片上芯片SoC挑战传统测试方案
关于 HIC、MCM、SIP 封装与 SOC 的区别及工艺分析
0 引言随着国防军工、计算机和汽车电子产业的发展，电子产品和系统要求实现功能强、性能优、体积小、重量轻之特性，从当前电子产品及芯片发展的技术领域来考虑，实现该功能的电子产品有两种方式：其一，从芯片设计角度出发，依赖于 SoC 片上系统芯片设计及制造技术的发展和推进；其二，从芯片封装技术的角度考虑，依赖于近年来逐步发展和成熟起来的先进封装技术的支持。
SoC（System on Chip）片上系统是芯片研发人员研究的主方向。
它是将多个功能模块进行片上系统设计，进而形成一个单芯片电子系统，实现电子产品小型化、多功能、高可靠的特征需求，是芯片向更高层次发展的终极目标；但是，SoC 片上系统需要多个功能模块工艺集成，同时涉及各功能模块电路的信号传输和处理，技术要求高，研发周期长，开发成本高，无法满足电子产品升级换代的快速更新。
基于以上产品需求，在混合集成电路 HIC（Hybrid integrated circuit）封装技术基础上，MCM（Multi-Chip Module）及 SIP （System in package）等微电子封装技术逐渐在此方向上获得突破，在牺牲部分面积等指标的情况下，形成单一的封装“芯片”，并且可快速实现相同功能的芯片量产，推动产品快速上市。
本文将介绍 SoC 片上系统的优势和产品快速更新需求的矛盾，为解决此矛盾，从封装技术角度出发，给出微电子封装技术发展的 3 个关键环节，即HIC、MCM 及 SIP，介绍了其各自封装技术的优缺点，阐释了 HIC、MCM 及 SIP 的相互关系，最终分析形成一套基本满足 SOC 片上系统功能且可快速开发组装形成批量产能的 SIP 封装技术，快速实现电子产品整机或系统的芯片级更新需求。
1 SoC 片上系统分析SoC 即系统级芯片，从狭义的角度讲，SoC 是信息系统核心的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义的角度讲，SoC 是一个微小型系统。
SoC设计的可扩展验证解决方案
SoC设计的可扩展验证解决方案为了充分利用系统级芯片（SoC）设计带来的优点，业界需要一种可以扩展的验证解决方案，解决设计周期中各个阶段的问题，缩短验证鸿沟。
本文将探讨可扩展验证解决方案为何能够以及如何解决SoC设计目前面临的功能方面的严峻挑战，以达到提高设计生产力、保证设计质量、缩短产品上市时间以及提高投资回报率的目的。
功能验证是电子设计人员目前面临的主要挑战之一，为了使自己的产品在竞争中脱颖而出，人们正在将越来越多的功能集成进自己的产品，其中包括模拟/混合信号内容、嵌入式处理器及其各自的软件，总体系统变得日益复杂。
随着设计实现尺寸缩小、集成度提高，验证的复杂性也在大幅上升，测试向量的长度和数量也在增加。
如果设计中存在错误，人们将越来越难以发现造成错误的原因，而且日后更改以及重新生产的成本也是非常高昂的。
功能验证危机功能错误是造成设计重新流片的首要原因，这对投资回报率和产品上市时间造成了不利和负面的影响。
在所有芯片设计中，有60%需要至少两次重新流片。
而就所有重新流片的设计而言，其中62%是由功能错误造成的。
不幸的是，功能验证方法多年以来并未出现任何重大变化，验证技术已经落后于设计和制造能力，形成了一个验证鸿沟，而且这个鸿沟还在不断扩大，使得设计潜能的发挥变得纸上谈兵，虚无缥缈。
出于同样的原因，模拟和验证成为整个设计流程的瓶颈，给提高设计生产率造成了障碍（图1）。
为了解决验证鸿沟问题，提高系统级芯片的验证水平，产品经理需要通过积极的态度，将功能验证作为总体设计方法的一个有机组成部分加以解决。
实现这一目标的最有效途径就是采用一种能够在不同工具和不同抽象级别之间实现可扩展的验证方法。
功能验证策略必须以整个系统为目标，其中包括数字硬件、嵌入式软件和混合信号内容，必须考虑到每个设计层次以及设计流程的每个阶段。
尺寸和复杂性方面的挑战随着设计在尺寸和复杂性方面稳步发展，功能验证的重要性不断提升。
设计的复杂性主要体现在嵌入式软件和模拟电路所占比例正在不断提高。
SOC芯片测试要求
SOC芯片测试要求1.功能测试：功能测试是验证芯片是否按照设计规格正确工作的关键。
测试需要覆盖所有的功能模块，并验证其是否按照设计要求正确操作。
这包括指令集的正确执行、数据通路的正确连接、输入和输出接口的正确性等。
功能测试需要覆盖正常操作和异常操作，以确保芯片在各种情况下都能正确工作。
2.性能测试：性能测试是验证芯片的性能参数是否满足设计要求的重要环节。
性能测试需要测试芯片的时钟频率、指令执行速度、存储器访问延迟、处理器吞吐量等性能指标。
性能测试需要考虑芯片的工作环境和应用场景，确保芯片能够在各种情况下都能够达到性能要求。
3.电气测试：电气测试是验证芯片的电性能是否满足设计要求的关键步骤。
电气测试需要对芯片进行电压测试、功耗测试、时钟信号测试等。
电气测试需要保证芯片在各种电气条件下都能够正常工作，避免电源噪声、电磁干扰等对芯片性能的影响。
4.容错测试：容错测试是验证芯片在面对异常情况时是否能正确处理的重要环节。
容错测试需要覆盖各种可能的异常情况，包括软件错误、硬件错误、通信错误等。
容错测试需要验证芯片在异常情况下是否能正确识别和处理错误，以确保芯片的可靠性和稳定性。
5.温度测试：温度测试是验证芯片在高温或低温环境下是否能正常工作的重要环节。
温度测试需要测试芯片在不同温度下的性能和可靠性，以确保芯片能在各种环境条件下都能正常工作。
温度测试需要考虑芯片的散热设计和温度控制，以避免过高或过低温度对芯片的损害。
6.可靠性测试：可靠性测试是验证芯片在长时间工作条件下是否能保持稳定和可靠的关键步骤。
可靠性测试需要对芯片进行加速寿命测试、高温老化测试、电磁干扰测试等，以验证芯片的可靠性和耐久性。
