法和测试技术可大大减少测试程序的运行时间,降低测试成本。
关键词:测试成本;测试时间;程序优化
中图分类号:TN4 文献标识码:A 文章编号:1o02—2279(20o8)O5—0o19—02

1 引 言
  在产业化生产的今天,测试程序的运行时间直接关系到测试的成本,一般芯片规模越大,所需测试的向量就越多,测试时间也越长。考虑到生产成本,芯片大量生产时,减少整个测试程序的运行时间是降低测试成本的关键(就当今许多最先进的集成电路而言,测试成本已占到总成本的30% 一40%)。因此,这就需要优化测试程序,使其既有较高的故障覆盖率,又能够快速、高效地测试。优化测试程序时,减少测试时间在这方面将起到重大的作用。

2 优化直流参数测试程序
  HiLEVEL公司的ETs77O测试系统每执行一次.set(执行)文件,就需调用一个.tn1(向量)文件。而调用.tⅡl文件所需的执行时间远大于调用.set文件。这样.仃n文件容量的大小直接影响测试程序的运行时间。因此在测试直流参数时,最好单独调制一个测试向量,只供测试直流参数使用。此测试向量的容量越少越好,只要包含所测试管脚要求的状态即可。这样在调用向量文件时,可以节省时间。像82c51的功能测试有上万条的测试向量而直流参数的测试向量只需要几十条就可以完成全部直流参数测试(调用过万条的向量文件需要522ms,而调用十条以内的向量文件则只需要90ms)。
  在测试直流参数时,减少测试时间的主导思想就是将串行测试方法改为并行测试方法,同时测量多个管脚的直流参数要比逐一测试单个管脚的直流参数节省时间。以82C51电路为例,在测试其数据总线的输出高电平时,八个管脚同时测试花费的时间为126ms,如果单独测试每一个管脚,八个管脚全部测试完成大约需要4o0ms。但同时测量多个管脚的直流参数需要两个条件:①每个测试管脚对应的测试通道都具有独立的驱动测试能力;②合适的功能测试向量将这些管脚同时设置到一定的状态。
  ETS77O测试系统完全可以满足条件①的要求,而条件②是对测试程序设计者提出的要求,需要在调试测试向量时,提前考虑到这一点。尽量使多个管脚可以停在同一状态,82c5l测试直流参数的具体方法是将0地址写全“0”数据,FF地址写全“l”数据。这样,在读0地址数据时,数据总线的输出状态为全“O”,可以测试有关低电平的所有直流参数。在读FF地址数据时,数据总线的输出状态为全“l”,可以测试有关高电平的所有直流参数。这样在测试直流参数时,数据总线都停在同一状态,可以同时完成对不同管脚的电参数的测试,而且测试向量只需几条就可实现,这样又可以减少调用.tn1文件的时间,一举两得。另外,在不同的测试系统上有不同的节约测试时间的方法。就目前正在使用的ETs77O测试系统,在测试直流参数时,还可以利用许多小细节来完善程序,减少测试时间,降低测试成本。如在测试漏电流和电源电流时,根据规范所要
求值的大小选择合适的量程,即在测试程序中激活Rangs对话框,选择合适的范围。因为,测试系统在测试漏电流和电源电流时,如果不激活Rangs对话框,系统默认参考值与测量值相比较,以固定差值逐渐向测量值逼近,得出实测值。这样很浪费时间,如果设定了量程,系统根据量程设定参考值与测量值相比较,以固定差值逐渐向测量值逼近,很快就可以得出实测值。如82c5l电路的输入高电平电流标准要求应在±1O A,如果激活Rangs对话框,并选择20 A这一挡,测试时花费的测试时间大约为2O9ms,而不激活Rangs对话框,直接测试则需要花费的测试时间约为1170ms。依此类推在测试输人低电平电流和电源电流时同样都激活Rangs对话框要比不激活Rangs对话框节省大量的测试时间。82C5l仅为28管脚的电路,对于上百管脚的电路而言,优化直流参数的测试程序,减少的测试时间更为明显,有些电路测试程序经过优化后,测试时间仅为优化前的三分之一甚至更少。

 3 优化交流参数测试程序
目前,普遍使用的交流测试方法主要有两种:搜索法和功能验证法。就两种测试方法而言,各有优缺点。利用搜索法测试交流参数简单易学,可以得到确定的参数值,但测试时间长,适合在芯片的研制过程中使用,了解器件的具体参数值,对设计和修改工艺参数提供参考。但在大规模生产过程中,整个流程都相对稳定可靠,就没必要使用这种方法了。此时,功能验证法就显示出它的优点。功能验证法并不是真正去i贝4试和显示器件的交流参数,而是采用定时判别的方法来确定交流参数是否在合格范围之内,可以理解为进行了一次具有定时精度的高速逻辑功能测试。这样在功能测试的同时,就可以完成交流参数的测试,不必再逐一测试交流参数,减少了大量的测试时间,达到降低测试成本的目的。以27cl28—2O为例,讲述测试交流参数的具体方法。27c128—2O读操作的交流测试波形如图1所示,参数如表l所示。

 

  在编制功能测试程序时,按要求给出输人、输出值,测试频率f=1MHz。地址输入端采用NRz调制,延迟时间为1Ons。/cE、/OE采用R0ne调制,/cE的延迟时间为l0ns,而/OE 的延迟时间为135ns。数据输出端的比较时间为2l0ns。在测试
时,/cE、/OE的测试向量一直为0,这样经过调制的波形与上述波形一致。在测试系统上对其功能进行测试,若测试通过,则电路满足参数手册的要求,说明了所测值在合理范围内。利用搜索法测试每一项参数的延迟时间大约需要534ms,而27c128—20读操作的延迟时间就有3项,如果使用搜索法测试以上三项参数,就需要l6O2ms。而使用功能验证法则完全省去这些测试时间。同样写操作的交流参数还有约l0项,如果同样都使用功能验证法,则可以省去大量的测试时间。但功能验证法测试交流参数,要求测试编程人员相当熟悉器件的功能和各种参数要求及测试系统的测试原理,才能使功能测试与交流参数测试完美结合。

4 优化链接程序
  ETS770测试系统在测试时,需要将每一个独立的.set文件连接起来形成一套完整的测试程序。而将单独的已调试通过的测试程序逐一链接时,也有一定的技巧。在链接时尽量将同一文件名的.tm文件链接到一起,这样系统在前一级调用.tm文件后,如果文件名相同,则不用再重新调用此文件,而是直接默认前一级文件。默认上一级的.tHl文件测试向量有上万条的也只需要47ms,而重新调用新的.tm文件即使是只有十条也需要90ms。

5 结束语
  现代社会是个科技发展一日千里,生产日新月异的时代。集成电路还在按着摩尔定律的方式发展,整个测试程序的运行时间限制着测试成本,优化测试程序已成为迫在眉睫的问题。以上介绍的几种优化测试程序的方法,如果能在测试程序中同时使用,可以减少大量的测试时间,降低测试成本。
参考文献:
[1] steven Kas印i.复杂的数字器件推动灵活的工程验证
测试系统的使用[J].半导体技术,2004(2):55—56.
[2] ErI1S2K user Manual[A cD].HiLeve1 Technolog)r Inc,
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