淺析電子電工測試技術的未來發(fā)展
更新時間：2012-12-17
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隨著電子元器件的應用越來越廣泛，也將推動電子電工測試技術的更新，下面從幾點介紹測試技術的未來發(fā)展趨勢：
降低測試成本成為發(fā)展IC測試的首要目標
對體積更小、功能更強的芯片的需求正推動IC產業(yè)的發(fā)展，同時也推動著IC設計和測試的發(fā)展。對于系統(tǒng)芯片（SOC）的測試，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試摩爾定律，未來幾年，每一晶體管的硅投資成本將低于其測試成本。因此未來IC測試設備制造商面臨的zui大挑戰(zhàn)是如何降低測試成本。過去的集成電路主要分為模擬電路、混合信號電路和數(shù)字電路。1998年，稱之為MACH-D的（即存儲器、模擬、通信、高速總線和數(shù)字的英文縮寫）系統(tǒng)芯片問世了。對這種電路的測試，將減少功能測試、更多地采用結構測試（即對采用可測性設計的IC進行測試）。采用結構測試，不用開發(fā)功能測試矢量，可以縮短測試開發(fā)時間，節(jié)省測試成本。采用內置自測試（即把測試電路設計在芯片或IP核中，通過內置測試電路對芯片或IP核的測試）也可大大縮短測試開發(fā)時間，降低測試費用，但必須加強IC制造、設計和測試開發(fā)人員的合作，將相關工具結合起來，才可使易于測試的器件更快投入生產。另一種降低測試成本的測試方式是采用基于故障的測試，即測試可能發(fā)生故障的部分，不測試不可能發(fā)生故障的部分。通過了解芯片的結構，在制造過程中，在可能引入失效機理的地方設計一些測試電路。這樣既可保證較高的測試覆蓋率，又能省時省費用。
解決異步測試問題，需要制定IP核測試標準
目前，設計人員設計系統(tǒng)級IC時，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間。將不同廠商的不同IP核集成到一個器件中可能遇到多個時鐘問題。如果設計師采用PCI總線和Rambus總線，不同的時鐘使并行測試這些IP核極為復雜。假如這些IP核的時鐘呈整數(shù)倍關系，可選的測試方法有很多，但是遇到它們的時鐘不呈整數(shù)倍時，則在同一測試設備中，需要多個時域。也就是被測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，半導體測試的下一步工作就是要解決這類異步測試問題。現(xiàn)在，各IP核供貨商采用的不是同一種可測性設計策略，對被測IP核的接入方式也各不相同。因此，需要制定IP核接入標準和可測性設計標準?！?br /> 提高測試模擬IC的速度
另一個要解決的測試問題是如何發(fā)展可測性設計、內置自測試和其它數(shù)字測試技術，以滿足器件的模擬測試。從上市的時間的觀點來看，這可能是關鍵問題。IC測試設備制造商能解決以Gb/s工作的數(shù)字電路和高速串行通信端口的測試問題。但測試混合信號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。這種電路的測試很復雜、費時、難以實現(xiàn)。今后，IC測試設備制造商的另一個任務就是要提高這類器件的測試速度?！ ?br /> 采用開放式結構，適應通信測試的需求
通信測試儀器制造商正面臨新技術、新標準和更短的產品壽命周期的挑戰(zhàn)。許多通信設備制造商將向市場推出采用無線因特網(wǎng)等新技術的產品。他們一邊推出新產品，一邊設計性能更高的新產品。因此，它們需要測試儀器廠商提供易于升級的測試儀器，以適應采用技術的通信設備的測試需求。所以，這類通信儀器將廣泛采用開放式結構設計、模塊化和靈活的硬件與軟件結構。
開發(fā)適應高速網(wǎng)測試的網(wǎng)絡測試儀
隨著網(wǎng)絡速率的提高，測試儀器捕捉網(wǎng)絡數(shù)據(jù)越來越困難。現(xiàn)有的測試儀器在測試高速率的網(wǎng)絡時已不是很有效，甚至采用大容量的緩沖器，也不能獲得真實的數(shù)據(jù)。這就迫切需要儀器生產廠商研制具有實時濾波能力的測試儀器。這樣可以把與故障有關的數(shù)據(jù)存儲下來，并進行實時分析。這種具有實時濾波和內部專家系統(tǒng)的儀器不但能對數(shù)據(jù)進行分析，還能對網(wǎng)絡的故障進行準確定位。
改進性能，滿足2。5G/3G移動通信的測試要求
第三代（3G）移動通信系統(tǒng)（IMT2000）將開創(chuàng)視頻會議、移動電子商務等寬帶應用的新時代。它的發(fā)展將使用戶獲得漫游、因特網(wǎng)接入（采用WAP）和視頻信號傳輸功能。目前，移動通信設備廠商正在開發(fā)從第二代到第三代的過渡性系統(tǒng)-二代半（2。5G）系統(tǒng)（GPRS、HSCSD和EDGE）。其中，GPRS（通用分組無線業(yè)務）的速率比GSM高10倍，估計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制技術，zui高接入速率可達384kbps。在開發(fā)上述移動通信系統(tǒng)時，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、功率計等儀器。適合上述移動通信系統(tǒng)測試的頻譜分析儀必須滿足對復雜數(shù)字調制信號的測試要求。功率計需采用更寬動態(tài)范圍的功率傳感器?！?br /> 可移植應用軟件將是虛擬儀器的開發(fā)重點
近幾年，基于計算機的儀器（也稱為虛擬儀器）發(fā)展非常迅速。它是依賴軟件，通過計算機來控制測試硬件、分析和提供測試數(shù)據(jù)的儀器。它沒有專門的前面板、顯示器和電源，硬件通常在PC或VXI/CPCI主機中，所有儀器面板和顯示器都在監(jiān)視器上模擬，所以稱為虛擬儀器。目前，虛擬儀器有兩類。一類是基于PC的儀器，它是由PC、能插入PC機箱的插卡或模塊和相關測試軟件（如LabVIEW、LabWindows/CVI、HP-VEE、TestPoint等）所構成。采用這種結構能構成基于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)采集產品。另一類虛擬儀器是基于VXI和CPCI/PXI模塊的測試系統(tǒng)采用這種結構能構成用于生產測試的高性能測試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和自動測試設備（ATE）。虛擬儀器為用戶提供了一個用戶界面友好、結構開放的測試系統(tǒng)。它的特點是價格適中、功能強、測試速度快、可重組。無論是供應商還是用戶都不希望虛擬儀器在未來替代所有臺式儀器。然而，它在電子、通信、半導體和汽車工業(yè)等領域的應用正在擴展。在虛擬儀器中，軟件起著重要的作用。現(xiàn)在用戶需要其應用軟件能從一種平臺移植到另一種平臺，如在LabVIEW或LabWindows上開發(fā)的、支持ISA總線插卡的測試程序稍加修改，應能支持PCI總線插卡，也就是應用軟件應有跨平臺的支持能力。為此目的，由Tektronix、Advantest、NationalInstruments等測試儀器供應商、系統(tǒng)集成商和用戶成立的IVI基金會（互換虛擬儀器基金會），準備開發(fā)可支持不同廠商生產的儀器模塊的驅動器。
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