聊聊IC測試機（1）ATE/ATS內部結構簡介

ATE(Auto Test Equipment) 在測試工廠完成. 大致是給芯片的輸入管道施加所需的激勵信號，同時監測芯片的輸出管腳，看其輸出信號是否是預期的值。有特定的測試平臺。

SLT(System Level Test) 也是在測試工廠完成，與ATE一起稱之為Final Test. SLT位于ATE后面，執行系統軟件程序，測試芯片各個模塊的功能是否正常。

EVB(Evaluation Board) 開發板：軟件/驅動開發人員使用EVB開發板驗證芯片的正確性，進行軟件應用開發。

ATE/ATS內部結構簡介

ATE/ATS :自動測試設備/自動測試系統，也稱測試機是測試工程師在IC測試中必須使用的工具，本文主要從技術層面對ATE/ATS的組成及軟硬件及其接口要求進行了簡明扼要的論述，以便測試工程師了解、掌握。

通常將在計算機控制下，能自動進行各種信號測量、數據處理、傳輸，并以適當方式顯示或輸出測試結果的系統稱為自動測試系統，簡稱ATS（Automated Test System），這種技術我們稱之為自動測試技術。

在自動測試系統中，整個工作都是在預先編制好的測試程序統一指揮下完成的，系統中的各種儀器和設備是智能化的，都可進行程序控制。

自動測試系統（ATS）是一個不斷發展的概念，隨著各種高新技術在檢測領域的運用，它不斷被賦予各種新的內容和組織形式。自動測試技術創始于20世紀50年代，從20世紀50年代至21世紀的今天，大致分為以下三代。

第一代自動測試系統是根據測量任務專門設計的 ，主要用計算機技術來進行邏輯定時控制，主要動能是進行數據自動采集和自動分析，完成大量重復數據的測試工作，承擔繁重的數據運算和分析任務。 系統中的儀器采用專用接口 ，因此系統較為復雜，通用性差，不利于自動測試系統的推廣應用。

第 二代自動測試系統是盡可能利用現成的儀器設備，再利用計算機來共同組建成所需要的自動測試系統 。為了系統組建方便， 第二代自動測試系統中的儀器采用了標準化的通用接口，這樣就可以把任何一個廠家生產的任何型號的可程控儀器連接起來形成一個自動測試系統 。第二代自動測試系統示意圖如圖9-1所示。系統的典型方框圖9-2所示。

圖中表明，當前的自動檢測系統，通常包括以下幾個部分。

• （1）控制器
• （2）激勵信號源
• （3）測量儀器
• （4）開關系統
• （5）適配器
• （6）人機接口
• （7）檢測程序
• 第三代自動測試系統 大體說來，它也是由微型計算機、通用硬件系統和軟件系統三部分組成。但是，第三代自動測試系統主要體現 以軟件控制、以功能組合方式實現的合成儀器自動測試技術 ，以高速A/D、D/A和DSP芯片為基礎組成通用測試儀器硬件系統（即通用硬件部分，結構如圖9-3所示）， 而測試/測量任務的實現以及系統升級完全依靠軟件來實現（即軟件系統部分，如圖9-4所示） 。

通用測試系統架構

通用化自動測試系統（ATS）主要由圖1所示的三個部分組成：

• 主控計算機、 其中“主控計算機”中的軟件主要包括操作系統、編譯器、測試執行程序（TP）。
• 總線儀器測控組合、 “總線儀器測控組合”中主要包括模塊化測試測量儀器、各類控制開關、通訊總線等。
• 信號調理與轉接裝置。 “信號調理與轉接裝置”主要包括各類測量與激勵控制信號的轉接與適配。

主控計算機及系統軟件提供TP的開發與運行環境，并通過控制總線控制測試測量儀器完成TP的執行、取回測試數據，生成測試報表。

值得一提的是，作為通用化的測試系統應該具有一個開放式的結構，系統軟、硬件各組成部分均進行模塊化分割，各模塊之間應該是通過標準接口（或協議）相互聯系。

為了保證系統的靈活性，同時充分發揮設計人員的創造力，只需從接口上對開放式系統進行定義，而不需要定義各模塊的內部具體實現，同時還要考慮到系統功能的可擴充性和技術的可升級性。

因此，作為通用測試系統兩大重要組成部分的硬件系統和軟件系統均需要具備靈活、開放的體系結構與接口設計。

通用測試系統硬件架構

通用測試系統硬件設計的關鍵在于UUT接口的標準化設計，UUT接口標準化的目的在于提供一種能夠在多個UUT之間方便轉換的硬件連接結構。

這種結構通過對機械連接機構、接插件和連接器的標準化規定提供了可工作于寬頻帶信號范圍內的接口連接方式。

為采用VME總線、VXI總線、PCI總線、PXI總線儀器的通用測試系統提供了標準化（IEEE P1505轉接裝置接口(RFI)系統標準）的有力支撐。

圖2是通用化硬件組成及接口原理示意框圖。其中：開關矩陣(SWM)接口和ATS轉接裝置(RFX)接口是ATS的重要組成部分，因為ATS儀器和UUT是通過SWM來連接的，大多數的激勵和測量信號是通過RFX作用到UUT上的。

標準RFX接口限制了不同類型信號在接收器的不同位置上出現，SWM可實現多種儀器與由標準RFX接口所確定的多功能終端的連接。SWM接口與RFX的標準化提高了互操作性，并降低了重組費用，可以確保測試UUT所需要ATS儀器能被切換到轉接裝置所需要的任何管腳。

通用測試系統軟件架構

自動測試系統的軟件是TPS的重要組成部分，直接影響通用測試系統的性能和效率。自動測試軟件結構也有相應的標準。如圖3所示，開放式ATS體系結構中包含了多種標準的開放式軟件接口關系。

IEEE 1226中的測試基礎框架（TFF）定義了開發和執行測試程序和測試流程的一系列接口，軟件功能模塊通過這些接口實現信息交換，這些帶有標準接口的功能模塊組成了測試基礎框架。

但是標準并沒有定義這些模塊的實現，留給開發者很大的自由度，使之可以用C/C++或ATLAS等語言實現TFF。

在科學技術高度發展的今天，測試工作處于各種現代裝備系統設計和制造的首位，是保證現代裝備系統實際性能指標的重要手段。

代表著測試技術與儀器行業最高水平的通用ATE(自動測試設備) /ATS(自動測試系統) 技術 ，以商業成品設備和技術(Commercial Off The Shelf)為依托，采用開放的工業標準、低廉的設備價格、有效的技術支持和最新技術的商業產品和技術，在電子設備的生產與制造行業成為降低生產成本、提高生產效率的重要手段。