Verigy 93000直流参数的测试方法与比较分析
引言
在当前soc 快速发展及半导体行业激烈竞争的阶段，提高测试效率、降低测试成本，是从业者需要思考和解决的课题。
verigy 93000 是单一平台的可升级测试系统，它是满足soc 技术全面集成需要的芯片测试系统解决方案。
本论文阐述一种测试方法使得verigy 93000 进行直流参数测试时独立并行使用硬件资源，从而节省测试时间，提高测试效率。
2 verigy 93000 用于dc测试的硬件资源
2.1 pmu（parameter measure unit，参数测量单元）
pmu 是verigy 93000 进行dc 测试最常用的硬件资源（如图1 所示）。当前应用最广泛的pinscale测试系统中的pmu 有两种， 一种称为ppmu（per- pin pmu），包含在每个数字通道内。根据测试系统的配置结构，大头可以达到2048 个，小头1024个；另一种hppmu （high precision pmu，高精度pmu），每个group 中一个，大头有8 个，小头结构就只有4 个。因此在测试中，只要ppmu 的参数范围和精度满足芯片需求，我们尽可能使用ppmu，并通过合适的编程方法做到硬件资源完全并行使用，加快测试速度。
图1 93000 的pmu 资源
2.2 verigy 93000 的dps （devicepower supply，芯片供电电源）资源
verigy 93000 中每块dps 板卡可以提供8 路电源通道，电源通道除了给芯片提供电源外，还具有加电压测电流的功能，这通常用于芯片的功耗测试。
本文不就此类测试展开讨论。
3 ppmu 资源完全并行使用的测试方法
ppmu 是verigy 93000 中每一个数字通道都有的硬件资源，它具有加电压测电流（vfim）和加电流测电压（ifvm）两种功能。应用这两种功能进行dc 测试，通常有两种实现方法。
1） 传统方法：通过调用ppmu 相应的api（可编程应用接口） pmu_vfim （加电压测电流）和pmu_ifvm（加电流测电压）来实现。但应用这种方法进行测试时，如果不同的管脚需要不同的测试条件，测试时每个管脚是串行执行的，这样机台per- pin 的pmu 资源的优势就没有得到最好发挥，测试时间会相应增加。
2） flex dc 测试方式：可以做到使用ppmu 测试不同条件的pin 时完全独立，互不影响。因此，在使用pmu 进行dc 测试时，为了提高测试效率，增加产出，在测试条件允许的情况下，测试者尽可能采用这种方法。
两种方法的比较如表1 所示。
表1 两种dc 测试方法的比较
3.1 flex dc 编程方式的具体实现
flex dc 测试方法在程序中通过ppmu_setting、ppmu_relay、ppmu_measure以及task_list 创建任务列表的方法来实现。此时，我们需要把不同测试条件的pin 对应的ppmu的工作模式及条件范围、relay 的状态、测试结果的获取分别设定为相同的setting、relay 和measure 中，然后把上述设定添加到同一个任务列表中。这样， 对于上述setting、relay 和measure 中的不同pin 包含的动作，机台在执行测试的过程中是完全独立并行的，可以做到资源的最优利用。
以2 个pin 为例，pin1 测试中需施加5 v 电压测电流，pin2 要施加2.5 v 电压测电流，flex dc 的代码如下：
ppmu_setting set1；
ppmu_relay relay1；
ppmu_measure measure1；
task_list task1；
set1. pin（ pin1 ）。 vforce（ 5 v）。irange（ 40ma）。min（ 0 ma）。max（ 50 ma）；
set1.pin（ pin2 ）。vforce（ 2.5 v）。irange（ 40ma）。min（ 0 ma）。max（ 40 ma）；
relay1.pin（pin1, pin2）。status（“ppmu_on”）；
measure1.pin （pin1, pin2）。execmode （tm::pval）；
task1.add（set1）。add（relay1）。add（measure1）；
task1.execute（ ）；
以一款电源芯片为例，该芯片大部分为dc 测试项，另加小部分功能测试。下面我们来看测试中采用flex dc 测试方法和直接采用ppmu_ifvm进行测试，测试时间的对比情况。（如表2 所示）。
表2 一款电源芯片两种测试方法的参数比较
表中对比可以看出，如不对测试程序进行优化，单芯片测试时相差0.6 s，双芯片同时测试相差0.9s；对测试程序进行优化（主要针对多芯片测试，使不同位置的芯片测试中能并行进行的动作同时执行），时间差值就更明显，单芯片为0.9 s，双芯片达1.6 s。可见，采用flex dc 的测试方式，可以有效减少测试时间。
4 小结
结合verigy 93000 soc 测试机台的特点，讨论了一种dc 测试资源的并行使用方法。结果表明该方法在测试中能完全并行使用硬件资源，使测试时间有效降低。
