现代集成电路测试技术

本书是一部包括集成电路测试理论、测试方法、测试标准，各种类型测试系统、测试辅助设备和测试系统计量等内容的现代集成电路测试技术全书。本书内容具有全面性、系统性和实用性的特点。编写本书的目的是使读者对集成电路测试问题有一个明晰的解决方法的轮廓，知道今天的集成电路测试需要做什么？我们能做什么？还会有什么样的难题？发展的方向是什么？本书可作为从事微电子测试和设计技术工作的研究人员、技术人员，以及需要进入该领域的专业科技和管理人员的学习和培训教材，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。

提议写这本书的是北京市科学技术研究院，这个建议得到了北京市科委先进制造技术办公室侯国光主任和信息产业部电子信息产品管理司王勃华处长的支持，并将编写计划列入北京市重大科技项目《集成电路测试业关键技术研究》中基础研究部分。编写的具体领导和组织工作由北京自动测试技术研究所张东所长负责。2004年9月17日正式组建了编写组，由中国科学院计算技术研究所时万春研究员担任主编，北京自动测试技术研究所张东所长、中国科学院计算技术研究所魏道政研究员、清华大学微电子学研究所孙义和教授担任副主编，北京大学微电子学系冯建华副教授、中国电子技术标准化研究所陈大为副总工程师和北京自动测试技术研究所戴昌培研究员担任编委。同时成立了由北京东方泰思特测控装备技术有限责任公司总经理孙亚京和集成电路测试技术中心高工唐平组成的编委会办公室，负责本书编写的全面组织、行政和事务工作。

本书由上、下篇，共23章组成。上篇12章是集成电路测试原理部分，重点介绍现代集成电路测试和设计验证所涉及的方法和技术，它从测试的两大目标（推出合格的产品、诊断和定位故障）出发，论述集成电路测试所涉及的技术和方法，主要有以下几个方面：①数字VLSI结构化测试的方法；②数模混合信号电路的测试方法；③设计验证技术；④集成电路测试标准。下篇11章是集成电路测试设备部分，主要介绍现代集成电路测试和设计验证所需的各种测试和测试验证设备，重点是传统的三大类型集成电路测试系统和集成电路测试验证系统。三种类型测试系统是指数字集成电路测试系统、模拟集成电路测试系统和数模混合信号集成电路测试系统。与这三种类型系统相呼应，下篇还特别关注了以SOC测试、基于DFT测试、RAM测试等为主要特点的新类别测试系统以及基于标准总线集成电路测试系统的发展，并安排了测试系统计量和自动分选机/探针测试台两个专题。

本书的编写工作主要由编委会成员分工完成，一些章节也聘请了中国科学院计算技术研究所和中国电子科技集团公司第45研究所的科技人员参与编写。吕涛编写第1章；魏道政编写第2、4章；王达参与编写第4章；胡瑜参与编写第2章；孙义和编写第3、5~7、14章；吴明行编写第8章；冯建华编写第9~11、20章；陈大为编写第12、22章；时万春编写第13、15、16、19、21章；戴昌培编写第17、18章；李燕玲等编写第23章。本书的上篇由魏道政、孙义和、冯建华审读，下篇由时万春、张东、陈大为、戴昌培审读。审读后的修订、通读、索引工作主要由时万春、张东、魏道政、戴昌培负责。

本书的编写是一次大胆的尝试。全书按集成电路测试原理和集成电路测试设备划分上、下篇，按数字集成电路、模拟集成电路和数模混合信号集成电路测试理论、方法和相应的测试设备呼应成章。根据现代集成电路测试技术发展和专业测试需求，将SOC测试、IDDQ测试、测试开发系统、测试标准、测试验证系统、RAM测试系统、基于标准总线的集成电路测试系统、基于DFT测试仪、SOC测试系统、测试系统计量和集成电路测试辅助设备（自动分选机和探针测试台）独立成章。从现代集成电路测试技术的角度看，这种编写方式的优点是全书比较完整、全面，信息量大，但也给编写带来一些困难，比如全书名词术语和图形符号标准和统一问题，各章叙述和展开的层次与深度不尽一致，还有作者写作习惯和文字表达的差异，这使得本书总体上风格不够统一。我们希望这些问题能在再版修订时有所解决。

我们要感谢从事集成电路测试广大科技工作者的支持和帮助，感谢北京市科委先进制造技术办公室侯国光主任的关心和具体指导，感谢北京自动测试技术研究所为本书编写提供的全面支持。希望本书能为我国微电子测试领域从事科研、开发、生产和教学的广大科技人员有所帮助，并有助于我国集成电路测试产业的发展。

由于我们的水平有限，涉及的技术领域又比较广，书中不妥之处，希望从事微电子领域的专家和广大读者批评指正。



编写组

2005年12月

全书按集成电路测试原理和集成电路测试设备划分为上、下篇。根据现代集成电路测试技术发展和专业测试需求，上篇主要介绍数字VLSI结构化测试方法、数模混合信号电路测试方法、设计验证技术和集成电路测试标准；下篇重点介绍数字/模拟/数模混合信号等三种类型集成电路测试系统和集成电路测试验证系统，同时特别关注了以SOC测试、基于DFT测试、RAM测试为主要特点的新类别测试系统和基于标准总线集成电路测试系统的发展，并安排了测试系统计量和自动分选机/探针测试台两个专题。

