智能芯片测试系统的开发与设计副本综述.docx

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智能芯片测试系统的开发与设计副本综述

智能芯片测试系统的开发与设计

摘要

随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，智能芯片测试系统的应用越来越广泛。

测试过程应用于智能芯片的制造过程，其主要目的都是为智能芯片质量与可靠性提供一种度量。

本文介绍了智能芯片测试的重要地位，分析了芯片测试系统的发展和现状，提出了相应的设计方案。

系统选择美国NI公司的数据采集卡（NI-DAQ）PCI-6221对待测参数进行采集，应用LabVIEW编程语言对该测试系统的控制部分以及结果比对部分进行了设计，最终实现了一个闭环的测试系统的设计并给出测试结果，主要用D/A芯片来实现设计。

与传统的测试方法相比，设计更开放与灵活，便于修改，成功的实现了数字端口的控制，模拟量的采集以及结果的比对与显示。

关键字：

虚拟仪器，LabVIEW，数据采集

Abstract

Withtherapiddevelopmentofthecomputertechnologyandmicroelectronicstechnology,Smartchip-testingsystemsareusedmorewidely.Thetestingprocessareusedinsmartchipprocess,Mainpurposeistoprovideameasureforsmartchipqualityandreliability.

Thearticleintroducestheimportantroleofthesmartmicrochiptestingandanalyzesthechiptestsystemdevelopmentandsituation.Italsoputsforwardthecorrespondingdesignscheme.

ThesystemusesdataacquisitioncardtocollectthemeasuringparametersandchooseAmericaNIcompany’sdatacollectioncard（DAQ）MseriesNI-models:

PCI6221

foracquisitionsignalequipment,appliestheLabVIEWprogrammingsoftwareforthetestsystemsoftwareparts,thecontrolpartsandtheresult.TheLabVIEWrealizesthedesignofclosedlooptestingsystemandgivesouttheresults,MainlyuseD/Achiptoimplementthedesign.

Comparedwiththetraditionaltestmethods,itismoreopenandflexible,easytomodify.Itmakesthedesignofdigitalcontrolports,analogcaptureandcompareanddisplaytheresultssucceed.

Keywords:

virtualinstrument，LabVIEWElectromagneticinterference，Dataacquisition.

目录

第一章前沿································································1

1.1课题背景及研究意义················································1

1.1.1现代工业生产的热点研究···········································1

1.1.2测试系统设计技术的产生···········································2

1.2研究意义···························································2

1.3D/A芯片测试方法发展现状·········································3

1.4课题研究内容和研究方法···········································3

第二章总体方案设计·······················································5

2.1选用的D/A芯片测试技术的设计·····································7

2.2数据采集系统的介绍················································9

2.2.1数据采集卡的功能·················································9

2.2.2数据采集系统的基本构成···········································10

2.2.3信号调理·························································13

2.2.4数据采集过程·····················································14

第三章D/A芯片测试及数据采集调试·······································16

3.1静态参数测试部分···················································16

3.1.1静态参数测试功能··················································16

3.1.2静态参数输出控制部分的设计········································16

3.1.3静态参数数据采集部分的设计········································21

3.1.4静态数据采集的系统调试············································25

3.2动态参数测试部分····················································26

3.2.1动态参数测试功能··················································26

3.2.2动态数据输出控制部分和动态数据采集部分设计························26

3.2.3动态数据采集的系统调试···········································36

第四章总结与展望·························································38

4.1总结································································38

4.2展望································································39

参考文献·································································40

致谢·····································································41

第一章前言

1.1课题背景及研究意义

1.1.1现代工业生产的热点研究

在科学技术日益发展的今天，现代工业企业要取得成功的关键因素之一就是产品合格的质量；在军事领域里面，要求武器装备要有更高的可靠性，保障性和可维修性。

另一方面，由于现代工业及科技的迅速发展，自动化程度也越来越高，设备的结构变得越来越复杂，不仅仅同一设备的不同部分之间相互关联，紧密耦合，而且不同设备之间也存在着紧密联系，在运行过程中形成了一个不可分割的整体。

因此，如果设备某一部分发生了故障，就可能引起一系列连锁反应，导致整个设备不能正常运行，轻者造成停机，停产，重则产生严重的甚至灾难性的人员伤亡。

最典型的由于设备运行出现的故障而引起的灾难有：

1986年4月，前苏联切尔诺贝利核电站放射性泄漏事故，损失达到30亿美元，核污染波及周边各国。

2003年2月载有7名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机，在结束了为期16天的太空任务之后，返回地球时，在着陆前发生意外故障，航天飞机全部解体坠毁，不仅造成巨大的经济损失，而且使人类探索太空的航天遭到重大影响。

因此，如何检测系统并且让它正常的运行已成为一个十分重要的问题。

故障检测技术在现代工业生产和国防建设中起到了极为重要的作用，并且已经成为科学界的热点研究之一。

它是一门在近40年终发展起来的，为了更好地适应各种工程而形成的多学科交叉的综合学科，其研究的领域涉及到多门学科的理论，如数理统计、模糊集理论、可靠性理论、信息处理、模式识别、人工智能等学科的理论。

当系统发生故障时，系统中的一部分会表现出与物理量的正常状态不同的特性，这种差异性包含有丰富的故障信息，根据故障的特征描述，利用它来进行故障的检测分离及辨识就是故障诊断的任务和目的。

1.1.2测试系统设计技术的产生

测试过程应用于半导体产品的制造过程，不论这种产品的形式是单个管芯还是封装好的成品元件，其主要目的都是为半导体成品质量与可靠性提供一种度量。

因此，测试对于确保集成电路产品的质量是必不可少的。

测试技术过程如图1-1图所示：

图1-1测试技术过程

测试的目的是为了检验制造后的产品是否有故障。

要测试电路，首先需要建立故障模型。

对于数字电路而言，故障是有问题的电路在逻辑级的描述。

故障模型有两种：

描述影响元器件简介链接的故障模型和描述可能改变元器件真值表的故障模型。

在确认故障模型后，可以生成针对被测电路的所有要检测的故障的列表。

然后进行故障模拟，常用于故障模拟的算法有：

串行故障模拟、并行故障模拟、推演故障模拟等。

这个过程是将故障列表中的故障加入到电路描述中，并施加测试向量，分析和比较被测电路的输出响应和理想响应，就可以测试给定的故障出现的条件并生成测试向量集。

1.2研究意义

随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，大规模和超大规模集成电路的应用越来越普及，测试费用在集成电路制造生产和检修过程中所占的比例已经越来越高，研究适合现代电子设备的故障诊断系统就具有深远的现实意义。

数字芯片测试系统是整个测试仪中一个非常重要的组成模块，本论文介绍了系统测试仪中芯片测试系统的设计和实现，包括数模转换原理，数据采集卡的使用，LabVIEW编程语言的运用等。

随着深亚微米技术的应用，芯片规模不断增加，使得测试成为VLSI设计费用中最高，难度最大的一个环节。

据报道，测试费用可占到芯片制造成本的50%以上，为了提高测试效率，近十年来，测试方法学的研究日益受到重视。

在集成电路产品开发的整个流程中，可测试性设计对于提高产品可靠性和成品率是不可忽略的。

因此，正确的设计并不能