數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)研究

沈霆

摘 要：本文分為三部分，從數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序概述、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)三個(gè)角度對(duì)數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序作全面的分析闡述，期望可以為相關(guān)的從業(yè)者與研究者提供建設(shè)性意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字集成電路測(cè)試;系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序;設(shè)計(jì)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為數(shù)字集成電路發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境，就現(xiàn)階段來(lái)看，數(shù)字集成電路測(cè)試技術(shù)已經(jīng)得到了深入的研究，并取得了較好的成果。隨著集成電路集成度的日益提升與引腳的增多，對(duì)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的功能提出了更高的要求。

一、數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序概述

集成電路是指借助相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)，將一個(gè)電路中所需要的二極管、三極管、電容、電阻等電子元器件與導(dǎo)線連接至一起，在完成制作后將其封裝都一起，并形成一個(gè)具有電路功能的微型電子器件。而集成電路測(cè)試系統(tǒng)是指專門用于集成電路測(cè)試的儀器，通過(guò)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試可以將其中不合格的芯片提取出來(lái)，以此提升芯片質(zhì)量，常見(jiàn)的集成電路測(cè)試分為數(shù)字信號(hào)集成電路測(cè)試、混合信號(hào)集成電路測(cè)試及模擬信號(hào)集成電路測(cè)試等，因?yàn)楝F(xiàn)代化電氣工程多采用數(shù)字信號(hào)，因而數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)成為最常見(jiàn)和常用的集成電路測(cè)試類型。其測(cè)試過(guò)程大致分為三種，即直流參數(shù)測(cè)試、功能測(cè)試及交流參數(shù)測(cè)試，硬件結(jié)構(gòu)包括機(jī)箱、DTB板、CPU板、DPS板、DIB板等。數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序主要的職責(zé)是實(shí)現(xiàn)上層軟件對(duì)硬件的控制與信息傳輸，按照功能不同可以將其分為通道模塊、時(shí)序模塊、歷史記錄模塊、測(cè)試向量模塊、狀態(tài)模塊、控制模塊及Keep Alive向量模塊。

二、數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

在數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要始終遵循和貫徹“高內(nèi)聚、低耦合”的標(biāo)準(zhǔn)與原則。具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下幾方面：①分層設(shè)計(jì)：如何實(shí)現(xiàn)上層軟件對(duì)底層硬件的良好控制是驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的要點(diǎn)之一，分層設(shè)計(jì)可以將驅(qū)動(dòng)程序分為系統(tǒng)層、功能層與器件層。系統(tǒng)層以測(cè)試機(jī)為控制對(duì)象，功能接口包括測(cè)試通道驅(qū)動(dòng)器、比較器及PPMU配置等，資源管理程序可以對(duì)測(cè)試機(jī)背板的測(cè)試板卡進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，進(jìn)而保證上層界面可以直接使用硬件資源。功能層主要包括通道模塊、狀態(tài)模塊、歷史記錄模塊及時(shí)序模塊等。器件層的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試板卡上器件的控制，為實(shí)現(xiàn)這一功能，需要組合大量器件的組合，形成類，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)器件的利用;②總線傳輸接口設(shè)計(jì)：此設(shè)計(jì)方式是在器件層的每一個(gè)器件類初始化過(guò)程中，傳入器件在總線上的地址與總線控制句柄，各個(gè)器件類的成員函數(shù)在進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)可以調(diào)用實(shí)現(xiàn)設(shè)置好的I/O函數(shù)，但這種設(shè)計(jì)方式存在一定的局限性。因此，可以在驅(qū)動(dòng)程序中設(shè)計(jì)抽象基類 PhysicalIO，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建公共接口的目的。另外，和可以采用依賴注入的設(shè)計(jì)方式，以期減少總線傳輸接口與器件層代碼之間的耦合度，在設(shè)計(jì)的最后，使用統(tǒng)一的I/O接口將數(shù)據(jù)寫(xiě)入總線;③消息隊(duì)列：消息隊(duì)列是遠(yuǎn)程間通信或者同一進(jìn)程的不同線程間的通信方式，為實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列通信方式，可以利用ZeroMQ庫(kù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序與進(jìn)程之間的信息傳遞，如果此過(guò)程中驅(qū)動(dòng)程序收到的信號(hào)為中斷信號(hào)，則可以立即對(duì)信號(hào)進(jìn)行核對(duì)，并傳遞給上層軟件，上層軟件收到信號(hào)后可以確定事件類型，開(kāi)展后續(xù)操作;④遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用：通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用，模式可以采用客戶端 -服務(wù)端，將請(qǐng)求程序作為客戶端，服務(wù)端為提供服務(wù)的程序，整個(gè)過(guò)程類似于本地過(guò)程調(diào)用，當(dāng)服務(wù)程序收到調(diào)用信息后可以通過(guò)調(diào)用驅(qū)動(dòng)接口完成要求的操作，并返回到結(jié)果信息。

三、數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)

數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序測(cè)試是整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中必不可少的步驟，也是保證其后續(xù)運(yùn)用功能充分實(shí)現(xiàn)的必要工作。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)需要經(jīng)過(guò)單元測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試兩方面的測(cè)試工作，就單元測(cè)試角度來(lái)說(shuō)，其主要是對(duì)驅(qū)動(dòng)程序器件層與功能層各個(gè)類型的正確性進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試流程為器件層各個(gè)硬件類型→功能層各功能模塊測(cè)試卡參數(shù)配置的準(zhǔn)確性。另外，還需要對(duì)驅(qū)動(dòng)程序中各個(gè)模塊的功能接口的功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行測(cè)試，常用的測(cè)試接口有 Mocklo。存儲(chǔ)器類單元測(cè)試時(shí)，可以先將基地址輸入至基地址存儲(chǔ)器中，而后訪問(wèn)4K地址空間。電子引腳類單元測(cè)試時(shí)要重點(diǎn)測(cè)試寄存器地址、邏輯順序是否正確。歷史記錄模塊單元測(cè)試時(shí)，首先需要調(diào)用各成員函數(shù)接口，測(cè)試是否正確，而后測(cè)試動(dòng)態(tài)讀取流程是否可以執(zhí)行成功。系統(tǒng)測(cè)試重點(diǎn)包括測(cè)試平臺(tái)搭建測(cè)試、PPMU測(cè)試、測(cè)試通道波形輸出測(cè)試及歷史記錄讀取測(cè)試等，以 PPMU測(cè)試來(lái)說(shuō)，在加壓、測(cè)壓功能測(cè)試過(guò)程中，需要先選擇 PPMU的兩種模式，而后調(diào)用驅(qū)動(dòng)接口設(shè)置相對(duì)應(yīng)的電壓，進(jìn)而測(cè)試通道的輸出電壓。而在加流、測(cè)流功能時(shí)，需要先將 PPMU的加流、測(cè)流模式選中，等電流通過(guò)測(cè)試通道后斷開(kāi)測(cè)試通道與芯片引腳的連接，得到測(cè)定狀態(tài)下的電流大小。

四、結(jié)論

數(shù)字集成電路測(cè)試的重要之處就在于其可以有效提升繼集成電路產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，因而數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)一直被視為重要的技術(shù)，受到國(guó)家的高度重視。數(shù)字集成電路測(cè)試系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序是實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)人機(jī)交互界面控制測(cè)試機(jī)硬件的重要部分，不僅可以有效減輕上層程序的編程所要承擔(dān)的負(fù)擔(dān)，而且可以增強(qiáng)和實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序的可移植性，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建與擴(kuò)展均有重要的意義。因此，要進(jìn)一步加大這方面的技術(shù)研究。

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