測試技術發(fā)展趨勢

　　IC測試、通信測試、網絡測試和虛擬儀器的發(fā)展已出現一些新的勢態(tài)。

    降低測試成本成為發(fā)展IC測試的首要目標

　　對體積更小、功能更強的芯片的需求正推動IC產業(yè)的發(fā)展，同時也推動著IC設計和測試的發(fā)展。對于系統(tǒng)芯片（SOC）的測試，其成本已幾乎占芯片成本的一半。根據英特爾公司副總裁提出的測試摩爾定律，未來幾年，每一晶體管的硅投資成本將低于其測試成本。 因此未來IC測試設備制造商面臨的最大挑戰(zhàn)是如何降低測試成本。

    過去的集成電路主要分為模擬電路、混合信號電路和數字電路。１９９８年，稱之為MACH-D的（即存儲器、模擬、通信、高速總線和數字的英文縮寫）系統(tǒng)芯片問世了。對這種電路的測試，將減少功能測試、更多地采用結構測試（即對采用可測性設計的IC進行測試）。采用結構測試，不用開發(fā)功能測試矢量，可以縮短測試開發(fā)時間，節(jié)省測試成本。采用內置自測試（即把測試電路設計在芯片或IP核中，通過內置測試電路對芯片或IP核的測試）也可大大縮短測試開發(fā)時間，降低測試費用，但必須加強IC制造、設計和測試開發(fā)人員的合作，將相關工具結合起來，才可使易于測試的器件更快投入生產。另一種降低測試成本的測試方式是采用基于故障的測試，即測試可能發(fā)生故障的部分，不測試不可能發(fā)生故障的部分。通過了解芯片的結構，在制造過程中，在可能引入失效機理的地方設計一些測試電路。這樣既可保證較高的測試覆蓋率，又能省時省費用。

　　解決異步測試問題，需要制定IP核測試標準

　　目前，設計人員設計系統(tǒng)級IC時，已廣泛采用將不同的IP核集成在一起的方式。這樣可大大縮短芯片的上市時間。將不同廠商的不同IP核集成到一個器件中可能遇到多個時鐘問題。如果設計師采用PCI總線和Rambus總線，不同的時鐘使并行測試這些IP核極為復雜。假如這些IP核的時鐘呈整數倍關系，可選的測試方法有很多，但是遇到它們的時鐘不呈整數倍時，則在同一測試設備中，需要多個時域。也就是被測器件的各引腳的工作狀態(tài)處于異步狀態(tài)，即一些引腳以６６MHz／s工作，另一些引腳以８００Mb/s工作。因此，半導體測試的下一步工作就是要解決這類異步測試問題。現在，各IP核供貨商采用的不是同一種可測性設計策略，對被測IP核的接入方式也各不相同。因此，需要制定IP核接入標準和可測性設計標準。

    提高測試模擬IC的速度

　　另一個要解決的測試問題是如何發(fā)展可測性設計、內置自測試和其它數字測試技術，以滿足器件的模擬測試。從上市的時間的觀點來看，這可能是關鍵問題。IC測試設備制造商能解決以Gb/s工作的數字電路和高速串行通信端口的測試問題。但測試混合信號器件中模擬部分的難度就很大。一些器件可能是數字器件，但具有模擬特性。如局域網接口電路。這種電路的測試很復雜、費時、難以實現。今后，IC測試設備制造商的另一個任務就是要提高這類器件的測試速度。

采用開放式結構，適應通信測試的需求

　　通信測試儀器制造商正面臨新技術、新標準和更短的產品壽命周期的挑戰(zhàn)。許多通信設備制造商將向市場推出采用無線因特網等新技術的產品。他們一邊推出新產品，一邊設計性能更高的新產品。因此，它們需要測試儀器廠商提供易于升級的測試儀器，以適應采用最新技術的通信設備的測試需求。所以，這類通信儀器將廣泛采用開放式結構設計、模塊化和靈活的硬件與軟件結構。

開發(fā)適應高速網測試的網絡測試儀

　　 隨著網絡速率的提高，測試儀器捕捉網絡數據越來越困難?，F有的測試儀器在測試高速率的網絡時已不是很有效，甚至采用大容量的緩沖器，也不能獲得真實的數據。這就迫切需要儀器生產廠商研制具有實時濾波能力的測試儀器。這樣可以把與故障有關的數據存儲下來，并進行實時分析。這種具有實時濾波和內部專家系統(tǒng)的儀器不但能對數據進行分析，還能對網絡的故障進行準確定位。

改進性能，滿足２.５G/３G移動通信的測試要求

　　第三代（３G）移動通信系統(tǒng)（IMT２０００）將開創(chuàng)視頻會議、移動電子商務等寬帶應用的新時代。它的發(fā)展將使用戶獲得全球漫游、因特網接入（采用WAP）和視頻信號傳輸功能。目前，移動通信設備廠商正在開發(fā)從第二代到第三代的過渡性系統(tǒng)－二代半（２.５G）系統(tǒng)（GPRS、HSCSD和EDGE）。其中，GPRS（通用分組無線業(yè)務）的速率比GSM高１０倍，估計２００１年投入使用。HSCSD（高速電路交換數據）將用于數據通信。EDGE采用四象限相移鍵控調制技術，最高接入速率可達３８４kbps。在開發(fā)上述移動通信系統(tǒng)時，需要考慮的重要因素是帶寬和頻譜限制，因此需要高分辨率的頻譜分析儀、功率計等儀器。適合上述移動通信系統(tǒng)測試的頻譜分析儀必須滿足對復雜數字調制信號的測試要求。功率計需采用更寬動態(tài)范圍的功率傳感器。