可靠性测试需要模拟芯片在实际应用中的工作条件，并测试其在不同工作条件下的稳定性和可靠性。
综上所述，SOC芯片测试要求包括功能测试、性能测试、电气测试、容错测试、温度测试和可靠性测试等。
通过全面、系统地测试和验证，确保芯片具有稳定、高效、可靠的性能，满足用户的需求。
芯片测试方案
芯片测试方案一、引言芯片测试是电子产品制造过程中的重要环节之一，通过对芯片进行全面、准确的测试，可以保证产品的质量和性能。
本文将介绍芯片测试的意义、测试方案的设计和实施过程。
二、芯片测试的意义1. 提高产品质量：芯片是电子产品的核心部件，其质量直接影响整个产品的性能和稳定性。
通过对芯片进行全面的测试，可以及早发现和解决潜在问题，提高产品的质量。
2. 降低成本：及早发现和解决芯片问题可以避免后期的重大故障和召回事件，降低维修成本和售后成本。
3. 提高生产效率：芯片测试可以帮助生产线实现自动化生产，提高生产效率和产能。
三、芯片测试方案的设计1. 确定测试目标：根据产品的特性和需求，确定芯片测试的主要目标，如性能测试、可靠性测试、功耗测试等。
2. 测试环境的搭建：根据测试目标和产品的特性，搭建适合的测试环境，包括测试设备、测试软件和测试工具的选择和配置。
3. 测试用例的设计：根据产品的功能和性能要求，设计一系列测试用例，覆盖产品的各个方面。
测试用例应该具有代表性，能够全面测试芯片的功能和性能。
4. 测试流程的制定：根据测试用例，制定详细的测试流程，包括测试的顺序、测试的步骤以及测试结果的记录和分析。
5. 数据分析和问题解决：对测试结果进行数据分析和问题解决，查找问题的原因并给出解决方案。
四、芯片测试方案的实施过程1. 准备工作：包括测试环境的搭建、测试设备的准备和测试用例的编写。
2. 测试执行：按照测试流程执行测试用例，记录测试结果和问题。
3. 数据分析：对测试结果进行数据分析，包括统计数据、图表分析和问题的归类。
4. 问题解决：根据数据分析的结果，找出问题的原因并给出解决方案。
5. 结果验证：对解决方案进行验证，确保问题得到解决。
五、常见的芯片测试方法1. 功能测试：测试芯片的各个功能模块是否正常工作，包括输入输出、通信接口等。
2. 性能测试：测试芯片的性能指标，如速度、响应时间、功耗等。
3. 安全测试：测试芯片的安全性能，包括防火墙、加密算法等。
SoC测试的发展趋势及挑战
SoC测试的发展趋势及挑战1前言随着科技的长进，我们已经可以把越来越多的设计在同一个芯片中，这里面可能包含有中心处理器（CPU）、内存（Embedded memory）、数字信号处理器（）、数字功能模块（Digital function）、模拟功能模块（Analog function）、模拟数字转换器（, ）以及各种外围配置（, MPEG,…）等等，这就是我们所说的（系统单芯片）技术。
目前，无数具有中心处理器功能的消费性产品，如视频转换器（Set-top box）、移动电话（mobile phones）和个人数字助理（PDA）等等，都可称之为SoC芯片。
这类产品不仅在市场上占有重要地位，且其销售量还在不断的增长当中，已经越来越成为消费性电子的主流产品。
这类产品对成本与市场价格相当敏感，因此，业者的竞争力便来自于谁能更好的控制成本。
因为在一个芯片中集成了多种不同的功能模块，SoC 技术的进展为降低这类消费性电子产品的成本提供了机会。
与此同时，因为功能模块的高度集成，SoC 芯片的设计、创造和测试过程也变得更为复杂。
降低测试成本一向是业者关注的焦点之一，而测试系统的挑选又是其中之重。
公司推出的93000 SoC测试系统，彻低以业者的需求为考量，适时解决了业者的相关难题，为业者提供了最为经济有效的测试计划。
为使读者进一步了解安捷伦93000 SoC测试系统所涵盖的功能及原理，本文针对SoC芯片的测试需求，从93000 SoC系统的共时测试模式和混合信号测试功能举行了研究。
2 SoC芯片的测试需求SoC芯片内部十分复杂，研发创造的技术向来处于持续改进的状态。
同样的，在测试上也碰到前所未有的难题。
SoC芯片中：（1）晶体管的数目越来越多。
（2）为了符合顾客的需求，芯片所提供的功能越来越多。
（3）各个不同功能模块运作的频率往往不同。
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soc芯片ppt课件
外设接口设计
外设接口类型
选择合适的外设接口类型，如SPI、I2C、 UART等。
外设中断处理
实现外设中断的快速响应和处理。
外设驱动程序开发
编写外设驱动程序，实现外设与处理器核的 通信和控制。
外设时钟管理
对外设接口进行时钟管理，确保外设正常工 作。
03
CHAPTER
SOC芯片开发流程
需求分析
01
总结词
智能语音助手芯片是SOC芯片在智能语 音识别领域的应用，它能够实现高效、 准确的语音识别和语音合成，为智能语 音助手提供强大的技术支持。
VS
详细描述
智能语音助手芯片集成了高性能的语音信 号处理算法和人工智能技术，能够快速、 准确地识别用户的语音指令，并自动完成 相应的任务。它广泛应用于智能家居、智 能车载、智能客服等领域，为用户提供便 捷、高效的人机交互体验。
SOC芯片在通信领域中主要用于高速数据传输和处理，如路由器、交换机等设备中；在计算机领域中主要用于高 性能计算和数据中心等；在消费电子领域中主要用于智能手机、平板电脑等便携式设备中；在汽车电子领域中主 要用于车载娱乐系统、安全控制系统等。
SOC芯片的发展历程
总结词
SOC芯片的发展历程经历了从简单到复杂、从单一到多元的演变。
详细描述
SOC芯片是一种系统级芯片，它将多个功能模块集成在一个芯片上，实现了高 度的集成度和性能。相比传统的集成电路芯片，SOC芯片具有更低的功耗、更 高的性能和更小的体积，因此被广泛应用于各种领域。
