集成电路测试技术与实践 课件 3集成电路测试存储器参数测试

存储器参数测试实验目录理解存储器芯片测试参数及测试方法01存储器芯片手动测试实践存储器芯片自动化测试实践实践项目概述0203041.存储器芯片测试背景随着半导体工艺从微米级发展到纳米级，存储器芯片的集成度和复杂性大幅提升，制造过程中更容易出现缺陷。在汽车电子、医疗设备等关键领域，存储器芯片的可靠性至关重要，任何故障都可能导致严重后果，许多应用要求存储器芯片在长时间内保持稳定运行，因此需要通过测试确保其耐久性。此外随着芯片复杂度提升，测试成本在总成本中的占比越来越大，优化测试流程以降低成本成为关键，通过测试发现并修复制造中的缺陷，有助于提高良率，降低生产成本。实践项目概述>参数测试>手动测试>自动测试2.实践教学目标实践项目概述>参数测试>手动测试>自动测试3.实践项目设计及测试对象实践项目概述>参数测试>手动测试>自动测试任务名称测试设备测试对象测试软件任务1：理解存储器芯片测试参数及测试方法IECUBE-3839集成电路参数测试软件IECUBE-3839集成电路测试实验平台HM6116存储器任务2：存储器芯片手动测试实践IECUBE-3839测试仪器软面板IECUBE-3839集成电路测试实验平台基于面包板搭建的存储器测试电路任务3：存储器芯片自动化测试实践LabVIEW软件开发环境IECUBE-3839集成电路测试实验平台存储器DUT测试板卡实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

测试激励：测试激励指的是输入信号，依据不同的测试需求选择不同的测试激励信号。被测对象：被测对象是指存储器芯片，实际中为了芯片能够正常工作，需要其它辅助电路。测试响应：测试响应部分包括采集输出信号的测试设备，测试结果分析软件等。典型存储器芯片测试系统框架1.测试系统2.测试参数实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试（2）测试方法测量电源电流的原理图如下图所示。实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

步骤1：打开IECUBE-3839集成电路参数测试测试软件，点击存储器芯片参数测试，选择ICC_Test，

存储器芯片参数测试选择面板如左图所示。存储器芯片测试参数选择（3）测试步骤实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

步骤2：机台选择当前连接设备，电压设置为10V，电流限制设置为0.05A。详细设置如左图所示。仪器面板设置实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

步骤3：点击仪器面板START按钮后将会测试8种不同使能状态下的ICC结果。测试结果如左图所示。说明：其余参数测试实验请参考实验指导书。测试结果1.测试电路设计

本实践项目中存储器芯片型号为HM6116，功能测试电路原理图如下图所示。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试测试电路原理图2.测试仪器选择（1）函数发生器：用于产生模拟输入信号。输出电压范围要满足74系列芯片测试的要求。（2）示波器：用于观察74系列芯片输出的高低电平信号，能够准确地显示信号的波形和时序。（3）电源：为74系列芯片提供稳定的电源和输入高低电平，根据74系列芯片的工作电压要求，选择合适的电源电压。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

根据功能测试电路设计原理图，在面包板上搭建电路，电路效果图如左图所示。3.测试电路搭建测试电路搭建实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

步骤1：被测存储器的电源由PowerSupply的+6V提供，Pattern由DigitalPattern提供，功能测试结果也需要在DigitalPattern中查看，连接示意图如左图所示。4.测试步骤实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

步骤2：电路连接后，使用IECUBE-3839软面板对待测芯片进行供电，设置如左图所示。实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

步骤3：打开扩展I/O，设置IO0和IO1分别为00，即OE，WE，CS均为0，此状态为写入数据。步骤4：打开DigitalPattern，按Pattern文件夹中的内容，完成DigitalPattern的配置，给Memory写入数据，dig0:7为地址位均输入0，dig8:15为数据位，写入10101010，如左图所示。步骤5：打开扩展I/O，设置IO0和IO1分别为10，即OE,CS均为0，WE为1，此状态为读取数据。然后通过逻辑分析仪面板读出数据，对比写入和读取的数据是否一致,反复修改地址和数据，重复测试得到最终测试结果。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试5.数据分析

1、我们可以通过对比写入和读取的数据是否一致来判断Memory的功能是否正常，一般情况需要通过统计测试中出现错误的次数与总测试次数的比例，可以得到存储器的错误率。例如，在数据读写测试中，如果进行了1000次读写操作，其中有5次出现数据错误，那么错误率就是5÷1000×100%=0.5%。错误率是评估存储器性能的重要指标之一，较低的错误率表示存储器的可靠性较高。以上仅提供数据分析的主要思路。

