【E課堂】芯片反向設(shè)計(jì)流程

　　測(cè)試規(guī)范

　　IC設(shè)計(jì)師在芯片tapeout之后就要準(zhǔn)備制定CP測(cè)試規(guī)范了，這是接下來(lái)CP測(cè)試流程的總綱，非常重要。測(cè)試規(guī)范的測(cè)試項(xiàng)主要來(lái)源于芯片datasheet，將重要的參數(shù)設(shè)置為測(cè)試項(xiàng)，并規(guī)定參數(shù)的合理分布范圍以及每一個(gè)測(cè)試項(xiàng)的測(cè)試方法(流程)。這些測(cè)試參數(shù)以及測(cè)試方法將決定CP測(cè)試開(kāi)發(fā)時(shí)所用到的測(cè)試環(huán)境ATE(auto test environment)。

　　CP測(cè)試開(kāi)發(fā)

　　根據(jù)測(cè)試規(guī)范，可以選定所需要的測(cè)試工具以進(jìn)行整個(gè)測(cè)試環(huán)境的搭建工作。我所知道到用于芯片測(cè)試的測(cè)試儀有JUNO DTS-1000，ASL1000，V777，STS8200等。每一種測(cè)試儀適用于不同種類(lèi)的芯片測(cè)試，測(cè)試儀主要分為數(shù)字測(cè)試，模擬測(cè)試，數(shù)?；旌蠝y(cè)試這三大類(lèi)。

　　CP測(cè)試開(kāi)發(fā)所需要做的工作有：

　　1，測(cè)試儀的選擇(ps：這個(gè)階段還要考慮一個(gè)重要的因素就是一次測(cè)試多少顆裸芯，也就是CP測(cè)試常說(shuō)的多少個(gè)site，這關(guān)系到后續(xù)測(cè)試程序的編寫(xiě)，以及DUT板的制作，非常重要);

　　2，根據(jù)測(cè)試儀開(kāi)發(fā)測(cè)試程序;

　　3，制作測(cè)試裸芯片用DUT板，扎PAD位的針由測(cè)試廠(chǎng)制作并焊接在DUT上(ps:DUT板有時(shí)候也叫針卡);

　　4，自制測(cè)試儀(可選)，當(dāng)測(cè)試儀并不能完成某些特殊測(cè)試項(xiàng)的要求時(shí)，還得自己制作測(cè)試儀。例如，紅外接收芯片測(cè)試所需要用到的掃頻儀，若采用非自制掃頻儀，測(cè)試時(shí)間將非常長(zhǎng)，必須自己制作。

　　5，測(cè)試數(shù)據(jù)的分析。對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析有助于對(duì)測(cè)試方法的改進(jìn)和對(duì)芯片設(shè)計(jì)的改進(jìn)。CP測(cè)試在整個(gè)芯片反向設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要位置，所花費(fèi)的人力、物力是非常多的，還需要頻繁和測(cè)試廠(chǎng)交流，所以CP測(cè)試顯得非常復(fù)雜。在CP測(cè)試開(kāi)發(fā)完之后，會(huì)進(jìn)行COB測(cè)試，之后才進(jìn)行CP測(cè)試的調(diào)試階段，以及正式批量測(cè)試階段。

　　COB測(cè)試

　　所謂COB測(cè)試，其實(shí)就是Chip On Board(將裸芯打線(xiàn)在PCB板上或者將封裝好的芯片焊接在PCB上，并將引腳引出)，它是在CP測(cè)試進(jìn)行之前進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)試(也在成品測(cè)試之后進(jìn)行)，用于初步判斷芯片的功能和性能，如果這批次隨機(jī)采樣的幾顆芯片功能和性能都很爛就暫時(shí)不必進(jìn)行CP測(cè)試了。另外，COB測(cè)試相比于CP測(cè)試具有更多的靈活性，可以測(cè)試更多的測(cè)試項(xiàng)，獲取有關(guān)芯片更為全面的信息。當(dāng)然，COB測(cè)試也是需要開(kāi)發(fā)一套相應(yīng)的測(cè)試環(huán)境的。開(kāi)發(fā)的工作根據(jù)芯片的不同，工作量會(huì)有很大的不同，例如，如果有I2C通信引腳的芯片，需要用到USB轉(zhuǎn)I2C芯片，例如FT232。通過(guò)在電腦上編程，通過(guò)控制USB轉(zhuǎn)I2C芯片來(lái)控制待測(cè)芯片。這樣的話(huà)，搭建整個(gè)測(cè)試環(huán)境就會(huì)比較復(fù)雜。如果是模擬芯片，例如電源管理類(lèi)芯片，需要使用LabView編程來(lái)控制數(shù)字源表進(jìn)行自動(dòng)化參數(shù)測(cè)量?？傊?，COB測(cè)試也是芯片設(shè)計(jì)中一個(gè)比較重要的流程,這部分的工作內(nèi)容，比較難以敘述，簡(jiǎn)單的，就用數(shù)字源表測(cè)試幾項(xiàng)參數(shù)就行了，復(fù)雜的都會(huì)基于軟件控制的形式進(jìn)行半自動(dòng)的測(cè)試。具體說(shuō)來(lái)，