SOC芯片的应用领域
总结词
SOC芯片在通信、计算机、消费电子、汽车电子等领域有着广泛的应用。
详细描述
多核协同工作
智能休眠与唤醒
SOC芯片测试要求
输出频率范围
Embedded Memory测试
自带memory bist
由测试机生成
标准测试向量
Flash
SRAM
E2
Embedded CPU测试
自带测试方案
由测试机生成
标准测试向量
ARM7
ARM9
8051
Scan测试
number of scan chain
4
√
max depth of scan chain
SOC芯片测试要求（请于需AM消费电子
逻辑管脚数
电源电压（内核/IO）
1.8/3.3
设计工作频率（内核/IO）
封装形式
WAFER
测试项目
描述
打勾
接触
验证程序（DC方法）
（便于Debug，但费时）
量产程序（向量方法）
（不便Debug，但省时）
模块化功能测试
PLL测试
STIL 1.0格式文件，不清楚深度
功能测试
Function测试
number of test pattern
单时钟域
125MHz以下
125～250MHz
250MHz以上
双时钟域
分/倍频关系
测试项目
设计参数
打勾
静态参数测试
输入漏电流（IIH/IIL）
输出漏电流（IOZH/IOZL）
输入电压（VIH/VIL）
输出电压（VOH/VOL）
动态功耗测试（Idd）
静态功耗测试（Idds）
平均功耗测试（Idda）
时序测试
TIMING 1
TIMING 2
TIMING 3
TIMING 4
SOC芯片可测试设计规范
SOC芯片可测试设计规范SOC芯片（System-on-a-Chip）是一种高度集成的芯片，集成了处理器、内存、外设和其他硬件组件。
在SOC芯片设计中，测试是一个非常重要的环节，因为它可以帮助开发人员在生产之前发现并修复设计缺陷，提高芯片的可靠性和性能。
在测试SOC芯片时，需要遵循一些设计规范，以确保测试覆盖全面、效率高，并且能够准确地识别问题。
首先，SOC芯片的测试设计应该从整体的角度考虑。
设计人员需要明确测试的目标和需求，并制定相应的测试计划。
测试计划应该包括测试的范围、测试方法、测试工具、测试时间和测试资源等方面的内容。
通过整体的测试设计，可以确保测试的全面性和高效性。
其次，SOC芯片的测试设计应该充分考虑不同的测试模式。
测试模式是一种用于测试芯片的特殊操作模式，可以通过改变芯片的工作状态来检测和修复设计缺陷。
常见的测试模式包括扫描链测试、存储测试、模块测试等。
在测试设计中，需要根据具体的需求选择合适的测试模式，并确保测试模式的设计正确、有效。
第三，SOC芯片的测试设计应该包括对外设的测试。
外设是SOC芯片中与外部系统或设备进行通讯的接口，包括通信接口、输入输出接口等。
在测试设计中，需要对外设进行充分的测试，以确保外设的性能和稳定性。
同时，还需要考虑外设的兼容性，确保在不同系统、设备和环境下都可以正常工作。
第四，SOC芯片的测试设计应该考虑到低功耗的需求。
低功耗是现代SOC芯片设计的一个重要目标，可以显著延长电池寿命和减少能耗。
在测试设计中，需要提供相应的测试方法和工具，以确保芯片在低功耗状态下仍然能够正常工作并满足设计要求。
此外，SOC芯片的测试设计还应该考虑到安全性的需求。
安全性是现代SOC芯片设计的一个重要方面，可以保护用户数据和系统的安全性。
在测试设计中，需要充分测试芯片的安全功能，并确保芯片能够有效防御各种攻击和安全威胁。
最后，SOC芯片的测试设计应该注重可重复性和可扩展性。
可重复性是指测试结果的一致性和可验证性，可以帮助开发人员更好地评估芯片的性能和质量。
SOC——片上系统的验证
灰盒验证
灰盒验证介于黑盒验证和白盒验证之间，验证人员熟悉RTL级设计原 理，但并不需要了解具体模块的实现细节,验证工程师以黑盒验证的方 式写测试用例(Testcase),同时，验证工程师需要监测或观察某些内部信 号以协助验证黑盒级别的功能规范，待验证的设计模块的其余部分仍 保持不可见性。 灰盒验证是用于大多数验证环境的模型，这主要是因为对于某些接口 级别的结果的预测，如果通过不观察内部信号就实现几乎是不可能。 验证人员可以在RTL级的关键模块插入测试点以快速定位问题。
基本的验证环境：测试平台
测试平台是指用来对某个设计创建、观察和检查预先确定 （确定性）的输入序列的所有代码。这些预先确定的输入序列 可能通过直接的方式或随机的方式产生。 测试平台包括：待验证的设计/逻辑、激励模块、监视器模块 、检查模块和记分板模块（不是必需的）。 下图是一个测试平台的示意图。
基本的验证环境：测试平台
检查器
基本的验证环境：测试平台
记分板是用来临时保存检查器所需信息的模块。是观测验证环 境各方面状态的模块。 检查器可以用两种方法使用记分板。 1）参考模型在检查器模块中，记分板的作用是检查事件将出 现时的输入，捕捉有关信息，并存储信息以供后继使用。 2）记分板就是参考模型，并且依据它观察到的输入激励进行 预期结果的计算。当检查器发现DUV输出，它就会在记分板 中查找预期数据并执行比较工作。
黑盒验证
黑盒验证是一种不考虑内部实现细节的功能验证方法，验证人员在 RTL级设计输入端施加激励信号，然后将输出值与预期值相比较，一 验证设计是否正确。 黑盒验证优点有：第一，简单，验证者无须了解RTL级设计细节，在 搭建测试平台（testbench）时不会受RTL级设计思路的影响，因此能 避免按RTL设计的实现思路验证RTL级设计的情况。 黑盒验证的主要缺点是可观察性差，由于验证人员对内部的实现细节 不了解，无法插入内部测试点，很难对错误进行迅速定位，在大规模 设计中难以跟踪错误的根源。
SOC测试
SOC测试胡瑜韩银和李晓维摘 要 本文介绍芯片系统（System-on-a-Chip, SOC）测试面临的挑战、现有测试技术和未来研究方向。