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>参数测试>手动测试>自动测试1.测试方案制定

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试测试方案制定流程（1）

确定测试目标与指标

列出需要重点测试的性能指标，主要包括以下内容：（1）直流参数：电源电流、输入高电平电压（VIH）、输入低电平电压（VIL）、输入高电平电流（IIH）、输入低电平电流（IIL）、输出高电平电压（VOH）、输出低电平电压（VOL）、输出高阻态时的漏电流（IOZH）、输出低阻态时的漏电流（IOZL）；（2）交流参数：传输延迟时间。（3）功能测试

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试（2）

明确芯片功能与特性

分析技术规格，阅读存储器芯片HM6116的技术规格书，了解其电压工作范围、电源电流、输入高电平电压（VIH）、输入低电平电压（VIL）、传输延迟时间等关键参数。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试（3）

明确测试方法及设计测试用例

根据芯片类型和功能，确定合适的测试方法，而基于测试方法，可以设计测试用例，包括输入、输出及测试步骤等。（4）

硬件环境搭建

根据测试系统框架及测试硬件平台，搭建自动化测试系统。详细内容见测试接口板设计。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试（5）

软件环境搭建

开发或选择合适的测试软件工具，如自动化测试脚本编写工具、测试数据生成软件、测试结果分析软件等，本实践任务中选择LabVIEW作为自动化测试软件开发工具。详细内容见测试程序开发。（6）

测试执行

根据测试用例，启用自动化测试程序，依次执行，测试过程中，实时监控测试设备的运行状态、芯片的工作状态以及测试软件的执行情况。详见自动化测试实施与数据分析。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试（7）

测试结果分析

对测试数据进行深入分析，将实际测试结果与预期结果进行比对。计算各种测试指标的实际值，并与测试目标中设定的指标进行对比评估。详见自动化测试实施与数据分析。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

测试接口板是为存储器自动化测试提供一个稳定、可靠且高效的连接平台，实现测试系统与存储器之间的信号传输、电源分配以及必要的控制功能，确保能够准确地对存储器的各项性能指标进行测试。参考存储器参数测试系统框架，将存储器芯片、辅助电路、电源接口、测试激励接口、测试响应接口按照电路规则制成统一接口的板卡就是测试接口板。存储器芯片测试接口板示意图如左图所示。2.测试接口板设计测试接口板示意图实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

IECUBE-3839集成电路测试实验平台使用的接口为双排线插座，根据手动测试电路，设计测试接口板如左图所示。测试接口板实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

参数对应的数字IO如左表所示。每个参数对应的数字IO测试参数GPIO口（IO7-6）GPIO口（IO4-2）功能测试00000电源电流00000输入高电平电压00100输入低电平电压00100输入高电平电流&输入低电平电流00100输出高电平电压&输出低电平电压00001输出高阻态时的漏电流&输出低阻态时的漏电流（IOZL）00001传输延迟时间10010片选有效时的传输延迟时间11010使能有效时的传输延迟时间01010实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

存储器芯片自动化测试方案中测试程序的开发流程如左图所示。3.测试程序开发存储器芯片测试程序框架实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

基于存储器芯片通用测试程序架构图，我们使用LabVIEW构建了一个存储器芯片参数自动化测试的代码框架，其中包含了完整的存储器芯片参数测试流程，程序中空缺了几个关键的部分，这些部分在代码中通过绿色高亮的注释进行了标注。测试程序前面板和程序框图如左图所示。测试程序框图测试程序前面板测试系统为了实现高效、灵活且模块化的测试流程使用了LabVIEW状态机的编程方式，这种编程方式能够顺序且有序地执行每个测试任务，并提供可扩展的架构来管理复杂的测试操作。状态机架构通常通过while循环和状态机结构来控制程序的执行流程。每个“状态”代表程序的一个特定行为或操作，状态之间通过条件判断来转换，常见的结构是使用“枚举类型”来定义不同的状态，并通过一个Case结构根据当前的状态执行相应的代码。

实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试枚举选项实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

为了使该程序能够完成完整的存储器芯片参数自动化测试，需要根据以下的子任务要求完善这五个部分的程序。子任务1：在测试程序的主界面中，需要正确选择机台，完成设备通信，并补充电源配置，以确保测试过程顺利进行。实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

子任务2：获取参数名对应的pattern文件，将其内容读取出来，子任务点如左图所示。实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

子任务3：将字符串转成布尔数组，子任务点如左图所示。实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

子任务4：完成VIH的编程，子任务点如左图所。实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

子任务5：完成VIL的编程，子任务点如左图所示。实践项目概述

>参数测试>手动测试>自动测试

步骤1：将存储器芯片DUT测试板卡插在IECUBE-3839顶部母板上双排线插座上，如左图所示。步骤2：打开IECUBE-3839电源开关按钮。4.自动化测试实施步骤实践项目概述

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