数字电子电路测试技术

朱雄锋

摘 要：在数字电子电路安装之前，需要对所选用的数字集成电路器件进行逻辑功能测试，避免因器件功能不正常而增加调试的困难。检测器件功能的方法有多种多样，常用的方法为：仪器测试法、替代法、功能实验检查法等，用实验电路进行逻辑功能测试。数字电子电路安装之前对所选用的数字集成电路器件进行逻辑功能测试，避免因器件功能不正常而增加调试的困难，本文分析探讨了数字电子电路的测试技术，供参考。

关键词：数字电路；电子电路；测试

1 电子电路的重要性

伴随我国社会经济的发展，我国的科技水平也在日益提高，电子电路技术在我国的各个领域都得到了较为广泛的应用，为了保证运用了电子电路技术的产品质量，就需要对微电子电路技术继续相应的检测与校准，从而达到质量控制的目的。

2 数字电子电路测试中存在的问题

在数字电子电路测试的过程中，会出现一些缺陷和故障。

2.1 数字电子电路测试中的缺陷

数字电子电路检测中存在的缺陷指的是集成电子电路芯片的硬件实现和期望设计二者之间的非故意性的差别。其中常见的主要有：（1）在对产品进行封装时的缺陷，如没有密封好包装泄露、触点退化等；（2）产品的使用材料方面的缺陷，如产品表面存在杂质、内部晶体有残缺等；（3）产品的使用寿命方面的缺陷，如电迁移等。

2.2 数字电子电路测试中遇到的故障

（1）时间延迟故障：一个产品的数字电子电路需要的不仅仅是精确的执行正常自身具备的功能，它还需要在规定的时间中把正确的信号传递到信号输出或者储存端口。而在有些电子电路中，它只会短暂使得电路内部的状态反应变慢，这就是时间延迟故障。（2）固定型故障：指的是产品的数字电子电路内部的信号线的逻辑状态通常是处于不变化的状态，它可以反馈出产品在数字电子电路反面的大部分制造缺陷。检测数字电子电路固定故障的技术也仅仅只能将测出百分之九十左右的物理故障而不是全部。

3 微电子电路校准技术及自动测试技术重点

3.1 微电子电路校准技术及自动测试技术的依据和方法

目前，我国微电子电路校准及自动测试并没有正式的标准，其主要依据为电子计量测试应用手册及GB3843-83、GB3439-82、GB6798-1996等，这些只是对测试方法的基本理论进行了规定，并没有涉及到编程规则，所以其并不完善。如果校准及测试只有基本理论没有编程规则，那么使用同种标准编制出的程序质量并不同，那么就没有办法保证校准及测试的一致性及完整性。微电子电路校准及检测使用的设备并不是一般的设备或者系统，其检测过程能够通过程序控制，不需要人为干预。所以对其的研究也可以看做是对校准及检验程序设计规则的研究。校准过程中的控制本文为规程，检测过程中的控制文本为规则，两者都是通过程序设计的形式进行实现。

3.2 设备的校准依据和方法

设备的校准依据指的是生产制造厂设计的指标，包括范围和不确定度、基准量值、输入/输出通道量值。如果通过传统手工的方式进行校准，显然校准的量值较多，一个六十通道的测试系统需要十天或者二十天左右完成，在此过程中要使用三百多页表格。所以就要使用自动校准方式进行。设备校准主要有两种方法：

3.2.1 基于基准参量分别溯源法

因为微电子电路检测设备为综合测量设备，有多个不同类型的参量要进行校准，比如电阻、电压及时间频率等，他们相互之间并没有关系。通过此方法校准，首先要对基准量溯源，之后使用合格的基准量对设备的所有參量进行校准检测，以此对整个系统进行校准。

3.2.2 标准物质法

这种方法是通过已知不确定度的标准样片，对不确定度使用的检测设备进行测量校验，如果其在参量类型范围内是完整的，那么测量的过程就是校准，否则只是核查或者比对。核查和比对在过程条件及目的方面存在一定的差别，如果此测量过程是为了能够检查系统样片的可用性，这叫做核查。制备微电子标准样片一般为自制芯片，因为芯片结构较为复杂，制作也非常精细，自制的话要花费大量的资金。所以可以从同批的产品中进行选择，在不确定的条件下，实现参量的一致性是可行的。

3.3 检测覆盖率及校准的完整性

检测故障的覆盖率越高，那么就说明检测校准的过程越好，使用最少的代码获得最大的故障覆盖率是最理想的。在传统测试码生成算法研究过程中就有多种使用的算法，但是实际上除了穷举，其他都是实现不了复杂电路的全部故障覆盖率。

与测试故障覆盖率相比，校准的完整性对测试码的量是不太重视，它重视的是需要检测的参量是否被完全检测。所以，其与检测的过程及方法有着一定的联系。比如使用标准物质法，重视的是输入/输出参量是否都被全部检测，尤其是第一个通道的范围及参量。因为系统一般都自带验证程序，在自己校验的过程中，都会以零通道为基础，从而实现测试系统中通道的一致性。

3.4 软件校准及检测的验证方法

对于此类的专用软件，除了实测验证之外，并没有其他较好的办法。所以对于校准软件的检验，首先可以使用可测性设计技术，以此保证测试过程中都能够验证。另外，使用局部化原理，保证测试过程中的测试都与一个参量相关，以此保证唯一的测试结果。最后，根据电路通过及不通过不断变化状态的特征，使用相对性原理，对测试结果有效性进行全面的检查，以此保证程序的可靠性，降低错误检测的机率。

3.5 量值溯源

量值溯源指的是将量值通过不间断的一条链追溯到国家及国防的最高标准。在微电子电路校准及检测过程中，量值溯源校准的方法及溯源方法有着一定的联系，所以也就是量值溯源具有两种方法，分为溯源法及标准物质法。由于后者在使用过程中具有一定的限制，所以就要使用溯源法对微电子电路进行校准。

4 结语

综合而言，我国数字电子电路检测技术不断地发展进步，需要紧跟世界微电子行业的脚步，不断地进行自我发展自我创新，在不损害我国国家利益的前提之下，博采众家之长，与发达国家和地区展开技术交流与合作，提升我国数字电子电路检测水平。

参考文献

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