随着芯片规模按照摩尔定律增长，复用IP（Intellectual Property）核构建SOC逐渐成为芯片设计的主流。
基于IP核的SOC 测试技术受到广泛关注。
本文结合中科院计算技术研究所测试及可信计算课题组开展的研究工作，综述四类IP核的测试技术和SOC测试资源优化技术，介绍两个标准化组织开展的SOC测试标准工作，展望SOC测试的研究方向。
1 SOC面临的挑战1.1 芯片设计规模集成电路制造工艺的进步使芯片上晶体管的数量按照摩尔定律增长，预计将在2010年达到百亿数量级。
如图1所示，每十二个月，芯片的集成度就可提高58%，而设计能力只能提高21%[1]，导致芯片制造能力与设计能力的差距越来越大。
为了减小制造与设计之间的差距，必须采用新的设计方法学：通过复用已经过验证的电路功能模块，加上一些自定义逻辑以及胶合逻辑，来构成整个芯片设计，使芯片设计周期大大缩短。
当一块基于电路功能模块复用的单一芯片能实现一个完整的复杂系统时，该芯片就被称为芯片系统。
而那些可复用的经过验证的电路功能模块，则被称为IP核。
由于复用IP核可快速构建系统，因此基于IP核的SOC设计方法一经提出，就得到了集成电路（Integrated Circuits, IC）设计商、电子设计自动化（Electronic Design Automation, EDA）厂商和无晶圆半导体公司（Fabless）的热烈响应。
Dataquest调查表明，2000年SOC的产值占到IC产业产值的11.8%，预计2005年将达到25.3%，即460亿美元。
仅2000年IP核市场的增长率就达到40.1%。
IP 核种类也日渐丰富，例如ARM, MIPS, IBM PowerPC处理器核；SRAM, ROM, Flash, DRAM, CAM （Content Addressable Memory）类型的存储器核；TI, Pine, Oak公司的DSP核；用于外设控制的DMA （Direct Memory Access）, MMU（Memory Management Unit）, BIU（Bus Interface Unit）核；PCI, USB （Universal Serial Bus）, UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）接口核；JPEG压缩核和MPEG解码器核等多媒体核；以及以太网控制器核、ATM SAR (Segmentation and Reassembly), MAC（Media Access Control）核等与网络处理相关的核。
信息安全片上系统(SoC)平台技术研究的开题报告
信息安全片上系统(SoC)平台技术研究的开题报告一、背景及意义随着互联网的飞速发展和智能化的深入推进，信息安全问题越来越突出。
安全片上系统(SoC)平台是当前信息安全防护的重要手段之一。
它不仅可以将各种不同安全机制融合到一个芯片中，局部化安全处理，同时还可以实现复杂的安全策略和协议的完整性验证，从而有效地保护了数据和系统的安全。
然而，由于安全片上系统平台的技术复杂性相对较大，虽然目前有很多成熟的方案和平台，但是在实际应用中仍然面临着很多问题和挑战。
因此，对安全片上系统平台的技术研究和探索具有重要的意义和价值。
二、研究内容本次课题的主要研究内容包括：1. 安全片上系统平台的基础原理和技术体系研究，包括芯片架构、信任链、硬件安全、软件安全等相关技术。
2. 安全片上系统平台的设计与实现，包括安全算法的选取、内存管理、引导加载、进程管理等。
3. 安全片上系统平台的综合优化研究，包括功耗优化、性能优化、可靠性优化等。
4. 安全片上系统平台的应用与实践，包括安全芯片、智能终端、物联网设备等领域的应用。
三、研究方法和技术路线本次研究将采用文献调研、理论分析和实验仿真相结合的方法进行。
具体的研究路线如下：1. 阅读相关文献，了解安全片上系统平台的基本原理、发展历程和现状。
2. 分析当前安全片上系统平台存在的问题和挑战，构建研究模型。
3. 设计并实现安全片上系统平台的基本功能，并对其进行测试和验证。
4. 进行综合优化设计，包括硬件算法优化、软件算法优化、功耗优化、性能优化。
5. 在硬件实验平台上进行安全片上系统平台应用场景的测试与实践。
四、预期研究结果通过本次研究，预期得到以下研究成果：1. 掌握安全片上系统平台的基本原理、技术细节和设计方法。
2. 设计和实现一款高效、稳定、安全的安全片上系统平台，具有一定的实用性和推广价值。
3. 发表1~2篇高质量的学术论文或著作。
五、进度安排1. 前期：2022年3月-2022年6月完成文献调研和研究模型构建。
嵌入式系统作业(第5~8章)-保证有正确答案
您的本次作业分数为：100分单选题1.致力于IP核质量衡量，提升IP核安全性和有关标准研发的组织不包括（）。
A VSIAB OCP-IPC SPIRTD VCID正确答案:D单选题2.以下哪种方式不是Verilog对设计建模的方式（）。
A 行为描述方式---用过程化结构建模B 接口描述方式---用模块化结构建模C 数据流方式---使用连续赋值语句方式建模D 结构化方式---用门和模块实例语句描述建模正确答案:B单选题3.XC系列FPGA是下列哪个公司的产品？A XilinxB AlteraC IntelD AMD正确答案:A单选题4.下列哪种存储设备在掉电情况下会丢失数据？A 内存B FlashMemoryC CF卡D 硬盘单选题5.Linux是UNIX类操作系统的一种，它对UNIX有很好的兼容性，下面不是它特点的是（）。
A 实时性强B 互操作性强C 多硬件平台支持，多处理器支持。
D 内存保护模式，共享库支持，TCP/IP、SLIP和PPP支持。
