※正达集成电路芯片测试仪：集成电路芯片功能记忆存储型交互测试平台

集成电路芯片功能记忆存储型交互测试平台

（复杂IC功能测试典型实现方式和应用场景）

 

 

摘要：器件功能测试结论明确可靠，是电路测试仪的重要测试功能。但器件功能测试实现复杂，必须有器件库。对于器件库中没有的各种复杂IC，也可采用正达集成电路芯片功能记忆存储型交互测试平台，建立复杂IC可执行测试文件功能器件库。这是复杂IC功能测试典型实现方式和应用场景。

 

关键词：记忆存储 交互测试平台 可执行测试文件 复杂IC 测试节拍 连续测试

 

 

1 记忆存储型交互测试平台概况

对系统器件库中尚不能直接功能测试的各种复杂集成电路芯片，可通过交互测试平台组织测试。交互测试平台可开放系统电源、数字/模拟测试通道、数字逻辑电平、模拟信号端子以及同步综合信号等的使用权。

记忆存储型交互测试平台较之普通交互平台测试，增加器件文件操作和测试节拍操作功能，可通过静态/动态/混合方式（非代码编程），自由设计和编辑每一个测试节拍。记忆任意长度的输出测试节拍，存储过程结果的输入测试节拍，或添加用于起始/结束/过渡的停止测试节拍。能够对组合电路器件/时序电路器件测试节拍分类自动修正更新。设计和编辑的所有测试节拍，智能生成测试该型IC器件功能的可执行测试文件。可执行测试文件一旦形成，可保存调用执行。既可连续测试，也可单步测试。会直接给出被测IC器件功能结果，可无限量建立复杂IC可执行测试文件功能器件库。例如，建立电流型DAC类器件功能测试可执行文件器件库（图1）。

 

图1

 

在介绍普通交互测试平台时，曾以对AD模数转换器件ADC0804功能测试作为示例。同样测试这个器件，采用记忆存储型交互测试平台操作更加简单明晰，重要的是：可最终形成可执行测试文件，建立功能测试器件库。

根据ADC0804工作原理，记忆存储型交互测试平台可采用静态/动态/混合方式，自由设计编辑各个测试节拍。如果是4点采样功能测试，共计22个测试节拍。6点采样，共计32个测试节拍（每点4个输出节拍/1个输入节拍/起始和结束各1个停止节拍）。输出/输入/停止等各个测试节拍经记忆存储，会智能生成一个完整可执行测试文件。调用可执行测试文件对ADC0804进行功能测试，直接出结果，如同系统功能器件库一般方便。

正达记忆存储型交互测试平台可任意建立复杂IC可执行测试文件功能器件库，适用于测试检验和科研开发等领域。例如，对复杂IC完整功能或局部功能进行测试和验证。

 

2 主要设置选项

⑴综合信号（F1,F2）：输出高电平/低电平/上升沿/下降沿/正脉冲/负脉冲/方波信号等。

⑵输出电源控制：输出+5V,+12V,-5V,-12V,+3.3V等。

⑶指定模拟输出信号（AO1~AO4）及（VI1,VI2）编程电压输出值：可产生模拟量值。其中：VI2端子输出范围-28V~+28V。其余端子输出范围-10V~+10V。

⑷全部数字信号所用电平：设置在一个测试过程中，系统整个数字通道施加和采集数字量的逻辑电平。可设置+5V或+3.3V逻辑电平。

⑸停止输出：停止电源输出和所有系统输出/输入的信号。

⑹输出控制：系统开启电源，系统输出信号。即对集成IC输入管脚施加测试信号。

⑺读取器件状态：系统输入信号。即读取集成IC输出管脚的信号。

⑻设定器件各管脚状态并指定需提取其信号的器件输出管脚：设置测试排缆数字/模拟通道的系统输出/输入状态和被测集成IC的管脚状态。合法输入值：H(h),L(l),X(x),空格(作为字符删除使用)，可设置+5V/+3.3V逻辑电平H高、L低或X三态电平（X不施加信号状态）。提供16路系统数字输入通道和4路系统模拟输入通道，可同时回读D0~DF等16个数字量和A0~A3等4个模拟量。

