集成電路測試(IC測試)主要的目的是將合格的芯片與不合格的芯片區(qū)分開，保證產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。隨著集成電路的飛速發(fā)展，其規(guī)模越來越大，對電路的質(zhì)量與可靠性要求進(jìn)一步提高，集成電路的測試方法也變得越來越困難。因此，研究和發(fā)展IC測試，有著重要的意義。而測試向量作為IC測試中的重要部分，研究其生成方法也日漸重要。

　　1 IC 測試

　　1.1 IC測試原理

　　IC 測試是指依據(jù)被測器件(DUT)特點(diǎn)和功能，給DUT提供測試激勵(lì)(X)，通過測量DUT輸出響應(yīng)(Y)與期望輸出做比較，從而判斷DUT是否符合格。圖1所示為IC測試的基本原理模型。

　　根據(jù)器件類型，IC測試可以分為數(shù)字電路測試、模擬電路測試和混合電路測試。數(shù)字電路測試是IC測試的基礎(chǔ)，除少數(shù)純模擬IC如運(yùn)算放大器、電壓比較器、模擬開關(guān)等之外，現(xiàn)代電子系統(tǒng)中使用的 大部分IC都包含有數(shù)字信號。

圖1 IC測試基本原理模型

　　數(shù)字IC 測試一般有直流測試、交流測試和功能測試。

　　1.2 功能測試

　　功能測試用于驗(yàn)證IC是否能完成設(shè)計(jì)所預(yù)期的工作或功能。功能測試是數(shù)字電路測試的根本，它模擬IC的實(shí)際工作狀態(tài)，輸入一系列有序或隨機(jī)組合的測試圖形，以電路規(guī)定的速率作用于被測器件，再在電路輸出端檢測輸出信號是否與預(yù)期圖形數(shù)據(jù)相符，以此判別電路功能是否正常。其關(guān)注的重點(diǎn)是圖形產(chǎn)生的速率、邊沿定時(shí)控制、輸入/輸出控制及屏蔽選擇等。

　　功能測試分靜態(tài)功能測試和動(dòng)態(tài)功能測試。靜態(tài)功能測試一般是按真值表的方法，發(fā)現(xiàn)固定型(Stuckat)故障。動(dòng)態(tài)功能測試則以接近電路 工作頻率的速度進(jìn)行測試，其目的是在接近或高于器件實(shí)際工作頻率的情況下，驗(yàn)證器件的功能和性能。

　　功能測試一般在ATE(Automatic Test Equipment)上進(jìn)行，ATE測試可以根據(jù)器件在設(shè)計(jì)階段的模擬仿真波形，提供具有復(fù)雜時(shí)序的測試激勵(lì)，并對器件的輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)的采樣、比較和判斷。

　　1.3 交流參數(shù)測試

　　交流(AC)參數(shù)測試是以時(shí)間為單位驗(yàn)證與時(shí)間相關(guān)的參數(shù)，實(shí)際上是對電路工作時(shí)的時(shí)間關(guān)系進(jìn)行測量，測量諸如工作頻率、輸入信號輸出信號隨時(shí)間的變化關(guān)系等。常見的測量參數(shù)有上升和下降時(shí)間、傳輸延遲、建立和保持時(shí)間以及存儲(chǔ)時(shí)間等。交流參數(shù)最關(guān)注的是最大測試速率和重復(fù)性能，然后為準(zhǔn)確度。

　　1.4 直流參數(shù)測試

　　直流測試是基于歐姆定律的，用來確定器件參數(shù)的穩(wěn)態(tài)測試方法。它是以電壓或電流的形式驗(yàn)證電氣參數(shù)。直流參數(shù)測試包括：接觸測試、漏電流測試、轉(zhuǎn)換電平測試、輸出電平測試、電源消耗測試等。

　　直流測試常用的測試方法有加壓測流(FVMI)和加流測壓(FIMV)，測試時(shí)主要考慮測試準(zhǔn)確度和測試效率。通過直流測試可以判明電路的質(zhì)量。如通過接觸測試判別IC引腳的開路/短路情況、通過漏電測試可以從某方面反映電路的工藝質(zhì)量、通過轉(zhuǎn)換電平測試驗(yàn)證電路的驅(qū)動(dòng)能力和抗噪聲能力。

　　直流測試是IC測試的基礎(chǔ)，是檢測電路性能和可靠性的基本判別手段。

　　1.5 ATE測試平臺

　　ATE(Automatic Test Equipment)是自動(dòng)測試設(shè)備，它是一個(gè)集成電路測試系統(tǒng)，用來進(jìn)行IC測試。一般包括計(jì)算機(jī)和軟件系統(tǒng)、系統(tǒng)總線控制系統(tǒng)、圖形存儲(chǔ)器、圖形控制器、定時(shí)發(fā)生器、精密測量單元(PMU)、可編程電源和測試臺等。

　　系統(tǒng)控制總線提供測試系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)接口卡的連接。圖形控制器用來控制測試圖形的順序流向，是數(shù)字測試系統(tǒng)的CPU。它可以提供DUT所需電源、圖形、周期和時(shí)序、驅(qū)動(dòng)電平等信息。