正确答案:A单选题6.用来描述一个任务，使得任务得以独立运行的数据结构是（）。
A TLBB TCBC BSPD 以上皆不是正确答案:B单选题7.设备名”/sd0”对应的设备类型是（）。
A 串口设备B 软盘驱动器C 管道设备D SCSI设备正确答案:D单选题8.当任务等待的资源变得可用时，会触发的任务状态的转换是（）。
A 运行-->阻塞B 阻塞-->就绪C 延迟-->就绪D 运行-->延迟单选题9.目前Leon系列处理器包括以下哪个型号（）。
A Leon2B Leon1C Leon4D Leon5正确答案:A单选题10.VxWorks操作系统是WindRiver公司推出的一种32位嵌入式实时操作系统，下面不是它优点的是（）。
A VxWorks源码开源，用户的开发成本低。
B 简洁、紧凑、高效的内核。
C 支持多任务，实时性强。
D 较好的兼容性和对多种硬件环境的支持。
芯片测试方案
芯片测试方案第1篇芯片测试方案一、前言随着半导体技术的飞速发展，芯片在各个领域的应用日益广泛。
为确保芯片产品的质量与可靠性，满足客户及市场需求，特制定本测试方案。
二、测试目标1. 确保芯片产品符合设计规范和功能要求。
2. 评估芯片在不同环境条件下的性能指标。
3. 发现并排除芯片在设计、制造过程中的潜在缺陷。
4. 为产品优化和改进提供依据。
三、测试范围1. 功能测试：验证芯片的基本功能是否正确。
2. 性能测试：评估芯片的性能指标是否符合设计要求。
3. 可靠性测试：检验芯片在规定条件下的可靠性。
4. 兼容性测试：验证芯片与其他相关设备的兼容性。
四、测试方法1. 功能测试：采用白盒测试和黑盒测试相结合的方法，对芯片进行全面的测试。
2. 性能测试：通过对比分析、模拟实验等方法，评估芯片性能指标。
3. 可靠性测试：采用高低温、振动、冲击等环境应力，检验芯片的可靠性。
4. 兼容性测试：通过与各类设备对接，验证芯片的兼容性。
五、测试流程1. 测试准备：收集相关资料，制定测试计划，搭建测试环境。
2. 测试执行：按照测试用例进行测试，记录测试结果。
3. 缺陷跟踪：对发现的缺陷进行分类、跟踪和反馈。
4. 测试报告：整理测试数据，编写测试报告。
5. 测试总结：分析测试结果，提出改进建议。
六、测试用例1. 功能测试用例：包括基本功能、边界条件、异常情况等。
2. 性能测试用例：包括处理速度、功耗、频率响应等。
3. 可靠性测试用例：包括高温、低温、振动、冲击等。
4. 兼容性测试用例：包括与其他设备接口、协议、驱动等的兼容性。
七、测试环境1. 硬件环境：提供符合测试需求的硬件设备。
2. 软件环境：搭建合适的操作系统、工具软件等。
3. 网络环境：确保测试过程中网络畅通。
八、测试人员1. 测试组长：负责测试方案的制定、测试任务的分配和监控。
2. 测试工程师：负责执行测试用例，记录和反馈测试结果。
3. 开发人员：协助解决测试过程中遇到的技术问题。
soc方案
SOC方案1. 简介SOC（System-on-a-Chip）是一种集成了处理器核心、内存、输入输出接口和其他可编程硬件模块的芯片。
SOC方案是指在特定应用场景下，设计和开发符合需求的SOC芯片的方法和步骤。
本文将介绍SOC方案的基本概念、设计流程和关键技术。
2. SOC的基本概念SOC是一种集成度极高的芯片，它将多个功能模块集成到一个芯片上，以实现更高的性能和更低的功耗。
SOC的基本概念包括以下几个方面：•处理器核心：SOC通常包含一个或多个处理器核心，用于执行指令和控制整个系统的操作。
•内存：SOC需要内存来存储数据和程序。
内存包括RAM和ROM，用于存储临时数据和固定程序。
•输入输出接口：SOC需要与外部设备进行通信，因此需要包含各种输入输出接口，如UART、USB、SPI等。
•可编程硬件模块：为了实现不同的功能需求，SOC通常还包含一些可编程硬件模块，如FPGA、DSP等。
3. SOC方案的设计流程SOC方案的设计流程包括以下几个主要步骤：3.1 确定需求和目标在设计SOC方案之前，首先需要明确系统的需求和目标。
这包括处理器性能、功耗、存储容量、通信接口等方面的要求。
3.2 架构设计在系统需求明确之后，需要进行系统架构设计。
架构设计考虑的是如何将各个功能模块组织起来，以实现系统的需求。
架构设计需要考虑处理器核心的选择、内存的配置、输入输出接口的设计等。
3.3 选型和集成在架构设计完成后，需要选择和集成具体的硬件模块。
这包括选择适合的处理器核心、内存型号，以及设计和集成输入输出接口等。
3.4 系统调试和测试在SOC方案的硬件设计完成之后，需要进行系统调试和测试。
这包括验证硬件板卡的性能和功能是否符合预期，以及进行软件的调试和测试。
3.5 量产和交付如果经过调试和测试后，SOC方案符合预期，则可以进行量产和交付。
这包括制造硬件板卡、编写软件驱动程序等。
4. SOC方案的关键技术SOC方案设计涉及到多个关键技术，包括以下几个方面：•系统架构设计技术：系统架构设计是SOC方案设计的关键步骤，需要考虑性能、功耗、成本等多个因素。
片上芯片SoC挑战传统测试方案
片上芯片SoC挑战传统测试方案SoC厂商如何在提高复杂器件传输速度的同时降低测试成本？随着先进的集成电路（IC）设计方法和高密度生产技术的使用，半导体厂商能够把不同的数字和模拟电路集成在极小芯片上，其尺寸之小、功能之全尚无先例，我们称之为系统芯片。
尽管具有先进的设计和制造能力，可是IC厂商在对这些多元器件进行快速而又低成本地批量生产时，面对空前的挑战。
当把若干功能单元结合在一个单独器件上时，今天的SoC器件为减少批量生产时间和测试成本，向传统的测试方法发起挑战。
结果是，厂商们将更广泛地研究新方法，这些新方法通过在设计和测试之间的有效平衡，提供了一个更有效地从事SoC设计、生产和测试的方案，并能够同时做到减少其生产时间和测试费用。
