最新SOC测试的发展趋势(全文)

最新SOC测试的发展趋势

摘要:随着SOC芯片结构的复杂化，功能模块的多样化，SoC芯片的测试也面对诸多挑战，诸如测试资源和成本的兼顾。本文简单描述了现今SOC芯片的发展和趋势，以及相对应ATE测试系统的应对。

关键词: SOC；芯片测试

1SOC芯片发展及趋势

集成电路的发展一直遵循摩尔所指示的规律推进。由于信息市场的需求和微电子自身的发展，引发了以微细加工（集成电路特征尺寸不断缩小）为主要特征的多种工艺集成技术和面向应用的系统级芯片的发展。IC设计者已经可以把越来越复杂的功能（系统）集成到同一个芯片上。也就是说，在同一块芯片上包含有中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DSP）、数字功能模块（Digital function）、模拟功能模块（Analog function）、模拟数字转换器（ADC, DAC）, 嵌入式内存（Embedded memory）、射频功能模块（RF module）以及各种配置（USB, MPEG,…）等等。这就是我们所说的SOC（系统单芯片 system-on-chip ）。

由于SOC可以充分利用已有的设计积累, 并在降低耗电量,减少面积,增加系统功能,提高速度,节省成本5个方面具有较高的优势,因此发展非常迅速。目前，就大众所熟知的消费类电子中，机顶盒（Set Top Box）、移动电话（mobile phones）和个人数字助理（PDA）等等，其核心芯片就是SOC芯片。这类产品不仅在市场上占有重要地位，而且其销售量还在不断的增长当中，已经越来越成为消费性电子的主流产品。

同时SOC芯片的更新换代速度也在不断提升。功能的复杂化，面积的微型化以及更快的处理速度，更低的工作功耗以及更低的价格，这些趋势在对SOC芯片寄与厚望的同时也提出更为严格的要求。随之而来，对ATE系统也提出了更高的要求。

2对ATE（automatic test

equipment）的挑战

首先需要考虑测试资源的完整性。由于SOC 芯片的功能与应用有相当的复杂性和多变性，因此对ATE所能提供的资源也就有了较高的要求。ATE本身必须要具备测试各种不同功能模块的能力，包含对逻辑、模拟、内存，高速/高频的测试能力，以便能对SOC芯片的不同测试需求。图1为某款W－CDMA芯片的示意图。在一块芯片上集成了数字处理模块、数/模转换模块、储存单元模块以及一些接口IF等，在测试此类芯片时候就要求测试机具备能测试逻辑，模拟（A/D）、memory以及高速信号的资源。同时测试系统的每个测试通道需要有自己的独立作业能力，以便能够灵活运用在各种不同的测试功能上，以及为客户提供多种测试方案。

图1

测试成本也是一个不可忽略的因素。现今SOC市场竞争激烈，芯片开发商对成本与市场价格相当敏感，更好的成本控制无疑能提高芯片的竞争力。随着芯片技术的日趋完善，采用更大尺寸的晶圆以及制作更小尺寸的芯片，是SOC芯片的必然趋势（换句话说，就是单片芯片的成本最低化），（见图2）。但同时测试所占的成本比例却因此而提高（见图3）。因此降低测试成本也越来越成为芯片开发商关注的焦点之一，而测试机台的选择又是其中之重。

图2

图3

测试的开发周期也是需要考虑的因素（见图4）。在能保证测试质量的前提下，迅速的测试方案制定，快速的测试程序编写，迅捷的在线调试以及测试反馈，到最终的量产测试。更短的测试开发周期，就意味着更多的市场份额。

3开放式架构ATE测试平台解决方案

爱德万公司的OpenStar2000测试设备采用了开放式架构。是基于开放式模块化的一种全新概念的SOC芯片测试平台。它采用了世界首创的完全开放的构架,从真正意义上实现了扩展性、灵活性以及经济性。

图4

测试系统由各种不同功能的软硬件模块（Module）组成，也就是所谓的模块化架构。这种构架的优点在于：

系统灵活，拥有持续升级的可能性。

方便硬件更换和升级，测试系统升级配置时的投资达到最小化。

减少人力成本，升级后沿用同一平台/环境，测试人员可以很快熟悉新（配置）系统。

这种针对多样化的产品群体，具有可以灵活应用的模块化结构的测试系统可以利用相同的技术环境，实现产品开发方面的高性能化及批量生产方面的低成本化。通过不同级别模块的开发，扩大技术解决能力，同时有效地缩短开发时间。

图5