【E課堂】芯片反向設計流程

　　測試規范

　　IC設計師在芯片tapeout之后就要準備制定CP測試規范了，這是接下來(lái)CP測試流程的總綱，非常重要。測試規范的測試項主要來(lái)源于芯片datasheet，將重要的參數設置為測試項，并規定參數的合理分布范圍以及每一個(gè)測試項的測試方法(流程)。這些測試參數以及測試方法將決定CP測試開(kāi)發(fā)時(shí)所用到的測試環(huán)境ATE(auto test environment)。

　　CP測試開(kāi)發(fā)

　　根據測試規范，可以選定所需要的測試工具以進(jìn)行整個(gè)測試環(huán)境的搭建工作。我所知道到用于芯片測試的測試儀有JUNO DTS-1000，ASL1000，V777，STS8200等。每一種測試儀適用于不同種類(lèi)的芯片測試，測試儀主要分為數字測試，模擬測試，數?；旌蠝y試這三大類(lèi)。

　　CP測試開(kāi)發(fā)所需要做的工作有：

　　1，測試儀的選擇(ps：這個(gè)階段還要考慮一個(gè)重要的因素就是一次測試多少顆裸芯，也就是CP測試常說(shuō)的多少個(gè)site，這關(guān)系到后續測試程序的編寫(xiě)，以及DUT板的制作，非常重要);

　　2，根據測試儀開(kāi)發(fā)測試程序;

　　3，制作測試裸芯片用DUT板，扎PAD位的針由測試廠(chǎng)制作并焊接在DUT上(ps:DUT板有時(shí)候也叫針卡);

　　4，自制測試儀(可選)，當測試儀并不能完成某些特殊測試項的要求時(shí)，還得自己制作測試儀。例如，紅外接收芯片測試所需要用到的掃頻儀，若采用非自制掃頻儀，測試時(shí)間將非常長(cháng)，必須自己制作。

　　5，測試數據的分析。對測試數據的分析有助于對測試方法的改進(jìn)和對芯片設計的改進(jìn)。CP測試在整個(gè)芯片反向設計中占據著(zhù)重要位置，所花費的人力、物力是非常多的，還需要頻繁和測試廠(chǎng)交流，所以CP測試顯得非常復雜。在CP測試開(kāi)發(fā)完之后，會(huì )進(jìn)行COB測試，之后才進(jìn)行CP測試的調試階段，以及正式批量測試階段。

　　COB測試

　　所謂COB測試，其實(shí)就是Chip On Board(將裸芯打線(xiàn)在PCB板上或者將封裝好的芯片焊接在PCB上，并將引腳引出)，它是在CP測試進(jìn)行之前進(jìn)行的一項測試(也在成品測試之后進(jìn)行)，用于初步判斷芯片的功能和性能，如果這批次隨機采樣的幾顆芯片功能和性能都很爛就暫時(shí)不必進(jìn)行CP測試了。另外，COB測試相比于CP測試具有更多的靈活性，可以測試更多的測試項，獲取有關(guān)芯片更為全面的信息。當然，COB測試也是需要開(kāi)發(fā)一套相應的測試環(huán)境的。開(kāi)發(fā)的工作根據芯片的不同，工作量會(huì )有很大的不同，例如，如果有I2C通信引腳的芯片，需要用到USB轉I2C芯片，例如FT232。通過(guò)在電腦上編程，通過(guò)控制USB轉I2C芯片來(lái)控制待測芯片。這樣的話(huà)，搭建整個(gè)測試環(huán)境就會(huì )比較復雜。如果是模擬芯片，例如電源管理類(lèi)芯片，需要使用LabView編程來(lái)控制數字源表進(jìn)行自動(dòng)化參數測量?？傊?，COB測試也是芯片設計中一個(gè)比較重要的流程,這部分的工作內容，比較難以敘述，簡(jiǎn)單的，就用數字源表測試幾項參數就行了，復雜的都會(huì )基于軟件控制的形式進(jìn)行半自動(dòng)的測試。具體說(shuō)來(lái)，

　　1、開(kāi)發(fā)在PC端開(kāi)發(fā)測試的程序，例如LabView;

　　2、設計測試芯片的電路板，并留下與PC通信的接口，通常采用單片機做主控芯片;

　　3、搭建測試所需要的環(huán)境，比如說(shuō)遮光要求。過(guò)程敘述得很簡(jiǎn)單，但實(shí)際開(kāi)發(fā)并不容易，難度視待測芯片而異。

　　成測開(kāi)發(fā)

　　在CP測試完了之后，裸芯就可以送到成測廠(chǎng)進(jìn)行劃片和封裝了，在這期間，IC設計師所要做的工作就是依據制定成品測試的規范并進(jìn)行成品測試的開(kāi)發(fā)。這部分的工作其實(shí)和CP測試的工作是類(lèi)似的，只不過(guò)，相對于CP測試而言，成品測試的測試項會(huì )少很多。許多CP測試用到的測試項，比如，燒調之類(lèi)的，成品測試就不會(huì )進(jìn)行了，其余步驟均與CP測試一致。

　　可靠性測試

　　當芯片封裝好，并通過(guò)了成品測試之后，并不意味著(zhù)芯片的測試就結束了，還有芯片可靠性測試。在成測結束，并把樣品返回設計師手中之后，設計師還需進(jìn)行COB測試，并在這時(shí)預留幾顆芯片不參與接下來(lái)的可靠性測試，這幾顆芯片將在可靠性測試之后作為對比之用。

　　芯片可靠性測試，是衡量芯片的質(zhì)量和壽命的一項測試。它具體包括環(huán)境測試、EMC測試、其它測試等三大項。細分項有高溫低溫測試、高溫高濕測試，抗靜電測試等等，全部的測試項可參考IC可靠性測試項目。每一款芯片都有與其對應的可靠性測試項，并不是所有測試項目都要測。我們只要關(guān)注與該芯片適配的測試項就行。具體如何決定測試項，這需要與芯片的用途有關(guān)，每一種用途，它的測試要求都是不一樣的?？煽啃詼y試實(shí)驗比較簡(jiǎn)單，但是，芯片的可靠性卻是由此來(lái)衡量的?？煽啃詼y試需要的測試工具都比較昂貴，當然工具的重復使用性也是比較好的。每一個(gè)測試項都對應這一套測試設備。

　　成品開(kāi)發(fā)

　　設計出的芯片必須配置相應的使用方案，才能將芯片推廣出去，客戶(hù)才能夠更好的使用芯片。不同用途的芯片，它的使用方案不一樣，差別也是非常巨大的。像單片機、ARM、FPGA類(lèi)芯片，配置的可不是簡(jiǎn)單的使用方案，而是一整套使用它的系統。電源管理芯片，需要配置一個(gè)電源管理芯片的一套應用方案，并且需要具有一定的競爭力，這才能夠將芯片賣(mài)出去。所以成品開(kāi)發(fā)是芯片能否賣(mài)出去的關(guān)鍵。我所接觸到的成品開(kāi)發(fā)，基本是以單片機為主控芯片的開(kāi)發(fā)方案。具體開(kāi)發(fā)過(guò)程將在后續有更為詳細的說(shuō)明。