特殊的挑战就SoC厂商来说，在一个竞争激烈的市场上，消费者对其在功能、性能和费用等方面的要求，又给他们平添了持续的压力。
SoC厂商将复杂的数字核与模拟功能集成在单芯片中，在功能和性能上能够应对市场多种用途的需求。
可是在制造过程中，SoC厂商发现设计和测试复杂性经常会导致故障。
随工艺技术的研制费用接近100万美元，每次故障都使得成本负担雪上加霜，并且拖延交货期，加剧经济受损。
工程师们发现在这样的压力下，无法充分发挥先进的工艺技术和制造水平的潜力。
对测试工程师来说，他们的测试面对非常严峻的挑战，一是受测器件庞大的数量，二是多种受测电路复杂的程度。
然而，测试工程师必须保证以最优化的测试程序，采用最少最便宜的测试设备，在短时间内完成测试。
测试工程师还需要功能更强的混合信号测试仪来处理高端界面。
而传统的连续开发方法中测试故障的费用上升首先导致器件开发延迟，SoC厂商也将为此增加测试时间和费用及生产成本。
SoC测试中当前的困境大多是由于采用早期几代IC对测试要求不高而造成的。
最新的设计虽提高了易测程度但仍缺乏应对当前流程中普遍问题的能力。
在传统的连续开发流程中（图1a），设计工程师设计时所掌握的有关信息很少，可利用的测试设备也有限，因而可能在最终开始测试后很久才会发现所遇到的问题，造成额外费用并拖延时间。
SoC 测试概念
SoC测试的概念及实例详解本文主要介绍了一个具有可测性设计和可制造性设计的新型单片系统，该系统由硬盘控制器(HDC)、16位微控制器、微控制器使用的程序和数据SRAM以及用8M位DRAM实现的片上缓存组成，再加上时钟综合PLL、带外部旁路晶体管的稳压器使用的片上控制电路组成一个完整的系统。
该器件采用的是0.18μm的铜工艺，与前几代技术相比增加了性能、降低了功耗。
另外，DRAM也采用了深亚微米技术，因此在一个器件中可以包含进一个完整的系统缓存(1MB)以及自动刷新逻辑，而且使用的硅片面积还比以前小。
本文还讨论了DFT和DFM所采取的对策，包括为了实现更快的良品率学习曲线而采用面向分析工具的设计、为减少测试成本而采取的并行测试方法。
DFT和分析存取是通过IEEE 1149.1的JTAG控制器实现的。
除了专门的存储器测试和ATPG扫描外，JTAG控制器还能为组成完整SoC的各个不同单元提供各种测试模式配置。
所采用的设计对策决不是只有唯一一种可能性。
由于存储器在器件中占了45%的硅片面积和86%的晶体管数量，因此需要对存储器加以重点关注。
存储器测试是重点考虑和努力开发的对象。
图1：扫描模式配置。
SRAM有两种测试方法，具体取决于SRAM在系统中的用途：CPU存储器(代码和数据)是通过微控制器进行测试的，需要特殊硬件配置和测试模式的支持；与HDC相关的SRAM采用存储器BIST电路进行测试。
DRAM则通过BI ST控制器进行测试，而DRAM BIST自身利用扫描和ATPG进行测试。
大多数数字逻辑是完全综合过的，而所有数字逻辑都要经过ATPG扫描测试。
另外，象PLL和稳压器控制等模拟电路则采用特殊编制的程序在特殊测试模式下进行测试。
本文首先介绍系统级芯片本身，包括SRAM和嵌入式DRAM，然后简要讨论用于指导DFT和DFM开发工作的分析与生产测试对象，最后阐述了SoC中采取的分析和生产测试对策。
系统级芯片概要为了有助于了解生产测试与分析所采取的对策，首先让我们看一下SoC 的一些细节，当然本文提到的所有性能都需要进行测试。
SOC芯片可测试设计规范
SOC芯片可测试性设计规范SOC项目组Version 3.02005-03目录一、基于扫描链的数字电路可测性设计规则 (4)二、存储器的可测性设计规则 (12)三、低功耗的可测试设计规则 (16)一）数字逻辑部分的低功耗扫描电路设计规则 (16)二）嵌入式存储器的低功耗可测试性设计 (18)Revision TableRevision Date Contents of Modification Editor 2005-03-04 基本形成数字逻辑、内存可测试性设计规范郑朝霞邹连英2005-03-10 增加BIST控制器邹连英2005-03-15 增加低功耗可测试性设计规则部分陈朝阳一、基于扫描链的数字电路可测性设计规则数字核通常采用基于扫描链的可测性设计方法。
如图1示，基于扫描链的设计就是将电路中的普通触发器替换为具有扫描功能的扫描触发器，并将这些扫描触发器连接起来形成扫描链的一种设计方法，包括两个过程即扫描触发器替换过程和扫描链的连接过程。
为了使所设计出的数字核能够顺利进行最终的自动测试（ATPG），需要在设计过程中遵循一定的可测性设计规则。
DSI SE （a ） 没有扫描链设计（b ） 增加扫描链设计图1 扫描链链接示意图•避免内部生成时钟如果一个设计中包含内部生成的时钟，则会大大降低整个电路的测试覆盖率，这是因为采用扫描设计的数字核在测试时采用统一的测试时钟，才能正确实现整个电路扫描移位操作。
而如果存在内部生成时钟，内部生成时钟所供给的触发器可能会破坏整个扫描移位操作，如图2（a ）所示。
触发器DFF2的时钟来自于触发器DFF1的输出，这是一种内部生成时钟，如果没有特殊处理，扫描链将如图2（a ）所示连接。
当测试时钟统一加在CLK 端口上时，DFF1和DFF3使用的是全局的测试时钟，而DFF2是DFF1生成的时钟，在扫描状态下，DFF1的Q 端输出实际上是由D 端口输入的扫描数据。
这样加在DFF2的CLK 时钟端上的将是一些无序的信号序列，扫描数据将无法扫描通过触发器DFF2，这将破坏整个扫描链的扫描移位操作。
芯片测试方案
芯片测试方案芯片测试方案一、背景分析现今，芯片已广泛应用于电子产品中，其质量和可靠性直接关系到产品的稳定性和性能。
因此，对芯片进行全面的测试是至关重要的。
二、测试目标1.测试芯片的功能是否正常。
2.测试芯片的性能是否达到规格要求。
