【22页】毕业论文_数字集成电路自动测试仪研制和设计文档全文阅读 ㊣ 精品文档 值得下载

满足学生人手台。

因此，从节约经费提高利用率的角度出发，我们采用单片机设计了集成芯片测试系统。

该课题有关的国内外研究概况和发展趋势。

集成电路测试是保证集成电路性能质量的关键手段之。

集成电路测试技术是发展集成电路产业的三大支撑技术之。

因此，集成电路测试仪或测试系统，下同作为个测试门类受到很多国家的高度重视。

年来，随着集成电路发展到第四代，集成电路测试仪也从最初测试小规模集成电路发展到测试中规模大规模和超大规模集成电路，到了八十年代，超大规模集成电路测试仪进入全盛时期。

集成电路测试仪的发展过程可以粗略地分为四个时代。

第代始于年，测试对象是小规模集成电路，可测管脚数达只。

用导线连接拨动开关按钮插件数字开关或二极管矩阵等方法，编制自动测试序列，仅仅测量外部管脚的直流参数。

第二代始于年，此时计算机的发展已达到适用于控制测试仪的程度，测试对象扩展到中规模集成电路，可测管脚数个，不但能测试的直流参数，还可用低速图形测试的逻辑功能。

这是个飞跃。

第三代始于年，这时的测量对象扩展到大规模集成电路，可测管脚数达个，最突出的进步是把功能测试图形速率提高到。

从年开始，测试对象为大规模超大规模集成电路，可测管脚剧增到个，功能测试图形速率提高到。

不但能有效地测量电路，也能有效地测量电路。

此时作为发展的半导体自动测试设备，无论其软件硬件都相当成熟。

年测试仪进入第四代，测量对象为，可测管脚数高达个，功能测试图形速率高达，测试图形深度可达以上。

测试仪的智能化水平进步提高，具备与计算机辅助设计连接能力，利用自动生成测试图形向量，并加强了数字系统与模拟系统的融合。

有些系统实现了与激光修调设备连机工作，对存储器等芯片进行修正。

从年仙童公司形成系列以来，继而形成系列的还有泰克公司的系列，泰瑞达公司的系列系列日木安藤电气的系列爱德万的系列以及美国公司的系列，都取得较好的效益。

现在，测试仪的功能测试速率已达以上，可测管脚数多达个，定时精度，测试仪的发展速度是惊人的。

我国在年代初就开始了集成电路测试仪的研制工作，年代后期国产集成电路测试仪的水平，特别是自行设计能力有较大提高，测试理论测试方法测试系统的研究试验工作受到国家重视，初步形成支科研设计制造的技术队伍。

国内研究或制造集成电路测试仪的研究所与工厂主要有中国科学院计算技术研究所半导体所北京自动测试技术研究所光华无线电仪器厂厂北京无线电仪器厂北京科力公司等。

年科学院计算技术研究所研制成功综合测试系统，功能测试速率，通道数，系统总定时精度。

年北京自动测试技术研究所研制成功存储器测试系统，功能测试速率，通道数个。

同期光华无线电仪器厂推出型集成电路自动测试仪，北京自动测试技术研究所型集成电路测试仪研制成功。

这两种采用技术的中小规模集成电路测试系统，标志着国产中小规模集成电路测试仪的技术水平进入新的发展时期和走向实用阶段。

继而北京科力公司研制和生产测试速率通道大规模数字集成电路测试系统。

此后不久，光华无线电仪器厂又研制成功功能测试速率为的位存储器测试仪，大规模测试系统获得长足的发展。

年，由北京自动测试技术研究所国营光华无线电仪器厂中科院计算技术研究所联合研制成功数字集成电路大型测试系统，测试速率，通道数个，定时精度，达到八十年代中后期国际先进水平，国产集成电路测试仪上了个新台阶。

国产集成电路测试仪虽有定的发展，但与国际水平仍存在较大差距。

市场上各种型号国产测试仪，中小规模占，只有少数采用计算机辅助测试。

大规模测试系统类大系统，由于价格可靠性实用性等因素导致没有实用化。

因此，大规模测试系统主要依靠进口解决国内的科研生产与应用测试。

集成电路测试仪按测试门类可分为数字集成电路测试仪存贮器测试仪模拟与混合信号电路测试仪，在线测试系统和验证系统等。

由于这些测试仪的测试对象测试方法以及测试内容都存在差异，因此各系统的结构配置和技术性能差别较大。

目前有两种集成电路测试系统，种是整板测试，称板级测试系统。

另种是对单个芯片测试，称芯片级测试系统。

电路板的测试可分为带微处理器的电路板的测试和不带微处理器的电路板的测试，即板和普通电路板的测试。

随着计算机和微电子技术的迅猛发展，微处理器在电子产品中得到了广泛的应用它们在提高电路板的集成度增强电路板的功能的同时，也给电路板的测试和维修带来了困难。

对于普通的测试，常用的方法有功能测试在线测试和组合测试。

但是，随着技术以及其它新的封装和制造技术在中运用，使得电路板上并非每个电路节点都是可及的，因此，无法实现完全的在线测试同时，由于器件日益复杂和集成度的不断提高，无论是功能测试还是在线测试都出现了编程和测试图形产生困难的问题。

