ic半导体测试基础（中文版） - 图文(8)

测试向量数据（期望的逻辑状态）

采样时序（周期内何时对输出进行采样） VOL/VOH（期望的逻辑电平） IOL/IOH（输出电流负载） 测试输出

功能测试期间，程序会为每个输出管脚在测试周期内指定一个输出采样时间，在这个时间点上，比较单元会对输出进行采样，再将采样到的DUT输出信号电平和VOL/VOH参考电平相比较。

测试向量含有每个管脚的期望逻辑状态。如果期望是逻辑0，当采样进行时，DUT的输出电平必须小于或等于VOL；如果期望时逻辑1，则必须大于或等于VOH。部分测试系 统还拥有测试高阻态的能力。

图5-4显示了测试普通输出管脚时，DUT输出和VOH/VOL之间pass/fail/pass的关系。

图5-4.功能测试的输出电平 测试高阻态输出

高阻态的输出管脚也可以进行功能性的测试，在这类测试中，将比较器逻辑翻转以得到非有效的逻辑。高阻状态（电平）定义为高于VOL和低于VOH的电压（见图7-5）。DUT的外部电压需将高阻状态拉到非有效（中间）的电压，通过接到参考电压的负载可以做到。通常使用2V的参考电压代表中间级或高阻态。当输出进入高阻态时，将不能输出电压和电流。高阻态输出将会保持其最后的逻辑状态直至器件外部的因素引起输出改变。负载将输出拉到特定的参考电压。

图5-5表示测试高阻抗输出时，DUT输出和VOL/VOH值之间的fail/pass/fail的关系。

图5-5.高阻逻辑 输出电流负载

在功能测试中，DUT输出可能会用到电流负载。PE卡上配置有可编程电流负载（也叫动态电流负载）电路，可以在测试程序中进行设定。如果测试系统不支持可编程负载，则可能需要在外围硬件电路上加上电阻。电流负载的作用是运行功能测试时在输出端施加合适的IOL和IOH电流。

通过施加指定的IOL/IOH电流而测试VOL/VOH电压，输出电流和电压的参数在功能测试运行过程中得以验证，这比用PMU实施相同的测试快得多。 输出信号时序

输出信号的传输通常由时钟和控制信号的时间沿进行控制，要理解这一点，需要察看器件的时序图，确定引起输出信号发生变化的时钟有效沿和控制信号，以及输出达到有效逻辑电平前所需要的延迟时间，这些都是为了确定特定信号采样点在周期内的位置。

测试系统硬件的能力允许的话，采样形式可以是边沿模式或窗口模式。边沿模式只在周期内特定的时间点采集并比较一次数据，而窗口模式则在周期内特定的一段时间都对输出进行采样和比较。

通常来讲，好的测试时序会使输出的变化和测试系统的检测发生在相同的周期内，这样就可以在测试周期内准确地测量输出延迟，保证在测试周期结束前有足够的时间输出准确的结果。一些器件的输出端存在比其他的需要更长的时间达到它们的最终值，在降低的频率上测试能发现传输延迟的问题。还需要认识到的是一些测试系统对输出采样距测试周期内的始端或末端（如T0）距离的问题考虑得不多。

图5-6.输出测试

如图5-6所示，一些因素综合影响着什么时候怎样精确测试输出信号，包括： 向量数据决定期望的逻辑状态；

VOL/VOH参考电平决定期望的输出电压；

输出采样时序决定着周期内输出信号的测试点；

输出比较屏蔽（mask）控制决定了输出结果是用以判断pass/fail还是忽略。

第五章．功能测试（4）——Output Loading for AC Test

AC测试的输出负载

器件的规格书可能会标示进行AC时序测试时器件输出管脚上需要施加的电流性负载。这些负载通常是电阻、电容、二极管以及他们的网络，用以模仿器件最终应用条件下（比如电脑或手机上）的负载状态，这类负载往往伴随有TTL电路在其中。 图5-7是AC测试中给逻辑0输出施加负载的一个例子。

图5-7.AC负载

起始，VCC设置为5.0V而节点A悬空，此状态下节点A与B会呈现约2.1V电压（D1/D2/D3三个Diodes的电压和），施加在RL（2Kohm）上的电压为2.9V，则会有1.45mA流经RL和3个二极管流向GND。

当节点A连接到某个器件驱动逻辑0（0.4V）的输出上，经过二极管D4，将节点B拉低至1.1V（二极管的0.7V+逻辑电压0.4V），那么现在施加在RL上的电压就变成了3.9V，而经过RL流向器件的电流，即当输出为逻辑0时的负载电流为1.95mA。

当节点A连接的是驱动逻辑1（2.4V）的输出，D4反向截止，就消除了电流负载的影响。

（注：途中的电容不是物理存在的，它代表测试机台通道自身带有的寄生电容，往往比15pF还大，比如我们常用的J750就达到了60pF.）

第五章．功能测试（5）——Vector Data

向量数据

测试向量文件包含DUT运行一系列功能的真值表，包括必须施加到DUT输入端的逻辑状态和期望在输出端出现的逻辑状态。向量数据通常包含如下字符： Vector Characters

item logic Drv state Cpr state type 0 = logic0 driver on comparator off input 1 = logic1 driver on comparator off input L = logic0 driver off comparator on output H = logic1 driver off comparator on output

Z = float driver off comparator on output X = don't care driver off comparator off ignore

向量文件还可能包含一些供测试系统识别的标识。如果DUT拥有I/O管脚，向量文件就需要控制测试系统的输入驱动电路何时打开和关闭。I/O切换可以发生在任何需要的周期，将DUT的某个I/O管脚从输入状态变为输出状态或反之。

测试向量可能还含有部分输出管脚的屏蔽信息。屏蔽用于控制一个输出管脚的测试与否：当输出管脚处于已知的逻辑状态，输出可以被测试；而当输出处于未知的逻辑状态或者我们在某个条件下不理会它的状态，它就可以不被测试，这时我们就可以用“X”来忽略输出管脚上的状态，通常可以基于独立的管脚和独立的周期进行。

如果测试系统支持复合时序设置，则向量还可能含有时序设置方面的信息。复合时序设置用于在向量运行时改变测试时序，举例来说，测试一款典型的RAM时，将数据写入RAM的时间比从中读出数据的时间要少，这种情况下，就可能有一套包含写入数据时序的时序设置和另一套包含读出数据时序的时序设置。时序设置可以控制周期的长短、输入信号的时序和格式、以及输出采样的时序。向量会包含根据具体的向量功能（如写入或读出）选择相应的时序设置的控制状态，具体信息我们在后面相关章节中再详述。

运行功能测试

运行功能测试要求以下步骤： 1． 定义VDD电平；

2． 定义输入、输出电平（VIL/VIH/VOL/VOH）； 3． 定义输出电流负载（IOL/IOH/VREF）； 4． 定义测试周期；

5． 为所有输入信号定义输入时序和信号格式； 6． 为所有输出信号定义输出采样时序；

7． 为向量存储器定义向量的起始和终止点； 8． 运行测试。

第五章．功能测试（6）—— Functional Specifications

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