数字电子电路测试技术

张鹏涛 宋会良 李京华

摘要 近年来我国的科学技术得到了一定程度的发展，使得芯片的体积也变得越来越小，内部数字电子电路的设计也变得越来越复杂，给予数字电子电路的测试工作也带来了一定的难度。借助于一种安全可靠的测试模式，还能够促进我国的数字电子电路行业得到更进一步的发展，并对于产品质量的提升有着一定的积极意义。本文主要就数字电子电路的测试技术进行了深入的探究与分析。

[关键词]数字电子电路 测试技术

近年來我国的数字电子电路技术得到了迅速的发展，而集成电路工艺技术跟器件物理也都会围绕着“等比例缩小”的趋势来进行发展，并且取得了良好的发展效果。此外随着我国微电子行业的迅速发展，使得电子电路的复杂程度以及精密程度都得到了一定程度的提升，任何一些微小的缺陷也都会直接导致芯片的效果无法得到正常的发挥。在这一基础上也就需要相关技术人员能够不断加强对数字电子电路测试技术的研究力度，并需要对传统的测试方法进行不断的优化与完善，只有这样才能够保障数字产品的应用性能，并促进我国的数字电子产品行业得到更进一步的发展。

1 数字电子电路测试技术的应用重要性简析

近年来我国的集成电路行业得到了迅速的发展，其特征尺寸也得到了一定程度的降低，现阶段也进入到了深亚微米阶段。在这一发展形势下，也就使得单一的集成电路芯片上面能够进行上亿个晶体管以及上千万逻辑门的有效集成，并导致了传统的测量模式难以对现阶段的集成电路取得良好的测试结构。为了保障数字产品的应用合格率，还需要在生产出IC之后对其采取及时有效的测试，而只有将整个测试环节贯穿到IC设计、生产跟应用的全过程中，才能够获得一个良好的测试效果，对于相关电子产品的应用质量也能够起到良好的宝航效果。

随着超大规模集成电路的出现，使得芯片内的晶体管数量也得到了大幅度的增加，给予其测试工作也造成了非常大的困难，并使得IC测试过程中所需要消耗的成本得到有效的提升，并占据了整个IC生产过程的80%左右。因此说如何进行安全可靠测试方法的研究，也就具备有非常重要的应用价值。现阶段的集成电路可以根据功能与结构的不同而分为模拟集成电路跟数字集成电路两大类，而后者的主要作用在于对离散值信号的电路来进行有效的传递以及处理，对于我国电子行业的进一步发展也具备有积极的促进意义。而在进行数字系统的测试过程中，主要测试内容需要包含有数字系统功能、逻辑关系以及时序关系这三个方面。

在具体的测试过程中主要是对被测电路进行测试激励的外加，然后激活故障，借助于外部端口对故障的具体响应过程来进行观察。只有对所有的输入激励都能够让电路的输出端作出正确的响应，该CUT才能够被认为是无故障的电路，如果在某一输入激励之后导致该电路出现了错误的相应，可以直接将该CUT认定为故障电路。一般情况下的测量向量多指的是故障电路跟无故障电路产生不同输出响应后的输入组合。

2 数字电子电路测试

2.1 进行数字电子电路的测试目的以及作用

某一系统或者VLSI设备在自身的设计、加工以及装运等环节之中都有可能导致出现一些故障问题，并导致产品存在有质量问题。对于电子数字产品的生产商而言，进行测试的目的在于对导致该类型产品出现缺陷的原因尽早的获取，从而进行产品的有效改进，只有这样才能够避免用户们购买到废品或者次品，并使得该企业的社会声誉得到有效的提升与保障。此外在具体的生产过程中，如果不合格产品的数量过多，这些产品的制作成本也需要分担到那些合格产品之上，这也就容易导致该企业的生产成本得到一定程度的提升。因此说通过合理科学的测试方法来对产品是否合格进行有效的测试，其对于该企业的经济效益以及社会效益的提升也有着非常重要的意义。就电力产品的用户们而言，部分芯片还需要在一些精密的仪器上面来进行使用，这也就要求用户们去定期进行数字产品的测试以及维护工作，只有这样才能够充分保障该系统的运行可靠性以及运行安全性。近年来我国的电路集成技术得到了迅速的发展，对于芯片等电子产品的质量也就提出了更高的要求，而任何小的故障也都有可能直接影响到整个系统的正常运行，并会给予用户造成严重的损失，因此说对数字电子电路进行定期的检测工作有着非常重要的应用价值。