3.测试芯片的稳定性和可靠性。
三、测试方法1.芯片功能测试通过对芯片的各个功能模块进行功能测试，检查是否存在异常或不良的功能。
2.性能测试（1）电气特性测试通过设置合适的电气参数，测试芯片在不同工作条件下的电气特性，如电压、电流、功耗等。
（2）时序特性测试通过设置合适的时钟频率和数据量，测试芯片在不同时序条件下的工作性能，如信号延迟、时钟同步等。
（3）性能指标测试根据芯片的规格书，设置合适的测试环境和测试方法，测试芯片的性能指标，如运算速度、传输速率等。
3.稳定性和可靠性测试（1）长时间工作测试将芯片连续工作一段时间，观察其在不同工作条件下的稳定性和可靠性。
（2）温度和湿度测试将芯片置于不同温度和湿度环境中，测试其在不同环境条件下的性能和可靠性。
（3）抗干扰测试通过人工或设备产生各种干扰信号，测试芯片的抗干扰能力，如抗电磁干扰、抗射频干扰等。
四、测试步骤1.确定测试方案根据产品需求和芯片规格书，确定测试的范围、测试方法和测试环境。
2.搭建测试平台准备合适的测试设备和测试工具，搭建测试平台，保证测试的准确性和可重复性。
3.编写测试用例编写详细的测试用例，包括输入数据、预期输出和实际输出等。
4.执行测试按照测试用例，逐一执行测试，记录测试结果和异常情况。
5.分析测试结果对测试结果进行分析，判断芯片的缺陷和不足，并提出改进意见和措施。
6.报告撰写根据测试结果和分析，撰写测试报告，包括测试目标、测试方法、测试结果和改进建议等。
五、测试注意事项1.测试时要保证测试环境的稳定性，避免外界干扰对测试结果的影响。
2.测试时要注意芯片的工作温度和电压范围，避免因过高或过低的温度和电压导致测试结果不准确。
SOC可测试性设计与测试技术
SOC可测试性设计与测试技术【摘要】本文分析了SOC芯片发展的情况及其发展的趋势，同时，阐述了SOC设计和测试所需要的工具。
在这些理论的基础上，本文开始重点分析研究了SOC可测试性设计和测试技术，得出了进一步的研究结果。
【关键词】SOC；可测试性设计；测试技术一、前言SOC可测试性设计对于我们更好地利用SOC具有非常重要的意义，因此，我们有必要SOC可测试性设计进行研究和分析，与此同时，对于SOC的测试技术，我们也需要从科学的角度展开分析和研究，以便于我们更好的利用SOC。
二、SOC芯片发展及趋势 集成电路的发展一直遵循摩尔所指示的规律推进。
由于信息市场的需求和微电子自身的发展，引发了以微细加工（集成电路特征尺寸不断缩小）为主要特征的多种工艺集成技术和面向应用的系统级芯片的发展。
IC设计者已经可以把越来越复杂的功能（系统）集成到同一个芯片上。
由于SOC可以充分利用已有的设计积累, 并在降低耗电量,减少面积,增加系统功能,提高速度,节省成本5个方面具有较高的优势,因此发展非常迅速。
目前，就大众所熟知的消费类电子中，机顶盒（Set Top Box）、移动电话（mobile phones）和个人数字助理（PDA）等等，其核心芯片就是SOC芯片。
这类产品不仅在市场上占有重要地位，而且其销售量还在不断的增长当中，已经越来越成为消费性电子的主流产品。
 三、SOC设计和测试工具 可测性设计中需增加专门用于管理测试的工具，其主要任务是按照自动和标准化的方法将设计芯片的测试问题分割成一系列可以管理的部分。
将芯片分割成一系列可测试的模块，设计出每一个模块的测试方法，并将其集成于一个完整的计划中，改计划既包括内部测试方法学，也包括外部测试方法学；计划也应提供选取芯片中埋层功能的方法以及测试结果引出的方法；该计划还应该提供诊断以及可能将其定位于单个的位（bit）故障。
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片上芯片SoC挑战传统测试方案
SoC厂商如何在提高复杂器件传输速度的同时降低测试成本？随着先进的集成电路（IC）设计方法和高密度生产技术的使用，半导体厂商能够把不同的数字和模拟电路集成在极小芯片上，其尺寸之小、功能之全尚无先例，我们称之为系统芯片。
尽管具有先进的设计和制造能力，可是IC厂商在对这些多元器件进行快速而又低成本地批量生产时，面对空前的挑战。
当把若干功能单元结合在一个单独器件上时，今天的SoC器件为减少批量生产时间和测试成本，向传统的测试方法发起挑战。
结果是，厂商们将更广泛地研究新方法，这些新方法通过在设计和测试之间的有效平衡，提供了一个更有效地从事SoC设计、生产和测试的方案，并能够同时做到减少其生产时间和测试费用。
特殊的挑战就SoC厂商来说，在一个竞争激烈的市场上，消费者对其在功能、性能和费用等方面的要求，又给他们平添了持续的压力。
SoC厂商将复杂的数字核与模拟功能集成在单芯片中，在功能和性能上能够应对市场多种用途的需求。
可是在制造过程中，SoC厂商发现设计和测试复杂性经常会导致故障。
随工艺技术的研制费用接近100万美元，每次故障都使得成本负担雪上加霜，并且拖延交货期，加剧经
济受损。
工程师们发现在这样的压力下，无法充分发挥先进的工艺技术和制造水平的潜力。
对测试工程师来说，他们的测试面对非常严峻的挑战，一是受测器件庞大的数量，二是多种受测电路复杂的程度。
然而，测试工程师必须保证以最优化的测试程序，采用最少最便宜的测试设备，在短时间内完成测试。
测试工程师还需要功能更强的混合信号测试仪来处理高端界面。
而传统的连续开发方法中测试故障的费用上升首先导致器件开发延迟，SoC厂商也将为此增加测试时间和费用及生产成本。
SoC测试中当前的困境大多是由于采用早期几代IC对测试要求不高而造成的。
最新的设计虽提高了易测程度但仍缺乏应对当前流程中普遍问题的能力。
在传统的连续开发流程中（图1a），设计工程师设计时所掌握的有关信息很少，可利用的测试设备也有限，因而可能在最终开始测试后很久才会发现所遇到的问题，造成额外费用并拖延时间。