本书可作为从事微电子测试和设计工作的研究人员、技术人员，以及准备进入该领域的管理人员的学习和培训教材，也可作为高等院校相关专业师生的教材和参考书。

上篇集成电路测试原理

第1章概述

11测试的意义

12测试的分类

13测试成本与产品质量

参考文献

第2章逻辑模拟与故障模拟

21电路模型及简单的结构分析

22信号状态模型

23定时模型

24故障模型及故障精简

25故障效应的传播

26逻辑模拟算法

27故障模拟算法

28时序电路的逻辑模拟和故障模拟

参考文献

第3章可测性度量

31可测性度量的基本概念

32可测性的度量

参考文献

第4章测试生成

41测试生成方法分类

42测试生成算法中的一些基本概念和技术

43单路径敏化法

44D算法

459值算法

46PODEM算法

47FAN算法

48布尔差分法

49布尔满足法

410面向电路的测试生成方法

411组合ATPG算法研究进展

412时序电路测试生成

413高层设计的测试生成

414测试生成系统

参考文献

第5章可测性设计方法和技术

51可测性设计的基本概念

52专门的可测性设计方法

53基于扫描的可测性设计技术

54全速测试和全速扫描测试技术

55特征分析测试方法简介及内建自测试

56边界扫描设计技术

57可测性设计规则综述

参考文献

第6章设计验证技术

61设计验证技术基本概念

62设计的模拟验证

63设计的形式验证和断言验证

64设计验证辅助功能测试向量的制成

65现代数字集成电路芯片设计验证的语言

参考文献

第7章测试数据压缩技术

71测试数据压缩的缘由、特点和方法概述

72Huffman编码

73游程编码的方法

74Golomb码的数学基础和数据压缩

75快速编码的优势和特点

76二维压缩编码方法的基本实践

77数据压缩的硬件实施方法和措施

参考文献

第8章测试开发系统

81测试语言

82测试程序

83测试开发环境

84测试转换系统

85测试设备脱机开发环境

参考文献

第9章混合信号集成电路测试

91概况

92采样理论

93基于DSP的测试

94基于模型的测试

95DAC测试

96ADC测试

97混合信号DFT和BIST

参考文献

第10章IDDQ测试

101IDDQ基本原理

102IDDQ测试生成

103IDDQ可测性设计

104IDDQ监控器设计

105ΔIDDQ测试

106深亚微米IDDQ测试

107未来方向

参考文献

第11章SOC测试

111概况

112SOC测试困难

113测试访问机制

114测试外壳

115内核测试

116SOC系统测试

117测试标准

118内核测试语言

119未来的挑战

参考文献

第12章集成电路测试标准

121集成电路相关标准机构

122国际集成电路测试标准介绍

下篇集成电路测试设备

第13章集成电路测试系统概述

131集成电路测试系统发展概述

132集成电路测试系统分类

133集成电路测试系统专用集成电路

134分布式集成电路测试系统

参考文献

第14章集成电路测试验证系统

141集成电路测试验证要求和测试验证系统发展

142第1代测试验证手段和系统

143第2代测试验证系统的构成

144第3代测试验证系统的特点

145现代测试验证系统的要求和特点

参考文献

第15章数字集成电路测试系统

151数字集成电路测试系统原理

152数字SSI/MSI测试系统

153数字LSI/VLSI测试系统

参考文献

第16章RAM测试技术和测试系统

161RAM的基本组成及结构

162RAM测试

163RAM测试系统

参考文献

第17章模拟集成电路测试系统

171模拟电路的测试需求

172模拟电路测试系统的系统结构

173模拟测试系统仪器构成原理

174现代模拟集成电路测试系统

参考文献

第18章数模混合信号集成电路测试系统

181混合信号电路对测试的需求

182混合信号电路测试系统的体系结构

183混合信号电路测试系统的同步

184混合信号测试的特殊仪器

185混合信号电路测试系统

第19章基于标准总线的集成电路测试系统

191基于标准总线的集成电路测试系统发展

192虚拟仪器

193自动测试系统软件体系结构

194基于标准总线的通用集成电路测试系统举例

参考文献

第20章基于DFT测试仪

201传统ATE

202DFT测试仪

203测试方法

204DFT测试应用

205DFT测试仪与传统ATE区别

206一种边界扫描DFT测试系统——JTAG

参考文献

第21章SOC测试系统

211SOC测试特性

212SOC测试系统特性

213SOC测试系统

参考文献

第22章集成电路测试系统的计量

221量值溯源基础

222集成电路测试系统校准与参数溯源的基础原理

223集成电路测试系统校准与参数溯源方法介绍

224集成电路测试系统国家校准规程

参考文献

第23章集成电路测试辅助设备

231自动分选机

232探针测试台

参考文献