当执行功能测试的时候，测试系统把输入波形 施加给待测器件，并一个周期一个周期，一个管脚 一个管脚地监控输出数据。如果有任何的输出数据 不符合预期的逻辑状态，电压或者时序，该功能测 试结果为失效器件。
到现在我们讨论了相对简单的存储器和数字芯 片测试的基本测试技术。在此文接下来的两章里， 我们将讨论测试更为复杂的混合信号和射频／无线芯 片的独特要求。
ST IC 封装测试技术 Package & Test Technology
ＩＣ 测试原理 － 存储器和逻辑芯片的测试
许伟达
（科利登系统有限公司）
１ 存储器芯片测试
存储器芯片是在特定条件下用来存储数字信息 的芯片。存储的信息可以是操作代码，数据文件或 者是二者的结合。根据特性的不同，存储器可以分 为以下几类，如表 １ 所示。
目 的 ：检查所有的地址解码错误。它的缺点 是它的运行时间太长。假设读写周期为 ５００ｎｓ，对
May 2006
IC ST 封装测试技术 Package & Test Technology
一个 ４Ｋ 的 ＲＡＭ 进行行走（ｗａｌｋｉｎｇ）图形测试就 需要 １６秒的测试时间。如果知道存储器的结构，我 们可以只进行行或者列的行走（ｗａｌｋｉｎｇ）图形测 试以减少测试时间。
①行地址和列地址在相同的地址线上输入（行 列地址复用）。他们分别通过 Ｒ Ａ Ｓ 和 Ｃ Ａ Ｓ 信号来 锁存。
②需要在固定的时间间隔内对芯片进行刷新。 ③ Ｄ Ｒ Ａ Ｍ 能够进行页操作。因此需要保持行 地 址 不 变 而 改 变 列 地 址 （ 或 者 相 反 ）。
６ 逻辑器件测试介绍
逻辑芯片功能测试用于保证被测器件能够正确 完成其预期的功能。为了达到这个目的，必须先创 建测试向量或者真值表，用于检测被测器件的内部 故障。按故障覆盖率设计的真值表只能检测覆盖的 故障。测试向量与测试时序结合在一起组成了逻辑 器件功能测试的核心。
７ 测试向量
测试向量－也称作测试图形或者真值表－由输入
Semiconductor Technology Vol. 31 No. 5 351
ST IC 封装测试技术 Package件的逻辑功能。输入 和输出状态是由字符来表示的，通常 １／０ 用来表示 输入状态，Ｌ／Ｈ／Ｚ 用来表示输出状态，Ｘ 用来表示 没有输入也不比较输出的状态。事实上可以用任何 一套字符来表示真值表，只要测试系统能够正确解 释和执行每个字符相应的功能。
表 １ 存储器的种类与特性
存储器的种类
特性
闪存（Ｆｌａｓｈ）
低成本，高密度，速度快；低功
耗，高可靠性
只读存储器（ＲＯＭ）
成熟的技术，高密度，可靠的，
低成本；写入速度慢，适用于固
定代码存储的批量产品
静态随机读取存储器 速 度 最 快 ， 高 功 耗 ， 低 密 度 ；
（ＳＲＡＭ）
较低的密度关系使其生产成本上升
352 半导体技术第 ３ １ 卷第 ５ 期
·测试频率（测试使用的周期） ·输入信号时序（时钟 ／ 建立时间 ／ 保持时间 ／
控制）
·输入信号格式（输入信号的波形） ·输出时序（在周期内何时对输出进行采样） ·向量序列（向量文件内的开始 ／ 停止点）
上述的这些列表说明了功能测试会占用测试系 统的大部分资源。功能测试主要由两大块组成，一 是测试向量文件，另外一块是包含测试指令的主测 试程序。测试向量代表了测试待测器件所需的输入 输出逻辑状态。主测试程序包含了保证测试仪硬件 能产生必要的电压，波形和时序等所必需的信息， 如图 １ 所示。
