40、模拟与混合信号测试技术解析

模拟与混合信号测试技术解析

1. 模拟测试面临的挑战

模拟和混合信号（AMS）测试的研究受到数字IC测试技术和算法进步的影响，但数字测试仍比AMS IC测试先进得多，主要原因是缺乏广泛接受的模拟和混合信号电路测试范式。

目前，辅助模拟测试设计的CAD工具相对较少，模拟测试设计通常需手动完成。手动生成的功能模拟测试在现有测试仪上对IC进行制造测试时往往效果不佳，需要再次手动重新设计。模拟测试仪的成本取决于所需的数字引脚数量以及为模拟测试添加的模拟仪器数量。在原型测试中，基于功能数字信号处理（DSP）的测试集规模较大。随着22位模数转换器（ADC）的出现，对这种转换器进行标准直方图测试需要大量测试和很长的测试时间来收集足够的样本进行统计分析。因此，需要推进模拟和混合信号测试技术以降低成本。

早期模拟测试始于20世纪60年代，模拟电路通常根据其规格进行功能测试，因为其输入输出和器件数量相对较少。测试输入由规格生成，但由于规格数量众多，测试应用成本高昂。早期研究主要集中在离散模拟电路上，由于这些组件可靠性较低，许多在运行中会出现故障，因此模拟诊断对于修复有缺陷的电路至关重要。

随着混合信号IC的出现，当模拟电路为片上ADC提供输入时，其可观测性显著降低；当由片上数字电路驱动时，模拟电路部分的可控性也显著降低。行业仍然倾向于采用传统的基于DSP的模拟电路测试方法。最近有证据表明，制造商只有在成本竞争的压力下才会从单独的数字和线性IC转向混合信号芯片。而微电子领域的竞争预计将不断加剧，片上系统（SOC）设备的集成度远超传统混合信号设备，将整个系统集成到芯片上最终会进一步减少I/O端口，从而降低日益复杂电路的可观测性。例如，目前有将整个手机和个人计算机集成到单个IC上的努力