數(shù)字集成電路系統(tǒng)基本構(gòu)成與測試技術(shù)研究

于維佳　秦臻　潘羽

摘要：隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，集成電路的設(shè)計和制造也變得更加復雜。目前，數(shù)字集成電路系統(tǒng)成為研究的主流，并且在很多方面都表現(xiàn)出了較大的積極作用。相對而言，數(shù)字集成電路系統(tǒng)的優(yōu)化速度較快，尤其是在基本構(gòu)成和測試技術(shù)方面，會依據(jù)實際的需求而進行優(yōu)化處理，滿足客觀工作的需求。在構(gòu)成方面，需滿足各個領(lǐng)域的要求。在測試技術(shù)方面，則要完成本質(zhì)上的進步，確保數(shù)字集成電路系統(tǒng)可達到較多的功能效果，創(chuàng)造更大的價值。文章針對數(shù)字集成電路系統(tǒng)的基本構(gòu)成、測試技術(shù)開展深入研究，健全工作體系。

關(guān)鍵詞：數(shù)字；集成電路；構(gòu)成；系統(tǒng)；測試技術(shù)

高新技術(shù)的快速發(fā)展，帶來的是產(chǎn)品質(zhì)量的提升和成本的降低。對于現(xiàn)階段的工作而言，測試的具體流程、測試的具體方法，都對產(chǎn)品的質(zhì)量和成本產(chǎn)生了較大的影響。數(shù)字集成電路系統(tǒng)作為現(xiàn)階段的主流系統(tǒng)，其基本的構(gòu)成涉及功能的實現(xiàn)，其測試技術(shù)的進步涉及產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為此，在分析數(shù)字集成電路系統(tǒng)的過程中，需要在不同的模塊，投入相應(yīng)的時間和精力，完成系統(tǒng)的階段性進步。在此，本文主要對數(shù)字集成電路系統(tǒng)的基本構(gòu)成與測試技術(shù)展開討論。

1數(shù)字集成電路系統(tǒng)基本構(gòu)成

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在目前的應(yīng)用是比較廣泛的，其在很多方面都具有較大的積極作用。隨著時間的推移，現(xiàn)有的數(shù)字集成電路系統(tǒng)，集合了過去的很多優(yōu)點，在多方面均表現(xiàn)出了較大的積極作用。從構(gòu)成來看，數(shù)字集成電路系統(tǒng)主要是將元器件以及連線，有效地集成于同一個半導體的芯片之上，從而完成的數(shù)字邏輯電路或者系統(tǒng)。在劃分數(shù)字集成電路系統(tǒng)的過程中，可根據(jù)數(shù)字集成電路中，包含的具體門電路、具體的器件數(shù)量，劃分為小規(guī)模的集成電路、中規(guī)模的集成電路、大規(guī)模的集成電路等。

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在組成方面主要包括2個內(nèi)容，分別為組合邏輯和寄存器（觸發(fā)器）。組合邏輯經(jīng)過分析后，發(fā)現(xiàn)其是由基本門組成的一系列函數(shù)，在輸出的工作中，僅僅與當前的輸入具有密切的關(guān)聯(lián)。倘若表現(xiàn)為組合邏輯，那么在運行的過程中，就只能完成邏輯的運算。在時序電路方面，除了包含基本門之外，還包含存儲元件用例，保存過去的信息。因此，時序電路的穩(wěn)態(tài)輸出，不僅僅與當前的輸入具有密切的關(guān)系，同時還與過去的輸入所形成的狀態(tài)具有比較密切的關(guān)系。在時序電路方面，其在有效完成邏輯運算的同時，還可以將具體的處理結(jié)果進行暫時的存儲，以此對下一次的運算提供便利。

2數(shù)字集成電路系統(tǒng)測試技術(shù)

對于數(shù)字集成電路系統(tǒng)而言，其在目前的發(fā)展中，除了基本構(gòu)成不斷豐富外，測試技術(shù)也在很大程度上取得了提升。目前，數(shù)字集成電路系統(tǒng)的測試技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，不僅獲得了較多的數(shù)據(jù)和資料，同時在多方面實現(xiàn)了數(shù)字系統(tǒng)本身的進步。

