1. 引言

    专用集成电路在入厂检测时，须对其主要技术指标进行测试，以保证集成电路模块的性能、质量和可靠性。由于应用背景需要对8种不同的专用集成电路模块进行测试，为了提高测试效率，研制了本文中的专用集成电路入检测试系统，该系统可同时满足对上述8种不同的专用集成电路模块进行测试的要求。

专用集成电路测试系统具有如下功能：

    1) 能够提供多路直流稳压电源；
    2) 提供测试系统所需要的各种信号；
    3) 具有自检功能；
    4) 完成专用集成电路模块的主要技术指标的测试；
    5) 测试结果自动汇总、存储判断及分析；

专用集成电路入检测试系统的工作环境简述如下：
    1) 系统输入电压：单相220V±10%，50HZ
    2) 被测芯片电源：采用Agilent公司的高精度直流电源E3631AE3631A: 3路输入，0~±25V/1A, 0~6V/5A; 80W
    3) 被测芯片信号源：采用Tektronix公司的任意波形发生器AWG2021： 125 MHZ
    4) 使用环境： 温度：20℃±10℃， 湿度：40%~80%

2. 工作原理

    当8种混合集成电路模块中的某一集成电路模块需要进行测试时，将该集成电路模块所对应的适配器与测试台上的连接端子相连，并在界面中选择被测集成电路模块的型号，此时系统会提示将该被测集成电路模块与适配器正确相连。在确认连接正常之后，可设置系统的初始状态，包括对电源状态（量程设置）进行定义。按下适配器上的测试按钮，开始对该集成电路模块进行测试，测试结果自动按要求进行处理。在软件界面中可查看测试结果，并选择保存或打印等。

3. 系统结构

3.1 系统组成框图

    系统由6个单元组成。其中，计算机系统为中央控制单元，实现对整个系统测试任务的控制，以及测试结果的显示、存储和打印等功能；专用测试台实现测试仪器组和专用集成电路适配器的连接，以及专用集成电路模块与适配器的连接；适配器（含被测混合集成电路模块外围电路）是被测专用集成电路模块与测试仪器组连接的重要单元；供电单元（电源E3631A、任意波形发生器AWG2021）负责给专用集成电路模块提供所需的电压以及信号源；控制面板上设有系统电源控制按钮以及状态指示等；而整个系统一则由交流220V/50Hz的输入来供电。

    整个系统设备放置于一个标准机柜中和一个测试桌上。计算机系统、供电单元（电源E3631A、任意波形发生器AWG2021）和通用测试仪表组在标准机柜中；专用测试台、适配器和被测专用集成电路模块在测试桌上。
系统组成如图1:

3.2 计算机系统

    计算机系统为中央控制单元，计算机系统通过GPIB总线控制仪表的输出信号类型、量程转换、数据读出等功能；通过RS-232总线控制测试台上的测试通道选择和切换。计算机系统通过软件完成测量数据的处理、分析、存储和逻辑判断等任务。

    计算机系统选用台湾研华计算机系统。

3.3 专用测试台

    主要完成测试仪器组的综合接入和适配器的连接功能，原则上，全部测试仪器都直接与测试台上的仪器连接端子相连，测量与控制连线在测试台上与适配器的连接端子相连，通过适配器连接端子连接被测模块。另外，在测试台上，RS-232总线与适配器连接端子相连，用于计算机系统控制适配器测试通道。测试台上有8个适配器连接端子，每个连接端子与一个对应的适配器相连。专用测试台采用台式，外观尺寸统一。

3.4 适配器

    每个被测集成电路模块都配有一个专门的适配器，适配器上有相应集成电路专用插座。适配器内含有测试所需的外围电路和必要的测量切换电路。适配器通过一个RS-232接口，与计算机系统连接，受控制可完成适配器的识别和测量通道切换功能。每个适配器都有一个ID，用于被计算机系统识别。适配器设有适当控制按键和工作状态显示，以方便测试人员的操作。适配器安装在屏蔽壳内并可靠接地。

3.5 通用测试仪表组

    根据被测集成电路模块，选择能够满足测试要求的仪器，构成通用测试仪表组。测试仪表组通过测试台连接端子连接到被测模块上，完成所需测试任务。

    通过加长电缆长度，使通用测试仪表组与计算机系统正常连接。仪表的输出输入电缆连接到专用测试台上，连接电缆采用488电缆，接插件。

3.6 主要元器件选用

    1) 电源采用Agilent公司的产品： E3631A；
    2) 开关、指示灯等采用瑞士EAO公司产品；
    3) 测试仪器采用Agilent和Tektronix的产品；
    4) 连接电缆采用标准488电缆；
    5) 测试仪器和计算机系统之间通过GPIB总线连接；

4. 系统软件设计

4.1 软件功能

    软件设计完成绝大多数的仪表设定和电源设置，完全使用人机对话的方式操作，操作简单。同时完成测量结果在数据库中的保存工作，以及打印报表。

4.2 软件结构

1) 程序结构

    在Windows2000操作系统下，采用LabVIEW语言或其他高级语言进行编程，程序结构如图2：

2) 软件流程

    测试系统软件主要模块包括系统控制模块、系统自检测模块、控制测试仪器组自动测试模块、数据处理模块以及应急处理控制模块，软件大致流程如图3:

4.3  软件界面

软件界面采用了图形化的人机交互界面，使用户能够方便的进行操作。按照软件流程采用变化的软件界面。

1) 主界面

    进入系统后，出现主界面，可对系统多项属性进行操作。

2) 系统自检界面

    当适配器插到专用测试台时，自动弹出对话框，选择正确的被测集成电路型号。在正确的接上被测集成电路后，自动弹出相应的系统自检状态界面，主要对仪表状态（包括量程等）进行检查，也可进行参数设置等操作。

3) 测试结果显示界面

    系统自检正常后，按下测试按钮，系统即自动对被测集成电路按要求进行测试，进入测试结果显示界面。在这个界面中，对被测集成电路的测试结果进行显示，包括相应的曲线等，并对测试数据进行分析，判断该指标是否合格。

5. 总结与展望

该专用集成电路入检测试系统具有较高的可靠性：

    1) 测试器件插拔方便，通过选用标准军品或高性能连接电缆确保连接可靠；
    2) 系统的电气输入输出接口采用防插错措施；
    3) 具备校准功能，校准周期为一年。其中通用测试仪表的校准由指定单位完成；由于本系统测试量较多，故系统标定时只对如下基本测试量进行标定：电流、电压、频率及阻抗。
    上述测试量标定采用高一级精度信号源和软件补偿相结合的方法。本系统将预留标定用的硬件接口及相应软件；
4) 平均无故障工作时间≥1000小时；

    由于本系统的主要测试功能由通用测试仪器完成，而所选择的通用测试仪器均为著名品牌：Agilent以及Tektronix，另外连接件和适配器电路中的元器件均选用军品器件，
    可以保证设备的平均无故障工作时间≥1000小时。
    通过选用通用测试仪器组，多种总线控制的配合使用，以及软件控制的实现，大大地提高了集成电路测试的效率，为多种集成电路测试系统的研制提供了新的方法。