　　1、開(kāi)發(fā)在PC端開(kāi)發(fā)測(cè)試的程序，例如LabView;

　　2、設(shè)計(jì)測(cè)試芯片的電路板，并留下與PC通信的接口，通常采用單片機(jī)做主控芯片;

　　3、搭建測(cè)試所需要的環(huán)境，比如說(shuō)遮光要求。過(guò)程敘述得很簡(jiǎn)單，但實(shí)際開(kāi)發(fā)并不容易，難度視待測(cè)芯片而異。

　　成測(cè)開(kāi)發(fā)

　　在CP測(cè)試完了之后，裸芯就可以送到成測(cè)廠(chǎng)進(jìn)行劃片和封裝了，在這期間，IC設(shè)計(jì)師所要做的工作就是依據(jù)制定成品測(cè)試的規(guī)范并進(jìn)行成品測(cè)試的開(kāi)發(fā)。這部分的工作其實(shí)和CP測(cè)試的工作是類(lèi)似的，只不過(guò)，相對(duì)于CP測(cè)試而言，成品測(cè)試的測(cè)試項(xiàng)會(huì)少很多。許多CP測(cè)試用到的測(cè)試項(xiàng)，比如，燒調(diào)之類(lèi)的，成品測(cè)試就不會(huì)進(jìn)行了，其余步驟均與CP測(cè)試一致。

　　可靠性測(cè)試

　　當(dāng)芯片封裝好，并通過(guò)了成品測(cè)試之后，并不意味著芯片的測(cè)試就結(jié)束了，還有芯片可靠性測(cè)試。在成測(cè)結(jié)束，并把樣品返回設(shè)計(jì)師手中之后，設(shè)計(jì)師還需進(jìn)行COB測(cè)試，并在這時(shí)預(yù)留幾顆芯片不參與接下來(lái)的可靠性測(cè)試，這幾顆芯片將在可靠性測(cè)試之后作為對(duì)比之用。

　　芯片可靠性測(cè)試，是衡量芯片的質(zhì)量和壽命的一項(xiàng)測(cè)試。它具體包括環(huán)境測(cè)試、EMC測(cè)試、其它測(cè)試等三大項(xiàng)。細(xì)分項(xiàng)有高溫低溫測(cè)試、高溫高濕測(cè)試，抗靜電測(cè)試等等，全部的測(cè)試項(xiàng)可參考IC可靠性測(cè)試項(xiàng)目。每一款芯片都有與其對(duì)應(yīng)的可靠性測(cè)試項(xiàng)，并不是所有測(cè)試項(xiàng)目都要測(cè)。我們只要關(guān)注與該芯片適配的測(cè)試項(xiàng)就行。具體如何決定測(cè)試項(xiàng)，這需要與芯片的用途有關(guān)，每一種用途，它的測(cè)試要求都是不一樣的?？煽啃詼y(cè)試實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，但是，芯片的可靠性卻是由此來(lái)衡量的?？煽啃詼y(cè)試需要的測(cè)試工具都比較昂貴，當(dāng)然工具的重復(fù)使用性也是比較好的。每一個(gè)測(cè)試項(xiàng)都對(duì)應(yīng)這一套測(cè)試設(shè)備。

　　成品開(kāi)發(fā)

　　設(shè)計(jì)出的芯片必須配置相應(yīng)的使用方案，才能將芯片推廣出去，客戶(hù)才能夠更好的使用芯片。不同用途的芯片，它的使用方案不一樣，差別也是非常巨大的。像單片機(jī)、ARM、FPGA類(lèi)芯片，配置的可不是簡(jiǎn)單的使用方案，而是一整套使用它的系統(tǒng)。電源管理芯片，需要配置一個(gè)電源管理芯片的一套應(yīng)用方案，并且需要具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，這才能夠?qū)⑿酒u(mài)出去。所以成品開(kāi)發(fā)是芯片能否賣(mài)出去的關(guān)鍵。我所接觸到的成品開(kāi)發(fā)，基本是以單片機(jī)為主控芯片的開(kāi)發(fā)方案。具體開(kāi)發(fā)過(guò)程將在后續(xù)有更為詳細(xì)的說(shuō)明。