一、 服务内容
混合信号测试是针对同时包含数字电路和模拟电路的集成电路(IC)进行的综合性测试过程。这类芯片既需要处理离散的逻辑信号,也需要处理连续的模拟信号。因此,混合信号测试结合了数字测试和模拟测试的技术,不仅要验证数字逻辑的正确性、时序性能和模拟电路的各项精密参数(如增益、线性度、噪声等),更要关注数字域与模拟域之间的接口以及相互作用的性能,例如模数转换器(ADC)的转换精度与速度、数模转换器(DAC)的输出准确性、锁相环(PLL)的频率锁定与抖动特性等。本服务旨在全面评估混合信号芯片的整体功能与性能是否符合设计规格。
二、 服务范围
本服务适用于各类混合信号集成电路,这是一个非常广泛的领域,包括:
- 数据转换器(Data Converters): ADC, DAC。
- 系统级芯片(SoC): 通常包含 CPU/MCU 内核、数字逻辑、以及各种模拟模块如 PLL, ADC/DAC, 电源管理单元等。
- 通信芯片: 如收发器(Transceivers)、调制解调器(Modems),包含数字信号处理和 RF/模拟前端。
- 传感器接口芯片: 将模拟传感器信号转换为数字信号。
- 音频编解码器(Audio Codecs)。
- 电源管理IC(PMIC): 常包含数字控制逻辑和模拟电源转换电路。
混合信号测试是这些芯片在特性描述、量产测试和可靠性评估中的核心环节。
三、 参照标准
混合信号测试的参照依据是多元化的,主要包括:
- 芯片设计规格书(Datasheet): 定义了所有数字、模拟以及混合信号接口的性能指标和测试条件。
- 数字测试相关标准: 如 STIL/WGL 格式的测试向量,DFT 相关规范。
- 模拟测试相关原理与方法: 但需针对混合信号的特点进行调整。
- 特定接口或应用标准: 如通信协议标准、音频/视频标准中对信号质量的要求。
- ATE 厂商提供的混合信号测试库和技术方案。
四、 测试周期
混合信号芯片的测试周期通常是各类芯片中最长的之一,因为它结合了数字测试(可能需要大量向量)和模拟测试(通常需要较长的测量时间)的复杂性。在 ATE 量产测试 中,测试时间可能从 几秒到几十秒甚至更长,具体取决于芯片的复杂度、模拟部分的精度要求以及数字部分的向量长度。全面的特性描述则需要 数周甚至数月。
五、 测试流程
混合信号测试流程通常是数字和模拟测试流程的结合与交叉:
- 规格解读与综合测试规划: 全面理解数字和模拟部分的规格,特别关注数模接口和相互影响,制定覆盖全面的测试计划。
- 测试程序开发:
- 编写数字部分的测试模块(DC、功能、时序、DFT)。
- 编写模拟部分的测试模块(DC、AC、噪声、线性度等)。
- 开发针对数模转换接口的特定测试(如 ADC/DAC 测试算法)。
- 设计测试流程,合理安排数字和模拟测试项的顺序,考虑相互影响。
- 硬件设计: 设计能同时满足高速数字信号和精密模拟信号传输要求的测试接口板(Load Board),需要特别注意信号隔离、屏蔽、接地和电源去耦。
- 测试执行: 利用 ATE 的数字和模拟仪器,同步或按序施加激励,采集响应。
- 数据处理与分析: 运用数字比对、模拟信号处理(如 FFT)、以及混合信号测试算法(如直方图法测 ADC INL/DNL)对数据进行分析。
- 结果判定: 根据 Datasheet 规格判定各项数字、模拟及混合信号指标是否合格。
- 报告生成: 汇总所有测试结果,提供全面的性能评估。
六、 服务背景与价值
现代电子系统越来越倾向于将更多的数字和模拟功能集成到单一芯片上(SoC),以减小尺寸、降低成本和功耗。这使得混合信号芯片的设计和测试变得极其复杂和关键。数字噪声可能干扰模拟精度,模拟部分的偏差也可能影响数字逻辑的判断。因此,混合信号测试的核心价值在于:验证数字和模拟部分各自功能性能的同时,更要确保它们作为一个整体能够协同、精确地工作;发现由于数模交互带来的潜在问题;全面保障这类复杂芯片的质量和性能,使其能够在目标应用中可靠地连接数字处理核心与真实物理世界,是SoC等先进芯片成功的关键。
七、 德垲优势
上海德垲在此领域具备显著优势。我们拥有一支同时精通数字和模拟测试技术的资深工程师团队,深刻理解混合信号芯片的测试挑战和关键点。我们配备了具备强大数字和高性能模拟/RF测试能力的先进混合信号ATE平台,能够满足复杂SoC等芯片的测试需求。我们具备开发复杂混合信号测试程序和设计高要求测试硬件(Load Board)的丰富经验,尤其擅长处理数模干扰问题。结合我们的失效分析(FA)能力,我们可以为混合信号芯片的疑难失效提供深入的分析。德垲致力于为客户提供覆盖从测试方案设计、软硬件开发到量产执行和失效分析的全面、高效的混合信号芯片测试解决方案。