基于LK8810S平台的DAC数字芯片的性能评估及研究

高 艳

（芜湖职业技术学院，安徽 芜湖 241000）

1 引 言

2018 年4 月16 日，中兴通讯的出口权限禁令，凸显出我国半导体产业发展的局限与缺陷，其中集成电路产业是引导国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业。更是作为现代信息技术产业的基础和核心，因此开展集成电路相关产业研究越来越重要，芯片测试是集成电路产业发展的基础，通过对各种芯片测试方法的研究，对芯片进行性能评估，建立高性能DAC芯片自动化测试验证测试平台，掌握芯片关键参数测试和功能验证是集成电路产业发展的一项重要任务。

2 LK8810S平台简介

LK8810S集成电路开发及应用技术平台采用模块化和工业化设计，由工控机、测试主机、软件、终端接口、液晶显示器等几部分组合而成，利用先进的数字集成技术和测量技术，使测试系统更加可靠，性能更优、维护更方便。LK8810S集成电路开发及应用技术平台可用于测试运放IC、功放IC、电源管理IC等集成电路芯片[1]。

通过自带的上位机软件LK8810S 创建程序，比如文件名设置为“74HCDAC0808”，系统自动为用户创建一个位于C盘下的模板程序，打开VISUAL6.0，找到文件名“74HCDAC0808.dsp”进行程序编写并编译，获取动态链接库文件以供上位机软件调用，打开LK8810S测试程序，载入并选择“*.*类型—74HCDAC0808—DEBUG—74HCDAC0808.dll”，程序载入完成。测试板做短路检测后，接入测试系统外挂盒进行芯片测试。

3 数字芯片测试原理及方法介绍——以DAC0808为例

数字芯片的测试原理首先需要对测试芯片结构性能深入理解，以数模转换器为例说明如何进行数字芯片的测试。数模转换器是利用反馈，将存于数字寄存器的各位数码，控制对应位置的模拟电子开关，通过数码与位权求得电流值，再由运算放大器对各电流值求和，并转换成对应的电压值。

3.1 DAC0808引脚功能简介

DAC0808 是实现8 位数模转换功能的集成芯片，输出是以电流形式，稳定时间为150ns,驱动电压±5V,33mW。TTL、DTL 和CMOS 逻辑电平相互兼容[2]，如表1所示。

表1 DAC0808引脚介绍

3.2 DAC0808芯片手册相关参数及典型测试电路

1.ICC

电源消耗ICC是指在规定的电压条件下电源管脚的最大电流消耗。电源静态电源消耗测试决定器件在空闲状态下时最大的电源消耗。具体测试条件如表2所示。

表2 DAC0808测试条件

图1 DAC0808关键参数测试及功能测试电路

2.DAC0808输出电压V0

数模（DA）转换输入的数字与输出的电压之间有一定的转移规律，假设输出电压最小值为0，那么输出电压最大值为基准电压VREF，输入的最大值由数模（DA）位数决定，假如数模（DA）位数为8 位，那么输入最大值就是2的8次幂，对应的输出一个8位的DA转换的电压值为：

V0=VREF(A1/2+A2/4+…+A8/256)

3.DAC0808关键参数测试及功能测试电路

DAC0808 关键参数测试及功能测试电路的电路如图1所示。

4 测试方案

4.1 DAC0808芯片的关键参数测试

工作电流测试时,根据测试电路进行连接设计，首先将芯片电源13 脚接平台上虚拟继电器1，通过控制虚拟继电器1来控制芯片VCC和Force2的通断；芯片电源脚14脚接继电器1，通过控制K1来控制芯片VREF+和Force1 的通断;芯片电源脚3 脚接继电器2，通过控制 K2 来控制芯片 VEE和+15V 的通断。Force2 端输出+5V,Force1 端输出+10V，设置输入的高低电平VIL和VIH。设置数据管脚为全高，此时测量Forse2 端电流，如果测试的工作电流若在0mA—22mA之间则判断为良品，否则该芯片为非良品，部分关键测试程序如下：

4.2 DAC0808芯片功能测试

参照DAC0808芯片数据手册及功能说明，编写相应测试程序，验证芯片逻辑功能是否与数据手册相符。功能测试首先设置输入、输出管脚。芯片电源脚14接继电器1，通过控制K1来控制芯片VREF+和Force1 的通断；芯片电源脚3 接继电器2，通过控制K2来控制芯片VEE和+15V的通断；芯片电源脚13接继电器3，通过控制K3 来控制芯片VCC和+5V 的通断，Force1 端输出+10V；设置输入的高低电平VIL和VIH。将输入设置全为高电平，即DA 芯片应输出满量电压值。部分关键测试程序如下：

5 测试结果分析

5.1 功能验证的理论计算

1.若A1-A8为11111111时，输出V0=4.9609V

2.若A1-A8为10101010时，输出V0=3.3203V

5.2 测试平台测试结果

图2 测试平台显示数据

5.3 测试结果分析比较

如表3，从测试结果分析可以得出，参数测试的引脚工作电流与芯片手册上需要的数据一致，对各个输入引脚进行高电平测试的结果与芯片手册上数值有非常小的误差，芯片功能测试结果正确，测试结果与理论分析数据基本相符合，有较小误差，误差来源由于测试器件和外接电路包含器件自身的精度原因造成，从数据结果表明基于该平台测试的芯片相关参数和功能测试正确，说明用于测试的芯片完好，可以完全用于工业、实验教学等场合使用。

表3 测试结果分析比较

6 总 结

本文针对高性能DAC 芯片性能测试技术开展研究，依据数字芯片测试原理，基于LK8810S 测试平台，结合软硬件设计测试方案，以DAC0808 器件测试为例，针对测试器件参数及不同输入信号的测试，对测试结果与理论值进行对比分析，提高选择器件精确度，提升基于LK8810S 测试系统的高性能芯片性能指标测试的准确性。从而可以在工业级芯片测试和集成电路产业教学中推广，具有一定的借鉴作用，对相关集成电路相关芯片测试技术有一定的推动作用。