数字集成电路测试方法及相关规范概述

1.模拟集成电路的测试需求

就测试需求来说，模拟集成电路与数字集成电路不同的是，它在设计和生产中有一个特别强化的诊断过程。以芯片成品测试为例，当第一个原型（Prototype）完成后，若电路的总体性能尚未达到预期要求，常常需要辅助进行一个既复杂又费时的诊断过程，修改电路设计或参数并与生产工艺配合以满足设计要求。经过几次反复后，设计被认可并开始试生产。在生产活动前期，仍需通过持续的诊断过程修改参数以尽量提高产品合格率，一直持续到生产已经稳定并开始大批量投产。这时，诊断过程让位给常规的产品测试。

产品测试是通过测量独立地判断该电路是不是合格。诊断着眼点是将每一个故障从其他可能故障及无故障状态区分开来，而测试则仅需将合格电路从故障电路区分开。换句话说测试只是诊断的一种简化，其目标是只诊断合格电路。

诊断的重点是生产过程，在大批量投产中，当生产环节出现问题，产品合格率下降时，需迅速地插入诊断。当然，诊断的基础仍是对电路的测量以及测量结果数据的详细分析，但由于诊断的目标是生产过程而不是电路，所以诊断使用的技术也不是常规的电路诊断技术。

模拟集成电路产品测试分别在生产中的两个阶段进行，即在芯片封装前（称中测）和封装后（称成测），中测的目标是挑选出合格芯片，送去封装。封装后的成测是必需的，因为在封装过程中还将有可能导入新的故障。

2.模拟集成电路的测试方法

数字集成电路是由故障模型驱动的（Fault-Model-Driven），而模拟集成电路测试则基本上是规范驱动的（Specification-Driven），这是两种电路测试方法学上的重要区别。

数字集成电路测试方法是基于故障模型，最简单的是固定“0”和固定“1”故障，其失效机理是一个电路的端点固定为逻辑0和1。根据这个故障假设，通过模拟产生测试输入向量集和输出响应向量集，并给出故障覆盖率。如果一个测试向量集能使故障电路的模拟输出与无故障电路的输出不同，则认为该测试向量集能检测该故障。总之，数字集成电路测试技术是一个开发较好、较系统的、技术较成熟的技术。(www.xing528.com)

而模拟集成电路是尚没有被普遍接受的故障模型，因此到目前为止，模拟集成电路测试仍是规范驱动的，即在产品的中测和成测阶段，测试依据的是电路规范。以某型号运算放大器为例，比如其主要规范是：DC增益≥80dB；总谐波失真4kHz时≤0.002%，1MHz时≤0.1%；建立时间≤200ns；功耗≤2mW。

最一般的方法就是按上述规范进行测试，关于规范应有一个什么样的认识呢？模拟集成电路规范所规定的行为是一个完整的范围。根本问题是弄清这些规范是必要的还是充分的，比如输入电压范围、频率范围等，但测试时一般只选择其中的一个子集。以前述运算放大器为例，可以提出一系列问题，比如：

①为了测量电路的总谐波失真，仅选择4kHz和1MHz进行测量，是不是足够充分？

②用阶跃输入响应来测量电路的建立时间能否正确地表征其响应特性？

③当电路工作电压或环境温度发生变化时，能否确保正常的工作？

结论很可能是相反的，即不一定全部规范都是必要的。进行这样的探索是重要的，因为复杂的测量需要昂贵的测试系统，并增加总的测试开销。一般地说，对上述问题的确切回答还有一定困难，其原因之一就是模拟集成电路与最终应用目标有更为紧密的关系，而最终用户又往往必须通过实际应用来最后确定。基于此，有的专家明确提出，规范是电路设计师和最终用户之间的一份协议，“规范取决于市场”。