测试向量序列，除了待测器件的输入输出数 据，还可能包含测试系统的一些运作指令。比如， 时序的实时变换意味着以一个又一个向量之间的时 间值或信号的格式发生变化了。输入驱动器可能需 要被打开或者关闭，输出比较器也可能需要选择性 地在周期之间开关。许多测试系统还支持像跳转， 循环，向量重复，子程序等微操作指令。不同的 测试仪，其测试仪指令的表示方式可能会不一样， 这也是当把测试程序从一个测试平台转移到另一个 测试平台时需要做向量转换的原因之一。
目 的 ：这是功能测试，地址解码和单元干扰 的一个最基本最简单的测试向量。它还能检查连续 地址错误或者干扰错误，也通常用它作为存取时间 的测量。
行进（Ｍａｒｃｈｉｎｇ）测试图形：共含 ５ｎ 个图 形内容
执行方式：先对所有单元写 ０．读取第一个单 元，再对第一个单元写 １。再读取第二个单元，再 对第二个单元写 １ ，依此类推，直到最后一个单 元。最后再重复上述操作，只是写入数据相反。
力矩小，所以器件不易受到损伤；对于管脚为 ４０
以下的 ＤＩＰ 器件，虽 Ｌ－Ｌ１ 较大，但因受到的力比 较小，所以受到力矩也就不大，器件就不容易受到
损伤而发生漏气等现象。
４ 结论
综上所述，埋沙法和磁贴法是恒定加速度试验 的两种重要的方法，当 ＤＩＰ 器件的管脚数比较少， 有各种方向要求时，采用埋沙法比较好，它不仅可
目 的 ：这是功能测试，地址解码和单元干扰 的一个最基本最简单的测试向量。它还能检查连续 地址错误或者干扰错误，也通常用它作为存取时间 的测量。
行走（Ｗａｌｋｉｎｇ）测试图形：共含 ２ｎ＾２ 个图 形内容
执行方式：先对所有单元写 ０，再读取所有单 元。接下来对第一个单元写 １，读取所有单元，读 完之后把第一个单元写回 ０。再对第二个单元写 １， 读取所有单元，读 完 之 后 把 第 二 个 单 元 写 回 ０。 继 续用“１ ”走 遍 整 个 存 储 单 元 ， 然后全写“１ ”， 用“０ ”走遍整个存储单元。
Ｇａｌｌｏｐｉｎｇ 写入恢复测试图形：共含 １２ｎ＾２ 个图形内容
执行方式：对所有单元写 ０。再对第一个单元 写 １ （ 基 本 单 元 ），读 取 第 二 个 单 元 ， 然 后 返 回 来读取第一个单元。再对第二个单元写 ０，读第二 个单元。接下来再在其它所有单元和基本单元之间 重复这个操作。等第一个单元作为基本单元的操作 完成之后，再把第二个单元作为基本单元，再作同 样的操作。依此类推，直到所有单元都被当过基本 单元。最后，再重复上述过程，但写入数据相反。
刷新时间（Ｒｅｆｒｅｓｈ Ｔｉｍｅ） ：存储器刷新前的最
350 半导体技术第 ３ １ 卷第 ５ 期
大允许时间间隔。 建立时间（Ｓｅｔｕｐ Ｔｉｍｅ） ：输入数据电平在锁存
时钟之前必须稳定保持的时间间隔。 速度（Ｓｐｅｅｄ）：功能速度测试是通过重复地进
行功能测试，同时改变芯片测试的周期或频率来完 成的。测试的周期通常使用二进制搜索的办法来进 行改变。这些测试能够测出芯片的最快运行速度。
到损伤；对于管脚为 ４０ 以上的 ＤＩＰ 器件，因 Ｌ－Ｌ１ 较大，所以力矩就相对变大，器件就容易受到损
伤，而发生漏气等现象。③ 有保护材料的磁贴法
对于 ＰＧＡ、分立器件和管脚为 ２０ 以下的 ＤＩＰ 器件，
因器件长度 Ｌ 与盖板长度 Ｌ 之差即 Ｌ－Ｌ 较小，并
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且受到的力也变小，所以从式⑸可知，器件受到的