2.1功能測試

在數(shù)字集成電路系統(tǒng)的測試技術(shù)當中，功能測試是比較重要的組成部分，其在很多方面都具有較大的積極作用。從客觀的角度來分析，功能測試的實施，其目的在于驗證電路的設(shè)計和使用是否完成了預(yù)期的效果。功能測試在開展時，其基本過程如下：（1）從輸入端施加若干的激勵信號，也就是常說的測試圖形。（2）在操作當中，需要按照電路規(guī)定的具體頻率，有效地施加到被測試的器件當中，這一操作需要仔細進行，避免出現(xiàn)任何形式上的紕漏。（3）要根據(jù)兩者的相同情況、差異情況等，對具體的數(shù)據(jù)和信息進行分析，以此來更好地判定電路功能是否達到了正常的狀態(tài)。

測試圖形在應(yīng)用過程中是檢驗器件功能的重要途徑，獲得了業(yè)內(nèi)的高度認可。從理論上來分析，一個比較好的測試圖形，本身所具有的特點是非常突出的：（1）測試圖形必須具有較高的故障覆蓋率，這樣才能更好地測試不同類型的故障。（2）測試圖形必須具有較短的測試時間。以往的測試花費大量的精力和時間，得到的結(jié)果卻不精確。因此，針對測試圖形的測試時間，要求是比較嚴格的。（3）測試圖形必須針對被測器件的故障、工藝缺陷進行檢測，提高被測器件的功能測試準確度。

由此可見，在功能測試過程中，測試電路的具體質(zhì)量，會與測試矢量的精度具有比較密切的關(guān)系。例如，組合電路測試生成算法，其主要包括窮舉法、代數(shù)法等等。可根據(jù)實際的需求，選擇合理的方法來完成。

2.2直流參數(shù)的測試

數(shù)字集成電路系統(tǒng)的測試技術(shù)還能夠針對較多的重要指標，完成相應(yīng)的測試工作。直流參數(shù)的測試是目前比較關(guān)注的問題。從測試技術(shù)的角度來分析，直流測試是用來確定器件點參數(shù)的穩(wěn)態(tài)，確保器件可以更加穩(wěn)定的運行。從方法上來分析，直流參數(shù)的測試方法比較多樣化，目前常用的包括接觸測試、漏電電流測試、轉(zhuǎn)換電平測試等。

接觸測試在應(yīng)用過程中，雖然操作比較簡單，但需要在細節(jié)上有所把握。例如，該測試在具體的應(yīng)用當中，需要充分的保證測試的接口與器件可以正常的連接。同時，在測量輸入和輸出方面，應(yīng)根據(jù)管腳保護二極管的具體壓降情況，觀察連接性是否達到了標準的要求。如果要求未滿足，則要重新連接。

漏電測試是一種比較特殊的測試方法，其在應(yīng)用過程中表現(xiàn)出了很大的優(yōu)異性。在實際的工作當中，漏電流的出現(xiàn)，主要是由于器件內(nèi)部和輸入管腳之間出現(xiàn)了問題，多數(shù)情況下，二者的絕緣氧化膜在生產(chǎn)過程中，表現(xiàn)為特別薄的狀態(tài)，進而引起了類似短路的情況。最終，導致電流通過，形成漏電流。漏電測試的方法會針對該項參數(shù)的具體測試，以此來更好地對器件輸入、輸出的負載特性進行較好的分析，實現(xiàn)從源頭測試。

轉(zhuǎn)換電平測試在目前的應(yīng)用中，隸屬于針對性較強的一類測試方法。轉(zhuǎn)換電平測試在應(yīng)用當中，會通過反復的運行功能測試的方法，針對導致功能測試失效的臨界電壓值進行測試和分析，確定轉(zhuǎn)換電平。從技術(shù)上來分析，轉(zhuǎn)換電平測試的應(yīng)用，在很多方面都充分反映了器件抗噪聲的能力水平，是一項非常重要的測試技術(shù)。