⑼测试文件专区：对集成IC功能测试的测试步骤和过程结果，通过记忆存储形成一个完整测试文件，用以测试同型号器件。若不需要记忆存储，则此专区中的内容及整个菜单项均可忽略。专区中的状态，会随所处的不同测试选项和执行的不同测试操作发生变换。

①选择测试文件：选择已建立的测试文件进行功能测试，或对其进行添加记录/编辑等各种操作。还可建立一个新的测试文件。例如，选择或建立“74AC244PC功能测试”文件。

②选择测试项：选择当前测试文件中的测试项进行测试/添加/编辑等操作。还可建立新的测试项。一个测试文件中可建立多个测试项。例如，测试文件“74AC244PC功能测试”中，74AC244PC可+5V或+3.3V供电，工作于+5V或+3.3V逻辑。因此，可分别建立+5V和+3.3V两个测试项。

③测试项当前节拍：每按一次“停止输出”/“输出控制”/“读取器件状态”，就生成一个测试节拍。分别是：停止节拍/输出节拍/输入节拍。也可通过“测试项节拍操作”生成各种节拍。每个测试文件由多个测试节拍组成，没有测试节拍数量限制。复杂集成IC测试文件中的测试项，通常会有几十个测试节拍。

④测试节拍操作：建立测试文件时，可设计测试节拍。修改测试文件时，可查阅修改测试节拍。执行测试项时，可连续节拍或单步节拍完成器件功能测试。

⑤当前测试节拍说明：建立测试文件时，应对每一步测试节拍或重要测试节拍加备注。既便于查阅修改出错的测试文件，也便于不同使用者熟悉和执行测试文件。

⑽窗口任务栏菜单：完成建立测试项、执行测试项、修改测试节拍、动态/静态/混合模式调试测试项和修改测试节拍说明等操作。

 

3 不同制作方法的特点

动态制作法：创建测试文件时器件一直处于测试状态下，增加测试节拍，是由每一次点击“停止输出”/“输出控制”/“读取器件状态”按钮后自动完成的。如同在没有电影剧本的情况下，设计一个镜头，拍摄一个镜头。优点：直观，思维简单，看一步做一步。缺点：缺乏总体规划，容易出现安全问题。

静态制作法：创建测试文件时无需待测器件配合。全过程完成后，再对待测器件做一次器件节拍修正更新测试，最终形成可执行测试项。如同先编写一个电影剧本，然后集中统一拍摄。优点：有详细规划，可反复修改。过程安全效率高，适合制作复杂测试项。缺点：不直观，需要缜密思维。

混合制作法：创建测试文件时将动态制作法和静态制作法相结合，各取所长。是制作测试文件最推荐的一种方式。

 

4 AD模数转换器件功能测试示例

以对ADC0804器件功能测试作为示例。

备注：正达第三代在线电路维修测试仪已经实现“DA数模转换器件和AD模数转换器件功能测试”，器件库中包括ADC0804型号。以AD器件ADC0804为例，可更充分介绍“集成电路芯片功能记忆存储型交互测试平台”的各项操作方法。也便于和以前介绍过的普通交互测试平台做对比。

 

4.1 被测器件说明：

ADC0804是CMOS逐次逼近型8位模数转换器，该系列器件具有三态输出锁存器，能够直接驱动数据总线，与8031等CPU的接口电路十分简单。

 

4.2 规划测试步骤：

⑴以ADC0804功能检测为例。ADC0804管脚20接+5V电源，管脚8,10接地。

⑵规划ADC0804功能测试步骤：

A.目的：对管脚6（转换模拟输入端VIN+）施加几个不同模拟量，输入电压VIN+从0V~Vmax变化，VIN-端接地。这几个模拟量可由测试仪“模拟输出信号AO1”产生。启动8位模数转换，测试D7~D0数字量输出值（对应器件管脚11~18）是否符合AD转换结果。