目前，国内仪器仪表公司和科研机构研制的电路板测试仪，其对微处理仪器的测试采用存储响应法，要求测试图形量大且难度大，故障诊断率不高。

而市场上的先进的可准确检测应用微处理器的电路板的测试仪器都是国外仪器仪表公司研制生产的，价格昂贵，般在几万美元至几十万美元不等。

电路板测试仪采用的测试技术除了在线测试功能测试之外，近几年又出现了矢量测试技术边界扫描技术和非矢量测试技术。

因为带微处理器的电路板对外界来说主要是输出信号，直接从外界注入激励比较困难，另外微处理器旦发生故障，整个系统将无法运行，也就无法进行下步的测试。

所以采用通常的功能测试在线测试都难以准确定位故障源。

带微处理器电路板的大部分功能是通过微处理器的控制来实现的，因为目前大多数集成电路芯片和电路板很少考虑到边界扫描技术等可测性设计，所以采用板边界扫描测试方法也难以对其进行测试。

在这种情况下，性能测试应运而生，即对内含等的总线结构电路板，采用仿真技术进行测试。

世纪年代，国内外共出现了四种仿真测试方法，即处理器仿真测试存储器仿真测试总线周期仿真测试和存储器直接访问仿真测试简称为仿真测试。

到年代又产生了种新的通用总线仿真测试方法。

测试仪器也因测试技术的发展而不断发展和完善芯片级测试又分在线测试和离线测试。

所谓在线测试对焊接在电路板上的各芯片做逻辑测试和故障诊断而离线测试是对脱离电路板的芯片进行测试和故障判断。

随着数字集成电路的应用日趋广泛和国家对半导体行业发展的支持，国内系列系列数字集成电路设计能力得到了长足的发展。

数字集成电路的应用非常普及，常用的有系列系列等。

在调试或维修电路工作中经常需要对芯片进行测试分析。

但是，般设计公司不会去考虑生产线设备的开发，而大多数家工厂没有系统研发能力，因而国内从事集成电路后到加工的企业所用的测试设备大部分是从国外引进的。

这些设备价格昂贵，操作复杂，在定程度上增加了集成电路生产的成本。

目前，有些测试数字集成电路的测试仪，测试仪体积较大，操作麻烦，测量准确性差，测量时间长，使用起来很不方便。

集成电路的测试是件经常性的工作，在批电路里电路是好是坏从表面上是看不出来的。

如用简单办法，给电路加电源用万用表测，则是件非常麻烦的事，这不仅对技术人员的素质有很高的要求，而且故障诊断的速度慢，质量差。

因为块电路有好多脚，要按照真值表拍拍去测，是件困难的事。

对般用户而言，只需对数字电路进行功能测试，也就是只要判别其逻辑功能是否符合真值表即可阁。

本论文的研究内容本论文研究的内容为芯片级数字集成电路逻辑功能测试系统，采用功能验证测试法产生测试矢量，离线完成脚以下系列芯片测试。

本测试系统即可实现脱机工作，适应野外作业，又可连机工作，享受机提供的强大功能和友好的人机界面。

本论文首先介绍测试原理和测试基本概念，接着提出测试生成算法，构造测试系统硬件电路，用功能验证测试法建立各芯片测试数据库，最后给出程序流程图和测试程序，实现脱机工作和连机工作。

即方面单片机系统工作，通过小键盘键入芯片型号，按测试运行键后，通过查表把固化在单片机中的部分芯片测试数据库调入内部中，进行测试另方面根据芯片测试表在机上建立数据库，在环境中调用数据库，通过串行通信，把数据输入到单片机内部，进行测试。

其中，硬件电路包括机和单片机测试平台。

单片机测试平台包括中心控制单元，电源和地自动控制单元，外设单元等。

电源和地自动控制单元就是通过通过三极管控制待测芯片和引脚与电源和地线之间的接通与断开，从而实现待测芯片和引脚的自动控制。

而三极管导通与否，由和口的输出来控制。

总体方案设计及工作过程系列的芯片较常见的就有好多，不同型号的数字集成芯片其逻辑功能不同引脚排列不同甚至哪些引脚作为输入，哪些引脚作为输出都不固定，也就是说，个型号的集成芯片的其中只引脚是输入脚，而另个型号的集成芯片的同只引脚却可能是输出脚了。

所以必须要有这样的接口电路和集成芯片引脚连接的检测端口既可作为输入，又可作为输出。

单片机的端口是准双向口既可作为输入口，又可作为输出口为检测奠定了重要的基础。

检测的基本原理是根据芯片的功能引脚排列情况以及各引脚的输入输出特性，向芯片的输入引脚发送输入信号，再由芯片的输出引脚接收输出响应信号，然后从输出信号的逻辑值与正确的结果是否相符来判断芯片的好坏。

芯片检测原理芯片检测原理首先检测待测芯片是否接触良好见芯片引脚检测原理根据真值表，计算出芯片的输入输出的关系，从单片机的中取出真值表并输出到待测芯片的端口。

再通过检测芯片的输出是不是和预期的样，如果致则进行显示芯片的具体型号，如果不致则检测下组真值表。

例如的真值表计算后如下芯片左边输入值芯片右边输入值芯片左边输出值芯片右边输出值从单片机中调出，输出到芯片座左右边。

载检测输出结果是不是，依次检测所有该型号的真值表。

其中只要有个不正确就检测下组真值表，全部正确则显示该真值表对应的型号等信息。

芯片引脚检测原理单片机首先扫描待测芯片引脚是否接触良好。

过程如下芯片引脚内部都有方向二极管保护如图所示。

当选通后，芯片引脚就加上负电压，导通，电流经过芯片引脚内