电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
电子技术Electronic Technology
陆俊峰
(安徽芯纪元科i t有限公司安徽省合肥市230088 )
摘要：本文在通信架构基础上，出通信模式的主要瓶颈，并设计并出更为高效的设计优化方案以此来提升整个通信架构速率，全 面推进集成电路产业的健康、高效发展。
关键词：集成电路测试仪；控制糢块；信号同步
纵观全球半导体市场快速发展，占据其超过80%的份额的集 成电路产业，作为信息产业的基石，其被广泛应用于自动化、信息 产业、消费电子化等各个领域。时代赋予信息产业更快的发展步伐，集成电路将为其发展奠定坚实的基础。测试作为集成电路制造中三 大关键技术之一，与另外两个环节一一设计与制
造有着紧密的关联。集成电路测试技术在集成电路生产的各个环节发挥着不可取代的作 用，其中集中表现在验证芯片设计、测试晶圆及测试封装成品等环 节。
1集成电路测试仪控制模块发展现状
仪器是指具有特定功能精密仪器或小型机器的统称。而集成 电路测试仪是一种应用于集成电路测试中的智能仪器（Intelligent Instruments)。集成电路测试仪主要由机械结构、程序软件以及电路 硬件构成。硬件作为整个测试仪的电路基础，其正常工作主要体现 在控制环节、测试环节、电源模块组成、人机交互实现等模块组成。作为集成电路运行系统中不可或缺的协调职能的负责模块，集成电 路测试仪要实现这一职责就需要通过传输测试数据与测试命令等运 作来达成协调工作。测试仪内置控制器模型的选择成为控制模块的 设计重点工作之一，它直接决定着控制模块的工作模式。按照人体 功能学角度进行类比，控制模块在整个集成电路测试仪中好比是人 体的“大脑中枢”，“神经中枢”机能运行就由通信总线负责。通 过对行业集成电路测试仪控制器模型选型进行筛选，目前主要有以 下几种，如表1所示。 以型号为J750集成电路测试仪器为例。如表1中描述，仪器 内部P C作为其系统配置中的控制器，并通过使用P C I总线取得与 上位机信息交换。当集成电路测试仪在正常运转中，系统将始终保 持通信串行总线的状态。之所以采取该种设计模式，是对设计方式 进行标准化表征，确保人机交互端操实现
便利性，同时系统在可编 程能力上也会获得较大提升。内部处理部分要实现通信速率的增强，确保计算能力满足P C I总线要求，并受P C I总线控制。控制模块以 F P G A为主要内容，上位机可以对下级硬件各寄存器实施指令性访 问。测试仪内部独立存在，而不会成为系统内其他处理器的附属。它的工作原理可以简单概括为实现系统内数据命令传递需要确保传 输总线传输至外部计算机上来。
2控制模块方案设计
2.1测试仪整机方案
基于测试仪整机方案，拟采取如图1测试仪整机系统框图。
测试仪整机可由器件接口板（D I B板）、系统计算机、测试头等 部件或者板块组成。其中，测试头内部采用标准P C I e+自定义总线，使得系统通信功能可顺畅实现。D I B板是测试头和测试件的重要连 接工具，并以测试信号为载体完成测试双方间的沟通与连接。系统 计算机能够帮助测试程序有效运转，同时也能够清晰显现出检测的
表1：集成电路测试仪控制器模型的选型及性能比较
控制器类型实时性灵活性数据管理能力数据管理能力
P C机一般强弱易
嵌入式工控机一般强弱易
粽子机
嵌入式微处理器—般较强较弱较易
F P
G A强最强最弱较难
图1：测试仪整机系统框图
最终效果，以此完成人机交互。测试头在系统中占据重要位置，是 完成测试过程的关键性存在。测试头的构造复杂，器件繁多，主要 涵盖了系统控制模块、底板等零件。
2.2硬件指标及功能要求
对于测试仪的架构与应用来说，要能够实现有内容对控制板和 系统背板这两个主体功能。控制模板在通信方面发挥着重要作用，是实现信息传输的关键性存在。实际上，控制模块主要是对上位机 和测试模块间所产生的向量联系，以此有效把握各部分性能状况。相对于测试头这•部位来说，控制模块对于整个仪器的操作具有调 整连接的功能。控制系统必须具备核心处理器来独立完成运转且具 有足够的内部存储空间，支撑其具有能力来驱动调用各测试模块。同时，控制系统需要有完备的中断响应线路。
即便在脱离上位机的 情况下控制模块仍可正常运行，且其负责的大部分工作都可正常推 进。因此，在集成电路测试控制仪控制模板设计时必须要设置对外 的访问接口。基础信号产生后，测试仪为协调整机工作所需，会产 生启动信号、校准信号等不同类型的信号源。为更好地确保安全问 题，电源和监控模块中要采取与之功能和型号相一致的零配件。2. 3测试原理
防堵风压取样器89
电子技术Electronic Technology
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering
测试向量主要包括输入和输出两种情况，是检测器件逻辑功能 的重要性指标与数据。向量存储器里会对要被测试的向量进行保存 与记录，而在这集合中的任一向量都是不同测试过程中最原始的数 据信息。当测试向量存储器中进行数据录入与存储时，测试仪会按 照波段变动以及电压情况，以管脚电路为载体将其传输到待测器件。待测器件则要以管脚中的比较电路而基础实现对数据的传递，而该 类数据则会自主判断采样时间和存储内容以相应提取。在某-时序中，系统需要实现对矢量进行逐条测试。直至最后一条系统里出现 的矢量被检测完毕后，才完成检测，这个测试过程被称为存储响应。在模块设计中待测器件的输出数据与信息的质量直接关系到整个检 测结果的正确与否。有且仅当检测数据与存储器中先期期望结果配 对正确，测试结果才正确，否则为错误。按照测试过程，测试向量 可从可测试开始时便可获得下载，并能够对结果存储器读取测试结 果。在F P G A控制系统下，可按照流水线作业模式，从读取向量、信号编码、采集数据匹对、釆集结果输入等整套测试可自动完成。3控制模块硬件设计与实现