B.根据ADC0804特点，在VIN+管脚6施加模拟量时，AD转换过程需要连续完成：

①器件初始化，②启动转换，③设置回读控制。之后才可进行数字量回读。

C.在ADC0804启动转换时，需要对管脚4（CLKI时钟脉冲输入）施加时钟信号，这个时钟信号可由测试仪“综合信号F1”产生，频率可选100kHz(10us)。

⑶规划ADC0804对每一个模拟量做AD转换的测试节拍：

连续4个输出节拍

①器件初始化：    管脚1,2,3对应L,H,L。

②启动转换：      管脚1,2,3对应L,H,H。同时，管脚4施加时钟信号。

③关闭时钟信号：  停止管脚4时钟输出。

④设置回读控制：  管脚1,2,3对应L,L,H。

执行1个输入节拍

⑤回读数字量D7~D0对应的管脚11~18数字量值。

测试过程应对管脚7（VIN-输入）接低。可将设置管脚状态（H/L/X）管脚7下改写成L，也可通过综合信号F2设定施加。对管脚4施加时钟信号之前和之后，综合信号F1输出应设定为“低电平”。对ADC0804器件启动转换后，应关闭时钟信号。关闭时钟信号，要占用一个输出节拍。

⑷预期值和实测值：ADC0804功能测试过程是对模拟输入端VIN+（管脚6）施加0V~Vmax几个模拟量，施加0V时，ADC0804数字量输出预期值为：LLLLLLLL（逻辑电平），0（十进制）。施加5V时，是满量程模拟量输入，ADC0804数字量输出预期值为：HHHHHHHH（逻辑电平），255（十进制）。测试实测值和预期值之间的误差。

⑸施加不同模拟量。例如：施加0V,1.25V,2.5V,5V等4个模拟量（施加1.25V和2.5V时数字量输出十进制预期值为：64和128），做4点测试，每点重复完成AD转换的5个测试节拍。

加上前后2个停止节拍，ADC0804功能测试文件中如果是4点测试，共计有22个测试节拍。如果是6点测试，共计有32个测试节拍。规划测试步骤后，对ADC0804测试文件的节拍创建，就已经了然清晰。无论采用动态制作法、静态制作法还是混合制作法，都不会很困难。

 

4.3 放置被测器件：

连接测试板左侧测试排缆。将ADC0804LCN有缺口的一端朝向锁紧手柄端，沿锁紧插座手柄端对齐放置。打开对应于ADC0804LCN管脚20（正电源）的外侧红色拨码开关和对应于管脚8/10（接地）的中间蓝色拨码开关，并将2组红/黑电源线连接至测试仪的+5V和GND端子。从测试仪综合信号F1端子引出测试钩，连接至左侧测试排缆下方的下排左起第4个插针(对应测试插座/ADC0804LCN管脚4/时钟脉冲输入端CLKI)。从测试仪模拟输出信号AO1端子引出测试钩，连接至左侧测试排缆下方的下排左起第6个插针(对应测试插座/ADC0804LCN管脚6/模拟输入端VIN+)（图2）。

 

图2

 

4.4 ADC0804功能测试文件主要测试节拍说明：

系统软件中，存有ADC0804功能测试文件4点测试项和6点测试项的创建示例，可供学习。结合之前规划测试步骤中的说明，以4点测试项（施加0V,1.25V,2.5V,5V等4个模拟量）中施加1.25V模拟量完成AD转换的5个测试节拍为例，对ADC0804功能测试文件中重点测试节拍的创建方法，加以说明。

动态制作法、静态制作法、混合制作法、可执行测试文件的阶段性生成和测试、插入增删测试节拍操作、组合电路/时序电路测试节拍分类自动修正更新，以及编辑/查阅测试文件和测试项说明等，系统其他示例和《操作手册》中已详述，本示例不做说明。本示例主要简述在施加1.25V模拟量过程中，5个测试节拍中设置填写内容和测试效果。

测试过程应对管脚7（VIN-输入）接低。将设置管脚状态（H/L/X）管脚7下改写成L。D7~D0下分别对应的是管脚11~18的管脚序号。管脚4时钟信号CLKI由“综合信号F1”产生，频率选择100kHz(10us)。时钟信号仅在启动转换时输出，平时应设定为“低电平”。管脚6（VIN+输入）施加的1.25V模拟量由模拟输出信号AO1端子产生，应在AO1处：输入1.25。

