高 艷

（蕪湖職業(yè)技術(shù)學院，安徽 蕪湖 241000）

1 引 言

2018 年4 月16 日，中興通訊的出口權(quán)限禁令，凸顯出我國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的局限與缺陷，其中集成電路產(chǎn)業(yè)是引導國民經(jīng)濟和社會發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。更是作為現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，因此開展集成電路相關(guān)產(chǎn)業(yè)研究越來越重要，芯片測試是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，通過對各種芯片測試方法的研究，對芯片進行性能評估，建立高性能DAC芯片自動化測試驗證測試平臺，掌握芯片關(guān)鍵參數(shù)測試和功能驗證是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一項重要任務(wù)。

2 LK8810S平臺簡介

LK8810S集成電路開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)平臺采用模塊化和工業(yè)化設(shè)計，由工控機、測試主機、軟件、終端接口、液晶顯示器等幾部分組合而成，利用先進的數(shù)字集成技術(shù)和測量技術(shù)，使測試系統(tǒng)更加可靠，性能更優(yōu)、維護更方便。LK8810S集成電路開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)平臺可用于測試運放IC、功放IC、電源管理IC等集成電路芯片[1]。

通過自帶的上位機軟件LK8810S 創(chuàng)建程序，比如文件名設(shè)置為“74HCDAC0808”，系統(tǒng)自動為用戶創(chuàng)建一個位于C盤下的模板程序，打開VISUAL6.0，找到文件名“74HCDAC0808.dsp”進行程序編寫并編譯，獲取動態(tài)鏈接庫文件以供上位機軟件調(diào)用，打開LK8810S測試程序，載入并選擇“*.*類型—74HCDAC0808—DEBUG—74HCDAC0808.dll”，程序載入完成。測試板做短路檢測后，接入測試系統(tǒng)外掛盒進行芯片測試。

3 數(shù)字芯片測試原理及方法介紹——以DAC0808為例

數(shù)字芯片的測試原理首先需要對測試芯片結(jié)構(gòu)性能深入理解，以數(shù)模轉(zhuǎn)換器為例說明如何進行數(shù)字芯片的測試。數(shù)模轉(zhuǎn)換器是利用反饋，將存于數(shù)字寄存器的各位數(shù)碼，控制對應(yīng)位置的模擬電子開關(guān)，通過數(shù)碼與位權(quán)求得電流值，再由運算放大器對各電流值求和，并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓值。

3.1 DAC0808引腳功能簡介

DAC0808 是實現(xiàn)8 位數(shù)模轉(zhuǎn)換功能的集成芯片，輸出是以電流形式，穩(wěn)定時間為150ns,驅(qū)動電壓±5V,33mW。TTL、DTL 和CMOS 邏輯電平相互兼容[2]，如表1所示。

表1 DAC0808引腳介紹

3.2 DAC0808芯片手冊相關(guān)參數(shù)及典型測試電路

1.ICC

電源消耗ICC是指在規(guī)定的電壓條件下電源管腳的最大電流消耗。電源靜態(tài)電源消耗測試決定器件在空閑狀態(tài)下時最大的電源消耗。具體測試條件如表2所示。

表2 DAC0808測試條件

圖1 DAC0808關(guān)鍵參數(shù)測試及功能測試電路

2.DAC0808輸出電壓V0

數(shù)模（DA）轉(zhuǎn)換輸入的數(shù)字與輸出的電壓之間有一定的轉(zhuǎn)移規(guī)律，假設(shè)輸出電壓最小值為0，那么輸出電壓最大值為基準電壓VREF，輸入的最大值由數(shù)模（DA）位數(shù)決定，假如數(shù)模（DA）位數(shù)為8 位，那么輸入最大值就是2的8次冪，對應(yīng)的輸出一個8位的DA轉(zhuǎn)換的電壓值為：

V0=VREF(A1/2+A2/4+…+A8/256)

3.DAC0808關(guān)鍵參數(shù)測試及功能測試電路

DAC0808 關(guān)鍵參數(shù)測試及功能測試電路的電路如圖1所示。

4 測試方案

4.1 DAC0808芯片的關(guān)鍵參數(shù)測試

工作電流測試時,根據(jù)測試電路進行連接設(shè)計，首先將芯片電源13 腳接平臺上虛擬繼電器1，通過控制虛擬繼電器1來控制芯片VCC和Force2的通斷；芯片電源腳14腳接繼電器1，通過控制K1來控制芯片VREF+和Force1 的通斷;芯片電源腳3 腳接繼電器2，通過控制 K2 來控制芯片 VEE和+15V 的通斷。Force2 端輸出+5V,Force1 端輸出+10V，設(shè)置輸入的高低電平VIL和VIH。設(shè)置數(shù)據(jù)管腳為全高，此時測量Forse2 端電流，如果測試的工作電流若在0mA—22mA之間則判斷為良品，否則該芯片為非良品，部分關(guān)鍵測試程序如下：

4.2 DAC0808芯片功能測試

參照DAC0808芯片數(shù)據(jù)手冊及功能說明，編寫相應(yīng)測試程序，驗證芯片邏輯功能是否與數(shù)據(jù)手冊相符。功能測試首先設(shè)置輸入、輸出管腳。芯片電源腳14接繼電器1，通過控制K1來控制芯片VREF+和Force1 的通斷；芯片電源腳3 接繼電器2，通過控制K2來控制芯片VEE和+15V的通斷；芯片電源腳13接繼電器3，通過控制K3 來控制芯片VCC和+5V 的通斷，F(xiàn)orce1 端輸出+10V；設(shè)置輸入的高低電平VIL和VIH。將輸入設(shè)置全為高電平，即DA 芯片應(yīng)輸出滿量電壓值。部分關(guān)鍵測試程序如下：

5 測試結(jié)果分析

5.1 功能驗證的理論計算

1.若A1-A8為11111111時，輸出V0=4.9609V

2.若A1-A8為10101010時，輸出V0=3.3203V

5.2 測試平臺測試結(jié)果

圖2 測試平臺顯示數(shù)據(jù)

5.3 測試結(jié)果分析比較

如表3，從測試結(jié)果分析可以得出，參數(shù)測試的引腳工作電流與芯片手冊上需要的數(shù)據(jù)一致，對各個輸入引腳進行高電平測試的結(jié)果與芯片手冊上數(shù)值有非常小的誤差，芯片功能測試結(jié)果正確，測試結(jié)果與理論分析數(shù)據(jù)基本相符合，有較小誤差，誤差來源由于測試器件和外接電路包含器件自身的精度原因造成，從數(shù)據(jù)結(jié)果表明基于該平臺測試的芯片相關(guān)參數(shù)和功能測試正確，說明用于測試的芯片完好，可以完全用于工業(yè)、實驗教學等場合使用。

表3 測試結(jié)果分析比較

6 總 結(jié)

本文針對高性能DAC 芯片性能測試技術(shù)開展研究，依據(jù)數(shù)字芯片測試原理，基于LK8810S 測試平臺，結(jié)合軟硬件設(shè)計測試方案，以DAC0808 器件測試為例，針對測試器件參數(shù)及不同輸入信號的測試，對測試結(jié)果與理論值進行對比分析，提高選擇器件精確度，提升基于LK8810S 測試系統(tǒng)的高性能芯片性能指標測試的準確性。從而可以在工業(yè)級芯片測試和集成電路產(chǎn)業(yè)教學中推廣，具有一定的借鑒作用，對相關(guān)集成電路相關(guān)芯片測試技術(shù)有一定的推動作用。