系統級芯片(SoC)現在是半導體業界一個很熱門的字眼,可以說是工程突破及新型應用的同義詞。由于人們對消費產品的要求日益增長,要求產品功能更多、速度更快、體積更小、性能更好,因而這種用途廣泛的硅片技術越來越引人注目。SoC可將復雜的電子系統集成在一個芯片上,使得通訊、計算機和數字消費市場的高技術產品制造商對技術的選擇也愈加廣泛。

毋庸置疑,SoC技術開發正駛入高速發展的軌道,關鍵是要以較低的成本提供高性能多功能產品,這就要求產品開發人員、SoC設計公司、芯片制造商及合約制造商(SCM)緊密合作,在盡可能短的時間里將通過測試功能完好的產品帶給消費者。

由于技術進步迅速,同時消費者需求快速多變,再加上產品周期縮短甚至產品面市時間也在縮短,使得SoC開發面臨著幾方面的挑戰。

在設計領域,因芯片復雜程度日益增加及產品面市時間縮短,越來越多的設計人員傾向于采用標準的IP??P模塊,代工廠也與設計公司聯合起來開發“已驗證IP”和“可復用IP”來加快產品面世時間。避免重復設計有助于消除與SoC器件有關的IP驗證瓶頸,但同時它也預示要正確選擇與系統兼容的IP模塊。由于很難對嵌入式IP模塊進行測試,因此缺乏系統知識最終會在測試階段導致災難性后果,更重要的是,即使每個IP模塊都通過了測試,它也可能會造成整個SoC功能失常。

SoC測試是一項很復雜的工作,多功能IP模塊含有邏輯信號、混合信號、存儲器及RF部分,從而給測試人員帶來了更大的困難。從長遠來看,對不同的IP內核進行多次通過式測試太過昂貴,而且也很有可能會損壞芯片。

在生產測試方面,對SCM來說優先考慮的是要盡可能經濟,并在產能平衡和利用率上具有靈活性。通常他們服務于不同的客戶,并測試各種數量不等的SoC。過去采用多平臺方法得到測試靈活性,通過系列專用測試儀分別滿足數字、模擬和混合信號的測試要求。但是自從有了SoC以后,這種測試方法被證明越來越困難與昂貴,成本和靈活性都要求使用可升級測試平臺。

可升級測試平臺可以很快設置以符合所有客戶及其產品不斷變化的需求,測試設備根據產品的管腳數量、速度、分辨率及模擬、高性能數字和RF性能進行改裝,可滿足各種測試需求。在一個平臺上能完成各項應用測試,而且可配置成同時測試幾個不同的器件,或“掃描”/測試一個器件的基本功能,這樣使在設備上的投資大幅下降。

最主要的是它只需更換不同的測試模塊就可以測試不同的產品,極大地提高了測試的靈活性與均衡性。即使SoC復雜程度不斷增加,設計公司也可以采用可測性設計(DFT)來減少測試的成本,例如可以并行對IP模塊同時進行測試以大幅減少測試時間并節省費用。

一個有趣的現象是一些有先見之明的自動測試設備(ATE)制造商們早期就介入到DFT開發中,有效促進了測試平臺功能與生產工藝的整合,這有助于從設計到芯片再到測試的平滑過渡,使量產時間更快,測試成本更低。

在高度復雜的SoC市場,唯有變化是不變的,SCM別無它法,只有不斷尋求提高靈活性降低成本才能生存。他們可以通過采用可升級測試平臺來迎接挑戰,以便在SoC測試上取得成功。

作者:Yih-Neng Lee

副總裁兼總經理

安捷倫公司新加坡分公司