淺析電子電工測(cè)試技術(shù)的未來(lái)發(fā)展
更新時(shí)間：2012-12-17
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隨著電子元器件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也將推動(dòng)電子電工測(cè)試技術(shù)的更新，下面從幾點(diǎn)介紹測(cè)試技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：
降低測(cè)試成本成為發(fā)展IC測(cè)試的首要目標(biāo)
對(duì)體積更小、功能更強(qiáng)的芯片的需求正推動(dòng)IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)著IC設(shè)計(jì)和測(cè)試的發(fā)展。對(duì)于系統(tǒng)芯片（SOC）的測(cè)試，其成本已幾乎占芯片成本的一半。根據(jù)英特爾公司副總裁提出的測(cè)試摩爾定律，未來(lái)幾年，每一晶體管的硅投資成本將低于其測(cè)試成本。因此未來(lái)IC測(cè)試設(shè)備制造商面臨的zui大挑戰(zhàn)是如何降低測(cè)試成本。過(guò)去的集成電路主要分為模擬電路、混合信號(hào)電路和數(shù)字電路。1998年，稱(chēng)之為MACH-D的（即存儲(chǔ)器、模擬、通信、高速總線(xiàn)和數(shù)字的英文縮寫(xiě)）系統(tǒng)芯片問(wèn)世了。對(duì)這種電路的測(cè)試，將減少功能測(cè)試、更多地采用結(jié)構(gòu)測(cè)試（即對(duì)采用可測(cè)性設(shè)計(jì)的IC進(jìn)行測(cè)試）。采用結(jié)構(gòu)測(cè)試，不用開(kāi)發(fā)功能測(cè)試矢量，可以縮短測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)間，節(jié)省測(cè)試成本。采用內(nèi)置自測(cè)試（即把測(cè)試電路設(shè)計(jì)在芯片或IP核中，通過(guò)內(nèi)置測(cè)試電路對(duì)芯片或IP核的測(cè)試）也可大大縮短測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低測(cè)試費(fèi)用，但必須加強(qiáng)IC制造、設(shè)計(jì)和測(cè)試開(kāi)發(fā)人員的合作，將相關(guān)工具結(jié)合起來(lái)，才可使易于測(cè)試的器件更快投入生產(chǎn)。另一種降低測(cè)試成本的測(cè)試方式是采用基于故障的測(cè)試，即測(cè)試可能發(fā)生故障的部分，不測(cè)試不可能發(fā)生故障的部分。通過(guò)了解芯片的結(jié)構(gòu)，在制造過(guò)程中，在可能引入失效機(jī)理的地方設(shè)計(jì)一些測(cè)試電路。這樣既可保證較高的測(cè)試覆蓋率，又能省時(shí)省費(fèi)用?！?br /> 解決異步測(cè)試問(wèn)題，需要制定IP核測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
目前，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)系統(tǒng)級(jí)IC時(shí)，已廣泛采用將不同的IP核集成在一起的方式。這樣可大大縮短芯片的上市時(shí)間。將不同廠(chǎng)商的不同IP核集成到一個(gè)器件中可能遇到多個(gè)時(shí)鐘問(wèn)題。如果設(shè)計(jì)師采用PCI總線(xiàn)和Rambus總線(xiàn)，不同的時(shí)鐘使并行測(cè)試這些IP核極為復(fù)雜。假如這些IP核的時(shí)鐘呈整數(shù)倍關(guān)系，可選的測(cè)試方法有很多，但是遇到它們的時(shí)鐘不呈整數(shù)倍時(shí)，則在同一測(cè)試設(shè)備中，需要多個(gè)時(shí)域。也就是被測(cè)器件的各引腳的工作狀態(tài)處于異步狀態(tài)，即一些引腳以66MHz/s工作，另一些引腳以800Mb/s工作。因此，半導(dǎo)體測(cè)試的下一步工作就是要解決這類(lèi)異步測(cè)試問(wèn)題。現(xiàn)在，各IP核供貨商采用的不是同一種可測(cè)性設(shè)計(jì)策略，對(duì)被測(cè)IP核的接入方式也各不相同。因此，需要制定IP核接入標(biāo)準(zhǔn)和可測(cè)性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?！?br /> 提高測(cè)試模擬IC的速度
另一個(gè)要解決的測(cè)試問(wèn)題是如何發(fā)展可測(cè)性設(shè)計(jì)、內(nèi)置自測(cè)試和其它數(shù)字測(cè)試技術(shù)，以滿(mǎn)足器件的模擬測(cè)試。從上市的時(shí)間的觀點(diǎn)來(lái)看，這可能是關(guān)鍵問(wèn)題。IC測(cè)試設(shè)備制造商能解決以Gb/s工作的數(shù)字電路和高速串行通信端口的測(cè)試問(wèn)題。但測(cè)試混合信號(hào)器件中模擬部分的難度就很大。一些器件可能是數(shù)字器件，但具有模擬特性。如局域網(wǎng)接口電路。這種電路的測(cè)試很復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、難以實(shí)現(xiàn)。今后，IC測(cè)試設(shè)備制造商的另一個(gè)任務(wù)就是要提高這類(lèi)器件的測(cè)試速度?！ ?br /> 采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，適應(yīng)通信測(cè)試的需求
通信測(cè)試儀器制造商正面臨新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)和更短的產(chǎn)品壽命周期的挑戰(zhàn)。許多通信設(shè)備制造商將向市場(chǎng)推出采用無(wú)線(xiàn)因特網(wǎng)等新技術(shù)的產(chǎn)品。他們一邊推出新產(chǎn)品，一邊設(shè)計(jì)性能更高的新產(chǎn)品。因此，它們需要測(cè)試儀器廠(chǎng)商提供易于升級(jí)的測(cè)試儀器，以適應(yīng)采用技術(shù)的通信設(shè)備的測(cè)試需求。所以，這類(lèi)通信儀器將廣泛采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊化和靈活的硬件與軟件結(jié)構(gòu)?！?br /> 開(kāi)發(fā)適應(yīng)高速網(wǎng)測(cè)試的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀