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从试验结果来看，① 磁贴法对于所有类型器
件，因受到的磁力要小，所以盖板就不易因外力作
用而发生变形现象。② 无保护材料的磁贴法对于
ＰＧＡ、分立器件和管脚为 ２０ 以下的 ＤＩＰ 器件，因
器件长度 Ｌ 与盖板长度 Ｌ１ 之差即 Ｌ－Ｌ１ 较小，从式 （４ ）可知，器件受到的力矩小，所以器件不易受
８ 测试资源的消耗值
当开发一个功能测试时，待测器件各方面的性 能与功能都要考虑到。以下这些参数都要仔细地进 行测试：
·Ｖ Ｄ Ｄ Ｍ ｉ ｎ ／ Ｍ ａ ｘ （ 待 测 器 件 电 源 电 压 ） ·ＶＩＬ／ＶＩＨ （ 输入电平） ·Ｖ Ｏ Ｌ ／ Ｖ Ｏ Ｈ （ 输 出 电 平 ） ·ＩＯＬ／ＩＯＨ （ 输出负载电流） ·ＶＲＥＦ （ＩＯＬ／ＩＯＨ 转换电平值）
执行方式：对所有单元写“１”再读取验证所 有单元。对所有单元写“０”再读取验证所有单元。
目 的 ：检查存储单元短路或者开路错误。也 能检查相邻单元短路的问题。
棋盘格（ Ｃ ｈ ｅ ｃ ｋ ｅ ｒ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ） 测试图形： 共含 ４ ｎ 个图形内容
执行方式：先运行 ０－１ 棋盘格向量，也就是第 一个单元写 １，第二个单元写 ０，第三个单元再写 １，依此类推，直到最后一个单元，接下来再读取 并验证所有单元。再运行一个 １－０ 棋盘格向量，就 是对所有单元写入跟 ０－１ 棋盘格完全相反的数据， 再读取并验证所有单元。
参考文献：
Ｍａｒｋ Ｂｕｒｎｓ， Ｇｏｒｄｏｎ Ｗ． Ｒｏｂｅｒｔｓ Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｍｉｘｅｄ－Ｓｉｇｎａｌ ＩＣ Ｔｅｓｔ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓｏｆｔ Ｔｅｓｔ Ｉｎｃ． Ｔｈｅ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｍｅｍｏｒｙ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ
比较复杂的芯片，其测试向量一般是由芯片设 计过程中的仿真数据提取而来。仿真数据需要重新 整理以满足目标测试系统的格式，同时还需要做一 些处理以保证正确的运行。通常测试向量是由上百 万行的独立向量构成的。测试向量或者仿真数据可 以由设计工程师，测试工程师或者仿真工程师来完 成，但是要保证成功的向量生成，都必须对芯片本 身和测试系统有非常全面地了解。
写入恢复时间（Ｗｒｉｔｅ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｔｉｍｅ） ：一个 存储单元在写入操作之后到能正确读取之前这中间 必须等待的时间。
锁存时间（Ｈｏｌｄ Ｔｉｍｅ） ：输入数据电平在锁存 输入时钟之后必须保持的时间间隔。
数据保存时间（Ｐａｕｓｅ Ｔｅｓｔ ）： 存储器单元 能保持它们状态的时间，也是存储器内容能保持时 间的测试。
读取时间（Ａｃｃｅｓｓ ｔｉｍｅ）：通常是指在读使能， 芯片被选中或地址改变到输出端输出新数据的所需 的时间。读取时间取决于存取单元排列次序。
３ 存储器芯片所需的功能测试
存储器芯片必须经过许多必要的测试以保证其 功能正确。这些测试主要用来确保芯片不包含以下 任何一种类型的错误：