DSP芯片测试方法研究

李玉学

摘 要：本文论述了DSP芯片测试技术发展趋势，介绍了一种适用于在自动测试设备上开发DSP芯片测试程序的方法，包括测试程序开发流程、测试接口板卡设计及测试程序编写和调试，该方法适用于各种集成电路自动测试系统，对各种功能复杂芯片的测试程序具有通用性。

关键词：DSP;自动测试设备;测试向量

中图分类号：TN407 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）19-0066-02

0 引言

DSP（Digital Signal Processing）芯片，也称数字信号处理器，具有数据处理速度快、实时性高、精度高等优点，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。随着集成度的提升，其性能也在不断提高，功能越来越强大，应用日益广泛，已逐渐成为航空、航天各种电子设备的核心部件。因此，DSP芯片的可靠性对整机系统可靠性的影响是至关重要的，相应的DSP芯片的质量保证开始备受关注，如何保证其质量是迫在眉睫的问题。

然而，众所周知，电子元器件的可靠性是由两部分组成：一是由生产厂商来保证，称为固有可靠性，二是由使用者来保证，称为使用可靠性。目前，国内使用的大部分DSP芯片来自于国外，我们无法对其原材料和生产工艺过程进行质量控制，因此其固有可靠性我们无法保证，只有通过二次筛选来剔除早期失效的元件，保证装机用元件的质量可靠性。因此对芯片进行参数测试是一个重要环节。随着科学技术的飞速发展，需要测试的DSP芯片的复杂程度和技术含量越来越高，DSP芯片的测试技术逐渐成为备受业界关注并且尚待解决的课题。

1 DSP芯片测试技术发展趋势

DSP芯片测试的理论与技术已经成为现代集成电路领域中的一个重要研究方向。DSP芯片测试技术的发展主要延续两条路径，一是对完备性测试技术的研究开发，主要包括DSP芯片的评测和芯片测试验证分析;另一条路径则是对于产业化的生产测试，不断研究开发提高测试质量、降低测试成本、提高测试效益的产品化测试技术。当前影响测试成本的因素主要有昂贵的自动测试设备（ATE）费用和配套接口部件、ATE整体利用效能、测试程序开发费用、测试时间和故障覆盖率;同时集成电路发展带来的新缺陷和可靠性成本、新的封装技术带来的测试需求、高速高密度接口持续提高的成本、数据处理方面的成本。目前国内使用的主流自动测试设备有泰瑞达（TERADYNE）的J750（EX）、Ultra Flex和爱德万（ADVANTEST）的V93000等，国产自动测试设备STS6100、BC3192V50、3162、CATT-400M等。

2 基于ATE的DSP测试程序开发

2.1 测试程序开发流程

对DSP芯片进行测试程序开发时，首先通过DSP芯片的相关资料了解芯片的基本结构、电路功能、参数技术指标等，确定测试的内容，其中测试内容一般包括连通性测试、功能测试和交直流参数测试;其次选择满足测试需求的自动测试系统，并制定完整的测试方案，测试方案包括了具体的测试内容、测试接口板卡设计方案、功能测试覆盖率的评估、测试程序开发周期等。测试程序开发包括制定测试方案，制作测试接口板卡、编写及调试测试程序、测试结果分析等。DSP芯片测试程序开发流程如图1所示。

2.2 芯片测试接口板设计

测试接口板是被测芯片与ATE设备连接的板卡，其设计的关键是确保信号的完整性，需要针对被测芯片测试所需的测试系统资源进行设计，根据芯片的封装形式，选购或定制测试夹具，并设计芯片到自动测试设备的硬件接口，实现测试信号的连通。因此，完成测试接口板设计需要确定的内容包括：被测芯片的封装形式和管脚定义，测试夹具的尺寸，芯片测试指标、测试要求和测试原理图，ATE资源分布等。根据这些内容进行测试接口板设计，通过外协加工的方式进行制作，主要包括印制电路板制作及测试夹具、接插件、外围元器件焊接。

2.3 测试程序编写与调试

测试程序编写与调试一般需要经历三个阶段：第一个阶段是仿真阶段，即测试向量生成阶段;第二阶段是测试程序开发阶段，主要进行测试接口设计、测试向量转换和测试程序调试工作;第三个阶段是测试阶段，完成测试工作，分析测试数据，保证测试结果的可靠性。芯片测试程序开发流程如图2所示。

2.3.1 测试向量生产方法

测试向量一般运用EDA工具或ATPG工具仿真完成，根據芯片手册，设计编写功能源程序，使用硬件编程语言来实现，并在相应软件开发环境下编译。根据设计编写的源程序，在软件开发环境下建立仿真文件，对测试工程进行仿真，仿真频率设为ATE测试频率，复位信号有效，对所有可能输入进行遍历，仿真生成仿真向量文件。由于不同的测试系统使用的测试软件不同，测试向量有不同的文件格式，需要将仿真向量文件的格式转化为测试系统可识别的测试向量文件格式。

2.3.2 编写测试程序

完成测试向量的加工转换后，编写芯片的测试程序，包括芯片功能的测试，直流参数的测试，动态功耗的测试等，从而完成最终的测试程序。其中功能测试过程中，驱动管脚的时序关系，以及直流参数、动态功耗参数等，根据芯片手册的要求来制定，从而保证测试的可靠性。

3 结语

不断增长的DSP芯片规模使其测试愈加困难，而随着其在国内应用的不断扩大，为保证在使用中的可靠性，解决DSP芯片测试的问题已经势在必行。解决这一问题需要从两方面入手，一是符合DSP测试的高性能测试系统，二是获得复杂的测试向量。本文提出基于自动测试系统开发DSP芯片测试程序的方法，适用于各种集成电路自动测试系统，对各种功能复杂芯片的测试程序具有通用性。

参考文献

[1] 轩涛.基于ATE的DSP测试方法[J].电子测试，2010（2）：63-68.

[2] 高剑，冯建科，郭士瑞.DSP功能测试方法研究[J].计算机与数字工程，2010（9）：28-38.

[3] 武乾文，冯研.DSP结构和测试方法研究[J].计算机与数字工程，2010（9）：84-87.

[4] 章慧彬，朱江.大规模集成电路测试程序开发技术及流程应用[J].电子与封装，2017（6）：10-15.