隨著網(wǎng)絡(luò)速率的提高，測(cè)試儀器捕捉網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)越來(lái)越困難?，F(xiàn)有的測(cè)試儀器在測(cè)試高速率的網(wǎng)絡(luò)時(shí)已不是很有效，甚至采用大容量的緩沖器，也不能獲得真實(shí)的數(shù)據(jù)。這就迫切需要儀器生產(chǎn)廠(chǎng)商研制具有實(shí)時(shí)濾波能力的測(cè)試儀器。這樣可以把與故障有關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。這種具有實(shí)時(shí)濾波和內(nèi)部專(zhuān)家系統(tǒng)的儀器不但能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還能對(duì)網(wǎng)絡(luò)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。
改進(jìn)性能，滿(mǎn)足2。5G/3G移動(dòng)通信的測(cè)試要求
第三代（3G）移動(dòng)通信系統(tǒng)（IMT2000）將開(kāi)創(chuàng)視頻會(huì)議、移動(dòng)電子商務(wù)等寬帶應(yīng)用的新時(shí)代。它的發(fā)展將使用戶(hù)獲得漫游、因特網(wǎng)接入（采用WAP）和視頻信號(hào)傳輸功能。目前，移動(dòng)通信設(shè)備廠(chǎng)商正在開(kāi)發(fā)從第二代到第三代的過(guò)渡性系統(tǒng)-二代半（2。5G）系統(tǒng)（GPRS、HSCSD和EDGE）。其中，GPRS（通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)）的速率比GSM高10倍，估計(jì)2001年投入使用。HSCSD（高速電路交換數(shù)據(jù)）將用于數(shù)據(jù)通信。EDGE采用四象限相移鍵控調(diào)制技術(shù)，zui高接入速率可達(dá)384kbps。在開(kāi)發(fā)上述移動(dòng)通信系統(tǒng)時(shí)，需要考慮的重要因素是帶寬和頻譜限制，因此需要高分辨率的頻譜分析儀、功率計(jì)等儀器。適合上述移動(dòng)通信系統(tǒng)測(cè)試的頻譜分析儀必須滿(mǎn)足對(duì)復(fù)雜數(shù)字調(diào)制信號(hào)的測(cè)試要求。功率計(jì)需采用更寬動(dòng)態(tài)范圍的功率傳感器?！?br /> 可移植應(yīng)用軟件將是虛擬儀器的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)
近幾年，基于計(jì)算機(jī)的儀器（也稱(chēng)為虛擬儀器）發(fā)展非常迅速。它是依賴(lài)軟件，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制測(cè)試硬件、分析和提供測(cè)試數(shù)據(jù)的儀器。它沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的前面板、顯示器和電源，硬件通常在PC或VXI/CPCI主機(jī)中，所有儀器面板和顯示器都在監(jiān)視器上模擬，所以稱(chēng)為虛擬儀器。目前，虛擬儀器有兩類(lèi)。一類(lèi)是基于PC的儀器，它是由PC、能插入PC機(jī)箱的插卡或模塊和相關(guān)測(cè)試軟件（如LabVIEW、LabWindows/CVI、HP-VEE、TestPoint等）所構(gòu)成。采用這種結(jié)構(gòu)能構(gòu)成基于PC的示波器、任意波形發(fā)生器、波形分析儀、函數(shù)發(fā)生器、邏輯分析儀、電壓表和數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品。另一類(lèi)虛擬儀器是基于VXI和CPCI/PXI模塊的測(cè)試系統(tǒng)采用這種結(jié)構(gòu)能構(gòu)成用于生產(chǎn)測(cè)試的高性能測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）。虛擬儀器為用戶(hù)提供了一個(gè)用戶(hù)界面友好、結(jié)構(gòu)開(kāi)放的測(cè)試系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是價(jià)格適中、功能強(qiáng)、測(cè)試速度快、可重組。無(wú)論是供應(yīng)商還是用戶(hù)都不希望虛擬儀器在未來(lái)替代所有臺(tái)式儀器。然而，它在電子、通信、半導(dǎo)體和汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用正在擴(kuò)展。在虛擬儀器中，軟件起著重要的作用?，F(xiàn)在用戶(hù)需要其應(yīng)用軟件能從一種平臺(tái)移植到另一種平臺(tái)，如在LabVIEW或LabWindows上開(kāi)發(fā)的、支持ISA總線(xiàn)插卡的測(cè)試程序稍加修改，應(yīng)能支持PCI總線(xiàn)插卡，也就是應(yīng)用軟件應(yīng)有跨平臺(tái)的支持能力。為此目的，由Tektronix、Advantest、NationalInstruments等測(cè)試儀器供應(yīng)商、系統(tǒng)集成商和用戶(hù)成立的IVI基金會(huì)（互換虛擬儀器基金會(huì)），準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)可支持不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的儀器模塊的驅(qū)動(dòng)器。
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