2.2 测试类型

2.2.1 设计验证

当新产品被试制出来之后，还需要对该产品进行必要的检测处理，以保障该产品能够在规定的环境跟工作条件下能够充分发挥出自身的预期功能，各项性能指标也能够充分满足用户们的实际需求。在完成产品的测试工作之后，要求测试人员在结合了具体结果的基础上进行产品使用性能的合理评估，这样也就能够对部分产品出现失效的原因进行有效的分析与了解，并能够再次基础上完成产品的改进以及优化工作。只有在完成了产品的完善工作之后，才能够将其大量投入到生产之中，并借此来获得一个良好的产品生产效果。

2.2.2 生产测试

一般情况下的生产测试主要指的是产品投产之后，在生产线上面所进行的一系列测试工作。进行生产测试的目的在于保障出厂产品的质量合格性，对于提升制造企业的社会声誉也有着一定的促进意义。通过生产测试的模式来进行不合格产品的适度挑选，然后借助于故障诊断的模式来找出产品出现缺陷的原因，从而为生产工艺的进一步优化与改善提供足够多的数据支撑，并使得产品的生产质量得到有效提升。

2.2.3 可靠性测试

部分产品在通过了生产测试之后，其在工作了几小时或者几天之后还有可能出现一些运行故障，并直接威胁到产品的使用可靠性以及安全性。这也就需要厂家能够做好产品的可靠性测试工作，具体的测试内容包含有产品在规定条件下的应用安全性以及使用寿命等等。在对产品进行可靠性测试的过程中，还能够通过提升测试应用时间、升高产品运行环境温度以及调高供电电压等诸多模式，来进行性能不稳定的IC产品的提前挑选工作，并能够使得产品的返修率得到大幅度的降低。

2.2.4 成品检测

在将所购买到的元件集成在系统之前，还要求用户以及系统的制造商们进行相应的成本检测工作，然后在保障器件运行良好无缺陷的基础上才能够将其放入到系统之中，这样也能够有效的减少后期的檢修成本，从而帮助该企业获取到良好的经济效益。一般在进行成品检测的过程中，还需要根据工作条件的差异性进行在线测试跟离线测试两种测试方法的合理选择。其中在线测试主要值得是IC系统在正常工作状态下所进行的一系列测试内容，而离线测试则是通过专用的测试设备来对非正常运行状态下的产品进行检测。

2.3 故障类型简析

2.3.1 固定型故障

固定型故障作为近年来比较成功而且应用最为广泛的一种逻辑故障模型，在该故障类型中，电路内部信号线的逻辑状态处于不变的情况，也就是固定在逻辑O跟逻辑1。应用固定型故障来进行电子产品的检测过程中，可以对绝大部分的制造缺陷进行有效的反映，并能够检测到90%以上的常规物理故障。但是在应用该故障检测模式中对于一些逻辑故障则无法起到良好的检测效果，这也就需要在结合其它检测模式的基础上，来获得一个良好的故障检测效果。

2.3.2 晶体管故障

晶体管故障是属于开关级故障的一种主要故障模型，在晶体管出现故障之后，也就会出现永远无法导通的问题，因此也被认定是一种固定开路。此外若晶体管永远处于导通的状态，也可以表示其存在有固定短路的情况。但是因为CMOS逻辑门一般包含有多个晶体管，因此应用固定型故障模型时也就无法进行相关CMOS逻辑电路中晶体管故障的有效反映。通过晶体管故障检测模式的应用，则能够起到良好的检测效果，并能够使得数字电子电路的测试水平得到更进一步的提升。

2.3.3 时延故障

对于逻辑电路而言，其日常的工作流程除了对正常的逻辑功能进行准确无误的执行之外，还要求其能够在规定时间内来将一些正确的逻辑信号传播到输出端跟存储单元之中，这样才能够获得良好的应用效果。一般情况下对于某种短暂影响到电路内部节点状态的故障，并对系统逻辑功能不造成影响的故障，也将其称作是时延故障。

3 结束语

近年来我国的科学技术得到了迅速的发展，使得大规模集成电路技术也变得越来越成熟，也导致了数字电子电路的设计复杂程度得到了迅速的提升。在这一背景下，就导致了传统的数字电子电路测试模式无法充分满足IC测试的相关需求，对于各类电力产品的生产合格率也难以进行有效的保障。这也就要求相关的技术人员能够加强对数字电子电路测试方法的研究力度，借此来为产品的优化设计以及生产质量的提升起到一定的促进意义。

参考文献

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