2.3交流參數(shù)的測試

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在現(xiàn)階段的研究中，獲得了很多的積極成果，將成果廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)了測試技術(shù)的較大提升。交流參數(shù)的測試，是數(shù)字集成電路系統(tǒng)測試技術(shù)的重點表現(xiàn)，其在很多方面都是非常重要的一項指標。

從具體的測試層面來分析，交流參數(shù)的測試工作主要是測量器件晶體管轉(zhuǎn)換狀態(tài)時所表現(xiàn)出的時序關(guān)系。執(zhí)行該項測試的目的在于，確保器件能夠在規(guī)定的時間內(nèi)發(fā)生正常的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。操作過程中，比較常用的交流測試方法、包括傳輸延時測試的方法、建立和保持時間測試的方法等。

3測試技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在基本構(gòu)成獲得不斷的深化后，測試技術(shù)也獲得了較大的提升。二者互相輔助造成了良性循環(huán)，并且創(chuàng)造出了較大的價值。相對而言，測試技術(shù)在獲得了深化后，應(yīng)在具體的應(yīng)用上作出足夠的努力，僅僅在理論上進行研究，并不能創(chuàng)造太多的價值。我國目前對技術(shù)的研究是非常重視的，很多工作都達到了較為重要的階段。數(shù)字集成電路系統(tǒng)測試技術(shù)作為影響多領(lǐng)域發(fā)展的重點技術(shù)，必須得到廣泛的應(yīng)用。

例如，現(xiàn)在使用的泰瑞達（Teradyne）公司生產(chǎn)的J750，HILEVEL生產(chǎn)的ETS770。這些都是非常先進的半導體自動測試系統(tǒng)。其中泰瑞達可為半導體電路提供測試解決方案，它擁有模擬、混合信號、存儲器及VLSI器件測試所有領(lǐng)域的測試設(shè)備。并且該機器是低成本高性能并行測試機，采用windows操作系統(tǒng)，人機界面友好、簡單；基于板卡的硬件架構(gòu)，維護性好；配上MSO，基本能滿足SoC的測試需求，有著較高的測試性價比。而HILEVEL生產(chǎn)的ETS770的優(yōu)點是器件可以通過測試小板很方便地與測試系統(tǒng)相連，并且可以實現(xiàn)對芯片進行快速的邏輯功能驗證，測試編程界面全為窗口式，快速簡捷，易于掌握。總之，每個測試系統(tǒng)都有各自的硬件配置和程序開發(fā)環(huán)境，需要測試工程師根據(jù)每個測試器件的邏輯結(jié)構(gòu)和電特性制定合理的測試流程，最大限度地發(fā)揮每個測試系統(tǒng)的資源優(yōu)勢。

由此可見，數(shù)字集成電路系統(tǒng)測試技術(shù)在應(yīng)用層面，表現(xiàn)出了較大的積極作用，總體上創(chuàng)造出的價值是非常值得肯定的。今后，應(yīng)該在多方面針對數(shù)字集成電路系統(tǒng)的基本構(gòu)成，針對測試技術(shù)，開展深入的研究。一方面要不斷地健全數(shù)字集成電路系統(tǒng)的基本組成，豐富內(nèi)容；另7y面需健全測試技術(shù)體系，從多個方面來提高技術(shù)的功能性和可操作性。

4結(jié)語

本文對數(shù)字集成電路系統(tǒng)基本構(gòu)成與測試技術(shù)展開討論，從現(xiàn)有的工作成果來看，數(shù)字集成電路系統(tǒng)還是值得肯定的。無論是在基本構(gòu)成方面，還是在測試技術(shù)方面，數(shù)字集成電路系統(tǒng)都獲得了較大的進步，為國家建設(shè)提供了較大的幫助。今后，需要對數(shù)字集成電路系統(tǒng)進行拓展研究，與其他的領(lǐng)域進行密切結(jié)合，在多個內(nèi)容方面進行深化，完成系統(tǒng)本身的較大進步。