无矢量测试：高速I/O的最佳选择

无矢量测试：高速I/O的最佳选择

大批量制造商必须解决如何经济高效地测试多个多线高速I的难题/O接口 - 例如PCI Express，HyperTransport和Infiniband - 嵌入到巨大的数字系统级芯片设计中。虽然片上内置自测（BIST）与环回操作相结合是昂贵的自动测试设备（ATE）的广泛采用的替代方案，但其高速模拟部分的故障覆盖率较差，严重影响整体产品现在，一种称为无矢量测试的方法正在出现，它提供了两种方法中的最佳方法：片上I/O BIST的成本效益与基于ATE的信号完整性测量相结合。具体而言，该概念将ATE参数测试与片上测试内容生成和比较结合在一起，形成了硅与ATE之间的协同作用。结果是使用成熟的电子设计自动化技术为硅设计的大批量制造测试的经济优化解决方案。

传统的ATE架构使ATE提供源向量和速度矢量处理任务模式测试。随着频率持续增加超过千兆位/秒的阈值，特别是对于高速I/O接口，在大批量制造环境中，在ATE上提供此功能的成本变得非常具有挑战性。

为了最大限度地减少对ATE测试的依赖，许多设备制造商正在使用片上BIST结构和环回模式的组合。由于当今硅工艺中可能的高集成度，IC上硅面积的额外成本是非常合理的。

不幸的是，BIST方法因无法执行任务模式参数测试而受到影响，随着高速I/O接口的集成，这一点变得越来越重要。频率在每秒千兆位的范围内，信号不再被视为纯数字信号。需要考虑信号完整性问题，例如时序抖动和电平噪声，以保持足够的故障覆盖率并满足所需的质量水平。

两种方法中的最佳方法

进入无矢量测试，这是一种更加协同的方法，可以充分利用ATE和BIST的优势。有了它，ATE有效地作为BIST/loopback中循环的扩展。因此，测试仪不提供任务模式向量和速度比较;相反，它完全负责信号完整性验证。

由于矢量生成和速度比较功能传统上增加了ATE信道的成本，这种双重方法允许更经济的解决方案大批量制造。

以下是它的工作原理。片上BIST电路以所需的数据速率提供测试内容，然后可以在环回模式下根据标准协议进行测试。 ATE将通过执行无法通过片上电路实现的信号完整性测量来做出贡献。

参数测量的设置不需要矢量，因此全称：无矢量参数测试。测试的参数取决于应用，范围从简单的抖动生成，容差和接收器灵敏度到更复杂的参数，如数据到时钟的偏斜。

这对设计人员有何影响？设计人员现在负责在IC上创建机制，以便为设备的功能验证以及要在ATE上执行的参数测试提供测试内容。设计人员必须通过针对锁相环的最大应力调整的杀手模式生成最坏情况的信号完整性条件。这种方法的一个明显优势是，设计人员可以利用与设计SoC相同的技术来测试这些电路，而不是等待开发更新的ATE技术。

环回信道

在ATE侧，环回路径通过ATE中更具成本效益的环回信道卡进行扩展，允许模式独立测量所需的信号完整性参数，并可选择允许访问直流测量资源。该环回通道卡可以配置为测量信号完整性参数，例如抖动，还允许测试工程师调整参数以便反馈给接收器。这允许使用相同的卡测试发射机信号完整性和接收机容差。

对于成本最敏感的应用，可以提供通过/失败测量，进一步降低成本ATE卡。

有多种方法可以实现低成本的参数环回测试解决方案。一些解决方案使用抖动注入模块作为被测设计（DUT）板的附件，但这些方法可能会受到注入的抖动随数据速率变化的影响。

更多灵活的方法涉及一个可调数据眼图调节器，它允许独立的抖动和电平调整（见图，第62页）。

因为DUT板上的无源元件无法做到这一点，ATE中的专用环回卡是一种合适的替代方案。这允许用户使用ATE软件对数据眼图开放进行编程。

将片上BIST与ATE辅助环回相结合的协同方法可以更有效地解决高速I/O问题。接口测试问题要比单独提供。虽然它确实需要设计人员开发支持参数和逻辑测试的机制，但现有的EDA功能可以轻松支持这些机制的创建。

BIST和ATE的结合可实现经济高效的大批量生产新的SoC器件所需的模拟测量保持高故障覆盖率和质量水平的解决方案。

审核编辑 黄宇