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本论文阐述一种测试方法使得verigy 93000 进行直流参数测试时独立并行使用硬件资源，从而节省测试时间，提高测试效率。
2 verigy 93000 用于dc测试的硬件资源
2.1 pmu（parameter measure unit，参数测量单元）
pmu 是verigy 93000 进行dc 测试最常用的硬件资源（如图1 所示）。当前应用最广泛的pinscale测试系统中的pmu 有两种， 一种称为ppmu（per- pin pmu），包含在每个数字通道内。根据测试系统的配置结构，大头可以达到2048 个，小头1024个；另一种hppmu （high precision pmu，高精度pmu），每个group 中一个，大头有8 个，小头结构就只有4 个。因此在测试中，只要ppmu 的参数范围和精度满足芯片需求，我们尽可能使用ppmu，并通过合适的编程方法做到硬件资源完全并行使用，加快测试速度。
图1 93000 的pmu 资源
2.2 verigy 93000 的dps （devicepower supply，芯片供电电源）资源
verigy 93000 中每块dps 板卡可以提供8 路电源通道，电源通道除了给芯片提供电源外，还具有加电压测电流的功能，这通常用于芯片的功耗测试。
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3 ppmu 资源完全并行使用的测试方法
ppmu 是verigy 93000 中每一个数字通道都有的硬件资源，它具有加电压测电流（vfim）和加电流测电压（ifvm）两种功能。应用这两种功能进行dc 测试，通常有两种实现方法。
1） 传统方法：通过调用ppmu 相应的api（可编程应用接口） pmu_vfim （加电压测电流）和pmu_ifvm（加电流测电压）来实现。但应用这种方法进行测试时，如果不同的管脚需要不同的测试条件，测试时每个管脚是串行执行的，这样机台per- pin 的pmu 资源的优势就没有得到最好发挥，测试时间会相应增加。
2） flex dc 测试方式：可以做到使用ppmu 测试不同条件的pin 时完全独立，互不影响。因此，在使用pmu 进行dc 测试时，为了提高测试效率，增加产出，在测试条件允许的情况下，测试者尽可能采用这种方法。
两种方法的比较如表1 所示。
表1 两种dc 测试方法的比较
3.1 flex dc 编程方式的具体实现
flex dc 测试方法在程序中通过ppmu_setting、ppmu_relay、ppmu_measure以及task_list 创建任务列表的方法来实现。此时，我们需要把不同测试条件的pin 对应的ppmu的工作模式及条件范围、relay 的状态、测试结果的获取分别设定为相同的setting、relay 和measure 中，然后把上述设定添加到同一个任务列表中。这样， 对于上述setting、relay 和measure 中的不同pin 包含的动作，机台在执行测试的过程中是完全独立并行的，可以做到资源的最优利用。
以2 个pin 为例，pin1 测试中需施加5 v 电压测电流，pin2 要施加2.5 v 电压测电流，flex dc 的代码如下：
ppmu_setting set1；
ppmu_relay relay1；
ppmu_measure measure1；
task_list task1；
set1. pin（ pin1 ）。 vforce（ 5 v）。irange（ 40ma）。min（ 0 ma）。max（ 50 ma）；
set1.pin（ pin2 ）。vforce（ 2.5 v）。irange（ 40ma）。min（ 0 ma）。max（ 40 ma）；
relay1.pin（pin1, pin2）。status（“ppmu_on”）；
measure1.pin （pin1, pin2）。execmode （tm::pval）；
task1.add（set1）。add（relay1）。add（measure1）；
task1.execute（ ）；
以一款电源芯片为例，该芯片大部分为dc 测试项，另加小部分功能测试。下面我们来看测试中采用flex dc 测试方法和直接采用ppmu_ifvm进行测试，测试时间的对比情况。（如表2 所示）。
表2 一款电源芯片两种测试方法的参数比较
表中对比可以看出，如不对测试程序进行优化，单芯片测试时相差0.6 s，双芯片同时测试相差0.9s；对测试程序进行优化（主要针对多芯片测试，使不同位置的芯片测试中能并行进行的动作同时执行），时间差值就更明显，单芯片为0.9 s，双芯片达1.6 s。可见，采用flex dc 的测试方式，可以有效减少测试时间。
4 小结
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