SoC器件目前不断增加的复杂程度，促使主要的厂商青睐采用更有效的SoC生产导向设计测试流程法（图1b）。
该方法使各个测试小组分工明确，测试研发工作平行展开。
各测试小组集中攻关的结果是同步拿出最优化的设计方案和更有效的测试程序。
工程师们在转移到大批量生产之前，就已充分掌握了器件性能。
制造商可以有效平衡高配置的SoC平台的灵活性，使其满足不同新产品类型组合的需要，在实现快速批量供应的同时，全面降低测试成本。
早期试验进展新测试流程建立在测试开发工具和设计工艺技术之上。
多年来，工程师们倚赖专用的内部工具将仿真向量转变成测试设备使用的模式。
SoC显著地增加了这一转变过程的复杂性。
今天，更加先进的测试工具能够与主要的电子设计自动化（EDA）供应商所提供的流程一起运行。
加上先进的循环运算法则，这些工具能够把与各种复杂程度的电路相关联的数据组合起来，并且制作一个单独的测试模式和定时文档。
手头掌握了这些统一的结果，测试工程师的工作会更有效。
图1 生产测试和工程确认的常规流程(a)和平行流程(b)
新SoC生产导向设计测试流程法的一个最重要特点是它能够在开发循环的早期校验测试程序。
过去，测试工程师需要获得第一块芯片和可以排除故障的测试设备后才可以开始测试工作，这将把产量拖沿数星期。
而今，由于具有了当前先进的测试开发环境，测试工程师能够利用数字式虚拟测试仪（DVT）的性能，提前进行调试试验。
虚拟测试法最适合数字电路。
但EDA软件现有的能力已有很大提高，EDA公司与测试公司已有很好的协作。
因此，设计和测试工程技术能力扩展至模拟设计也就有了保障。
经过改进的测试开发能力对所
有SoC厂商都至关重要，对于无生产线的IC设计公司尤为重要。
由于相比较而言，IC设计公司对外界的依赖程度高，因为在设计和测试之间存在一个地理上的差距，存在交流困难问题。
经由外界的设计方案会加剧测试难题对生产延期和生产费用的影响。
虚拟测试法让IC 设计公司在其现有的设计环境下进行调试试验，以保证测试程序运转正常并能更好地s了解潜在的测试设备问题。
交互式工程设计确证对不知名的半导体公司和集成器件制造商（IDMs）来说，复杂的设计和先进的工艺技术的结合，要求提高与自动测试仪（ATE）上进行的生产测试截然不同的测试验证能力。
随工艺技术达到0.13μm或更细的线宽，先进的器件展示出不断增加的效能，事实上也限制了多数生产用自动测试仪（ATE）在检测更细微故障时的有效性。
对许多厂商而言，复杂的SoC已致使传统的测试方法愈加无效，并给生产和成本问题造成严重的瓶颈影响。
优化的工程设计验证测试系统的出现，提供了与生产测试仪明显有别的能力，达到了大幅度提高生产量的要求。
工程技术系统为生产测试仪是非结果的判断提供了详细的原因分析。
事实上，今天领先的工程设计验证系统具有的记忆特性，能够保留所有器件管脚上的完整数据，以便工程师更容易地对器件功能做解剖研究--这是传统的生产用自动测试仪（ATE）所无法达到的。
生产用自动测试仪（ATE）适合批量生产的需要，有赖于高度优化的测试程序来确保采用最少的测试设备和花费最短的时间。
相比较，工程技术验证系统则适合交互式分析，为测试装置和测量提供图形用户界面（GUI）。
工程师们在此环境下可以更有效地进行为最优化设计和调试所采用的交互式的假设分析。
用在生产过程中，则有助于加速故障分析。
当今复杂的SoC需要更加精密复杂的诊断设备，如皮秒图象电路分析（picosecond imaging circuit anal-ysis），激光电压探针（laser voltage probe）和电子束系统（e-beam systems）。
领先的工程设计系统直接向这类设备提供界面；工程师们借此利用外部的探头装置就能够测试器件。
图2 测试程序的核查准备
低成本生产测试 SoC生产技术的成功，依靠的是厂商以最低的生产成本实现大量的生产能力。
随制造商创造了结合先进数字电路和模拟功能的SoC，就需要不断提高自动测试仪（ATE）的强大功能。
芯片内功能提高了数字数据传输速率。
而今，防火墙、千兆赫兹以太网和图形加速接口等功能都集于芯片上，因此需要测试仪的数据速率要达到800Mbps或更高。
制造商们正在寻找适应性强和容易升级的操作平台以满足新要求，而非过去那样追加投资，开发新一代产品。
对于混合信号的SoC，可配置的ATE系统在经济上可以承受大批量生产对测试功能和灵活性的要求。
模块式结构是这些系统的核心，为制造商提供了一个适应性强的高性能共享测试平台。
就IC电路的总体而言，大功率多性能ATE能够满足SoC日益增加的功能条件，如管脚的增加、速度的提高、对液体冷却的需求等。
好在先进的冷却设计可以选用空气冷却高速高功耗的CMOS电路，而降低了ATE的复杂性。
系统设计和检测仪表性能的改善显著地减少了ATE的费用，加上应用了各种程序开发工具语言，增加了测试开发环境的功效。
工程师们利用共享图形用户界面（GUI）和现有测试程序模板，使现有的测试程序符合特定的测试用途，从而提高了生产效率。
这种以模板为基础的方法把测试开发时间削减了数周，这对于把握SoC市场稍纵即逝的机会格外重要。
在产业开始复苏的今天，对市场机会的快速应变能力是SoC制造业重于一切的要务。
在现有条件下取得最大效益的能力，对于制造商仍然非常关键。
系统兼容性在高效的开发环境及生产测试设备中是一个日益重要的特性，将有助于使生产能力达到最高水平。
厂商通过有效配置所有测试设备，把测试转移到最有效的平台上进行，不断满足生产条件的变化要求。
随技术的发展和不断
变化的商业需求，主要的SoC制造商在复杂的芯片到达生产工厂之前，将更多地依靠SoC生产导向设计测试流程法来重点关注测试问题，充分发挥SoC测试平台的灵活性。
通过把先进的测试系统及软件与新设计测试开发生产流程相结合，预期厂商将可以既减少测试成本，又缩短批量生产时间。