3.1控制板与系统底板设计
按照上述控制模块结构方案的设计，由控制板和两块系统底板 共同组成测试仪器。在设计过程中所应用到的主控单元等器件要放 置于所要求位置。自定义总线拓展主要依赖于信号发生单元F P G A 所实现。所以，在控制板设计中可将其设计在系统底板当中来防止 基础信号受到板级级联时接口不利影响。
3.2通信总线设计与实现
在集成电路测试仪控制模块设计过程中，通信单元相较其他单 元复杂。通信总线设计在整机功能实现上作用巨大。通信单元设计 是要将其设置为一块子板，来确保其更加顺利地实现功能与后期调 试与更新。P F I e总线协议的转变也要借助相应的子板来实现。对 于这一设计过程的有效控制，基X I L I N X的F P G A X C7K325T的功 能来实现。S E A R A Y S L I M系列插座被直接选用在通信子板与控制 板之间，以此实现二者的交互连接。操作中，12.5G b p s传输速率 对于传输速度给出更高需求。高度设计选择在7〜15m m区间。其中 7m m的连接座，子板安装高度要保证比S O M5897模块的安装高度 要低，才可满足系统结构要求。
3.3自定义总线控制器设计与实现
自定义总线控制器通过其自身数据下发与数据读取实现从控制 模块F P G A至测试模块F P G A的通信控制。按照实际系统运行需要，数据下发需要重点完成批量操作与单端口操作两个主要环节。更进 一
步讲，批量操作主要包括两种情况，即模块内部相同或不同的数 据传递。然而在数据提取的过程中，F P G A通信数据的下发和整合 有时候会产生不一致性，二者会存在差异性，并不能一蹴而就。为 此，在设计中，设计等待和中断响应环节要重点对数据读取工作下 足功夫。
4系统调试与分析
集成电路测试仪控制模块主要包括控制板和底板两个部分。其中，两个硬件实物作为设计验证平台，集中在整个三层通信架构 的设计。系统调试分析主要通过控制模块基础功能平台测试、PCI e 总线测试、信号同步电路测试及分析等三部分展开。
4.1控制模块基础功能平台测试
控制模块设计首要任务要针对整个测试可操作的系统的硬件平 台。在可访问搭建于模块电脑的系统中，能够实现各个接口访问，从而确保整个控制模块最基本功能予以实现。总之，控制模块基础 功能平台测试是整个模块功能验证的基础。
4. 2 P C I e总线测试
自动充电电动车P C I e是集成电路测试仪控制模块中负责通信的关键组件，能 够实现对F P G A数据的传输与存储。对该板块的测试功能进行划分，主要包括以下内容：寄存器单端口写入读取测试、D M A对D D R的批
量读写测试。系统可以通过W i n D r i v e r开发工具开发P C I e总线 的计算机驱动程序对P C I e总线的访问。在测试过程中，如若P C I e 板卡不能被驱动识别或者被错误识别，此时具有驱动程序的A P I接 口就不能树立完成扫描。只有被正确识别后，P C I e设备内部寄存 器才能被初始化，软件中对应的板卡与端口才可被识别。
4.3信号同步电路测试及分析
作为集成电路系统中一项不可或缺的内容，信号同步电路在集 成电路屮发挥着作用。鉴于基础信号优劣质量对后端输出以及测试 信号的质量有着直接关系，并且会对边沿定位精度产生决定性作用。信号同步电路测试及分析主要包含时钟抖动分析、时钟同步分析等。5小结
鉴于当前集成电路参数项目日渐繁杂，对其所匹配的测试机功 能模块的需求円渐迫切。比如占空比、时间、温度频率等因素。集 成电路信号精度的提升对测试设备的测试精度方面提出更高要求。例如，对测试机的相位精度要求提升至0.25%。在不久，集成电路 将朝着高频方向迈进。它将出现更多引脚数，设计更为复杂。这一 趋势对集成电路测试系统的要求会更高。在通信架构基础上，要 出通信模式的主要瓶颈，并设计并出更为高效的设计优化方案以此 来提升整个通信架构速率，全面推进集成电路产业的健康、高效发 展。
光纤研磨机参考文献
[1] 张学洋，来启发，陆定红.集成电路芯片湿法去层技术研究[J].
测控技术，2018.
[2] 徐志君.集成电路测试技术的应用研究[J].电子测试，2018 (9).
[3] 徐琛玥.数字集成电路测试技术应用分析[J].集成电路应用，
石油测井仪器2020 (9): 8-9.
[4] 韦紫菱，常郝.超大规糢集成电路测试技术综述[J].电子世界，
2019(15).
[5] 黄林.我国集成电路测试技术现状及发展策略[J].科技资
讯，2018, 016 (020): 37-38.
[6] 王栋，张学磊.基于NI R F I D测试仪的超高频国标电子标签
随机数采集软件的设计与实现[J].中国集成电路，2018, 027 (006): 64-68.
作者简介
陆俊峰（ 1978-)，男，贵州省兴仁县人。博士研究生学历，高级 工程师，从事高性能嵌入式处理器体系结构研究，以及A S I C芯片 设计，现供职于中国电子科技集团公司第38研究所集成电路研发 中心。参与多个国家重大专项研制了多款高性能D S P处理器芯片。研究方向为嵌入式处理器设计、集成电路设计。
90
刹车马达
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议