施加1.25V模拟量测试过程是第7~11测试节拍。因为，第1测试节拍是停止节拍，第2~6测试节拍是施加0V模拟量的5个测试节拍。除AO1处：输入0外，过程完全相同。之后的测试节拍也如此，除AO1处：输入2.5和5外，过程也完全相同。再加最后一个停止节拍，所以本测试文件共计22个测试节拍。以下，仅以第7~11测试节拍为例。

 

⑴器件初始化（输出节拍）

管脚1,2,3设定的信号是L,H,L。这是对ADC0804器件初始化。这是4点测试项（施加0V,1.25V,2.5V,5V等4个模拟量）的第7测试节拍。（图3）。

 

图3

 

⑵启动转换（输出节拍）

管脚1,2,3设定的信号是L,H,H。选择方波信号，100kHz时钟信号开始输出。这是对ADC0804器件启动转换。这是4点测试项（施加0V,1.25V,2.5V,5V等4个模拟量）的第8测试节拍（图4）。

 

图4

 

⑶关闭时钟信号（输出节拍）

启动转换设置不变。方波信号改为“低电平”，关闭100kHz时钟信号。关闭时钟信号需要占用一个输出节拍。这是4点测试项（施加0V,1.25V,2.5V,5V等4个模拟量）的第9测试节拍（图5）。

 

图5

 

⑷设置回读控制（输出节拍）

管脚1,2,3设定的信号是L,L,H。这是对ADC0804器件设置回读控制。这是4点测试项（施加0V,1.25V,2.5V,5V等4个模拟量）的第10测试节拍（图6）。

 

图6

 

连续多步输出节拍对应一个输入节拍，以及在测试过程中施加模拟信号和时钟信号的方法，是以上ADC0804器件测试示例应重点熟悉的内容。

 

⑸读取器件状态（输入节拍）

施加1.25V时，数字量输出预期值为：64（十进制）。这是4点测试项（施加0V,1.25V,2.5V,5V等4个模拟量）的第11测试节拍（图7）。

 

图7

 

6点测试项（施加0V,1V,2V,3V,4V,5V等6个模拟量）可仿照以上4点测试示例，其过程和步骤相同，最终形成测试文件。6点测试项共计有32个测试节拍。

 

4.5 对ADC0804功能测试：

创建ADC0804模数转换器功能测试文件后，可用于对ADC0804器件做功能测试。将待测ADC0804器件放置在测试板对应插座中。例如：选择ADC0804模数转换器测试文件中的4点测试项，首先应按照第1测试停止节拍的备注测试节拍信息，正确连线。点击任务栏上的“执行测试项”，选择连续测试或单步测试。

以4点测试项中施加1.25V模拟量时的测试结果为例，ADC0804模数转换器功能测试结果正确（图8）。

 

图8

 

可见，正达集成电路芯片功能记忆存储型交互测试平台的功能很强大，能够快速建立可执行测试文件功能器件库，实现对各种类型复杂IC功能测试。

 

4.6 应用便捷性：

为便于使用者应用，功能测试的系统软件中提供ADC0804等许多有代表性的示例，包含完整测试文件以及专为学习和练习的实验模板，示例难度随序号递增逐渐增大。对某些复杂IC器件，器件在测试板插座中放置后，测试板上还提供搭接外围测试电路功能。系统软件中也提供有这样的示例，使得需要外围电路才能给工作的复杂IC也得以测试。

 

5 结语

非代码编程方式智能生成器件功能可执行测试文件，建立复杂IC可执行测试文件功能器件库，是正达集成电路芯片功能记忆存储型交互测试平台的应用优势。同时，也是正达对复杂IC器件功能测试的重要原始创新。

正达集成电路芯片功能记忆存储型交互测试平台，测试便捷程度接近于电路测试仪的数字IC/模拟IC功能测试项，使得对复杂IC功能测试，成为一种触手可及的现实。

后续软件升级中，正达还会不断发布一些新型器件可执行测试文件。以复杂IC可执行测试文件功能器件库的形式，满足使用者对复杂IC功能测试的迫切需求。这种形式相对于通过软件编程扩充功能测试器件库，既简单也有效，即时性强，今后会成为对复杂IC功能测试典型实现方式和应用场景。