可移植應用軟件將是虛擬儀器的開發(fā)重點

　　近幾年，基于計算機的儀器（也稱為虛擬儀器）發(fā)展非常迅速。它是依賴軟件，通過計算機來控制測試硬件、分析和提供測試數據的儀器。它沒有專門的前面板、顯示器和電源，硬件通常在PC或VXI/CPCI主機中，所有儀器面板和顯示器都在監(jiān)視器上模擬，所以稱為虛擬儀器。目前，虛擬儀器有兩類。一類是基于PC的儀器，它是由PC、能插入PC機箱的插卡或模塊和相關測試軟件（如LabVIEW、LabWindows/CVI、HP-VEE、TestPoint等）所構成。采用這種結構能構成基于PC的示波器、任意波形發(fā)生器、波形分析儀、函數發(fā)生器、邏輯分析儀、電壓表和數據采集產品。另一類虛擬儀器是基于VXI和CPCI/PXI模塊的測試系統(tǒng)采用這種結構能構成用于生產測試的高性能專用測試系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)和自動測試設備（ATE）。虛擬儀器為用戶提供了一個用戶界面友好、結構開放的測試系統(tǒng)。它的特點是價格適中、功能強、測試速度快、可重組。無論是供應商還是用戶都不希望虛擬儀器在未來替代所有臺式儀器。然而，它在電子、通信、半導體和汽車工業(yè)等領域的應用正在擴展。在虛擬儀器中，軟件起著重要的作用。現在用戶需要其應用軟件能從一種平臺移植到另一種平臺，如在LabVIEW或LabWindows上開發(fā)的、支持ISA總線插卡的測試程序稍加修改，應能支持PCI總線插卡，也就是應用軟件應有跨平臺的支持能力。為此目的，由Tektronix、Advantest、National Instruments等測試儀器供應商、系統(tǒng)集成商和用戶成立的IVI基金會（互換虛擬儀器基金會），準備開發(fā)可支持不同廠商生產的儀器模塊的驅動器。由安捷倫等公司創(chuàng)建的開放數據采集協會（ODAA）將開發(fā)開放的、互操作的基于微軟公司COM技術和PC的數據采集硬件和軟件。

寬帶測試將成為新千年重點發(fā)展的技術

　　在通信和因特網領域，寬帶測試技術將成為新千年的熱點技術。什么是寬帶？其定義一直是過去幾年人們經常議論的一個問題。業(yè)界人士公認的寬帶是能將高速因特網的多媒體業(yè)務提供給用戶的接入技術。寬帶還包括配置高速、寬帶局域網、廣域網的技術、服務提供商提供的寬帶互聯骨干網技術等。

　　動態(tài)同步傳輸模式（DTM）技術是寬帶技術之一。該技術基本是一種時分復用技術，它能適應信息流量的變化。據稱，它可提供比ATM或SONET更快的速度和更平穩(wěn)的運行，并且與IP兼容，但它的應用情況還有待觀察。大多數測試儀器公司現在還沒有用于DTM技術的測試儀器。然而，大的測試儀器公司很可能已有用于開發(fā)的DTM測試儀器。DTM的應用一旦猛增，這些公司的DTM測試設備將搶先占領市場。

　　寬帶接入技術是另一個正在高速發(fā)展的技術。通常，個體用戶通過速率為５３Kbps的撥號調制解調器接入因特網。最近幾年，因特網的多媒體內容極大地刺激了用戶下載視頻、音頻和圖形的需求。撥號調制解調器有限的速度和帶寬延長了下載時間，使用戶感到很不方便，因而他們需要發(fā)展寬帶接入技術。電纜調制解調器和數字用戶線路（DSL）可使個用戶通過電視電纜或電話線以撥號調制解調器１０倍或更高的速度接入因特網。

 數字用戶線路（DSL）與電纜調制解調器正在提供寬帶業(yè)務方面展開全面的競爭。

    DSL有數種形式，其中，非對稱數字用戶線路（ADSL）是最通用的技術，并得到了廣泛的應用。目前，安捷倫、GenRad、Netcom Systems、Tektronix、Consultronics、Fluke、WWG和Telebyte公司已推出大批用于生產、研究開發(fā)測試的ADSL測試儀。預計未來幾年，DSL測試儀市場將以較快的速率增長，尤其是用于現場測試的便攜式DSL測試儀。

     線纜調制解調器的基礎設施在成本方面高于DSL，并且其用戶數少于電話用戶數。然而，DSL業(yè)務的推遲已影響了它的安裝數。另外，以前的木地環(huán)也不能提供DSL服務，除非對它們進行升級改造。而線纜不受這些影響。因此預計未來幾年，線纜調制解調器測試儀與DSL測試儀的發(fā)展幾乎是并行的。

　　此外，因特網的寬帶需求還將使光通信設備供貨商發(fā)展轉輸速率達１０Gbps以上的技術。采有分組／DWDM（高密度波分復技術）可達到這一速率，預計相應的高密度波分復用測試技術也將得到較快的發(fā)展。

（崔德勛）