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多通道高精度集成电路直流参数测试

作　者: 宁康
导　师: 詹惠琴
学　校: 电子科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 集成电路测试 AD5522 多通道
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 109次
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内容摘要


集成电路是当今三大信息产业之一,集成电路的飞速发展必然带动集成电路测试装置的不断更新,从而降低集成电路生产成本,提高IC生产效益。集成电路测试是保障芯片内部电路质量的主要测试手段,集成电路测试已经受到许多国家的高度重视,因此研究集成电路测试具有非常重要的实际意义。论文出于实际应用设计了集成电路测试仪,介绍了多通道集成电路测试板的设计与研究。本设计主要针对中小规模集成电路的测试。论文首先阐述了课题研究背景,从实际应用需求角度出发设计了集成电路测试仪。进而对国内外发展情况进行了详细的分析,探究国内外集成电路测试装置的研发成果,集成电路测试仪分别有低档中档高档三个档次,不同档次的测试仪的测试对象不相同。国内主要是中小规模的集成电路测试仪的研发和设计,对于大规模的超大规模的集成电路测试系统的研究与国外发达国家的技术水平相比差距比较大,国内IC生产企业对大规模集成电路的测试仍然依靠国外进口测试仪进行测试,大大增加了生产成本,不利于国内集成电路行业的发展,亟需研究出高速、低功耗、高性价比的集成电路测试系统,用以改变当前测试系统匮乏的局面。随着IC器件集成度的不断提高,芯片管脚数目也越来越多,测试速度也要求越来越高。以往的逐个引脚测试已经不能适应集成电路的高速发展,多个引脚、多个站点同时测量成为测试系统必须具备的基本功能。本文中设计的多个独立通道同时施加测量,采用了AD公司最新研制的四单元PMU芯片AD5522,内部有四个可编程电流量程,每个通道都包含电压和电流箝位功能,一个窗口比较器用于T模式测量。提供外部可扩展大电流量程。设计中采用AD5522的SPI串口进行数据的传输,通过29位控制字控制芯片内部寄存器来完成测量,可完成FVMI,FIMV,TEST等测量模式。通过FPGA对芯片进行逻辑控制,主要设计了SPI串口逻辑、串并转换程序和外部扩展量程的继电器控制逻辑。对实验数据进行了多次测量分析,进行了芯片内部校准和外部软件校准,最后得出的测量结果基本达到设计指标。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 课题研究背景  9-11
  1.2 国外发展情况  11-13
  1.3 国内研究情况  13-15
  1.4 课题主要研究内容  15-17
第二章 集成电路直流参数测试仪总体介绍  17-23
  2.1 测试仪基本组成和功能  17-18
  2.2 系统硬件组成  18-19
  2.3 接口部分  19
  2.4 模拟部分  19-21
    2.4.1 大功率模拟板  19-20
    2.4.2 多通道模拟板  20-21
    2.4.3 带隔离模拟板  21
  2.5 数字部分  21-22
    2.5.1 数字测试板  21-22
    2.5.2 时间频率测试板  22
  2.6 本章小结  22-23
第三章 多通道集成电路参数测试的硬件设计  23-46
  3.1 多通道直流参数测试电路设计目标  23
  3.2 设计方案及特色  23-24
  3.3 设计结构图  24-26
  3.4 接口总线  26-27
  3.5 精密测量单元AD5522  27-38
    3.5.1 AD5522 基本功能和内部电路  27-29
    3.5.2 AD5522 内部寄存器  29-37
    3.5.3 补偿电容的选择  37-38
  3.6 AD5522 控制实现  38-40
  3.7 工作模式  40-43
    3.7.1 施加电压测电流（FVMI）  40-42
    3.7.2 施加电流测电压（FIMV）  42-43
    3.7.3 TEST 模式  43
  3.8 扩展量程的实现  43-45
  3.9 本章小结  45-46
第四章 多通道集成电路测试板驱动设计  46-57
  4.1 FPGA 逻辑总体介绍  46
  4.2 地址译码实现  46-47
  4.3 AD5522 时序逻辑分析  47-49
  4.4 SPI 模块实现  49-52
  4.5 AD 模块实现  52-53
  4.6 驱动函数设计  53-56
    4.6.1 底层测试函数设计流程图  53-54
    4.6.2 底层驱动代码  54-55
    4.6.3 FVMV 函数变量参数说明  55-56
  4.7 本章小结  56-57
第五章 实验结果分析以及误差校准  57-65
  5.1 误差分析  57-59
  5.2 芯片内部校准  59-60
  5.3 软件校准  60-65
第六章 结论和展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
攻读硕士期间取得的研究成果  69-70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路（IC） > 一般性问题 > 测试和检验
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