数字集成电路测试系统驱动程序的设计及实现研究

沈霆

摘 要：本文分为三部分，从数字集成电路测试系统驱动程序概述、设计与实现三个角度对数字集成电路测试系统驱动程序作全面的分析阐述，期望可以为相关的从业者与研究者提供建设性意见。

关键词：数字集成电路测试;系统驱动程序;设计

科学技术的进步为数字集成电路发展创造了良好的环境，就现阶段来看，数字集成电路测试技术已经得到了深入的研究，并取得了较好的成果。随着集成电路集成度的日益提升与引脚的增多，对集成电路测试系统的功能提出了更高的要求。

一、数字集成电路测试系统驱动程序概述

集成电路是指借助相应的科学技术，将一个电路中所需要的二极管、三极管、电容、电阻等电子元器件与导线连接至一起，在完成制作后将其封装都一起，并形成一个具有电路功能的微型电子器件。而集成电路测试系统是指专门用于集成电路测试的仪器，通过进行系统测试可以将其中不合格的芯片提取出来，以此提升芯片质量，常见的集成电路测试分为数字信号集成电路测试、混合信号集成电路测试及模拟信号集成电路测试等，因为现代化电气工程多采用数字信号，因而数字集成电路测试系统成为最常见和常用的集成电路测试类型。其测试过程大致分为三种，即直流参数测试、功能测试及交流参数测试，硬件结构包括机箱、DTB板、CPU板、DPS板、DIB板等。数字集成电路测试系统驱动程序主要的职责是实现上层软件对硬件的控制与信息传输，按照功能不同可以将其分为通道模块、时序模块、历史记录模块、测试向量模块、状态模块、控制模块及Keep Alive向量模块。

二、数字集成电路测试系统驱动程序设计

在数字集成电路测试系统驱动程序设计过程中，需要始终遵循和贯彻“高内聚、低耦合”的标准与原则。具体的设计内容包括以下几方面：①分层设计：如何实现上层软件对底层硬件的良好控制是驱动程序设计的要点之一，分层设计可以将驱动程序分为系统层、功能层与器件层。系统层以测试机为控制对象，功能接口包括测试通道驱动器、比较器及PPMU配置等，资源管理程序可以对测试机背板的测试板卡进行自动识别，进而保证上层界面可以直接使用硬件资源。功能层主要包括通道模块、状态模块、历史记录模块及时序模块等。器件层的功能是实现对测试板卡上器件的控制，为实现这一功能，需要组合大量器件的组合，形成类，进而实现器件的利用;②总线传输接口设计：此设计方式是在器件层的每一个器件类初始化过程中，传入器件在总线上的地址与总线控制句柄，各个器件类的成员函数在进行读写时可以调用实现设置好的I/O函数，但这种设计方式存在一定的局限性。因此，可以在驱动程序中设计抽象基类 PhysicalIO，实现创建公共接口的目的。另外，和可以采用依赖注入的设计方式，以期减少总线传输接口与器件层代码之间的耦合度，在设计的最后，使用统一的I/O接口将数据写入总线;③消息队列：消息队列是远程间通信或者同一进程的不同线程间的通信方式，为实现消息队列通信方式，可以利用ZeroMQ库实现应用程序与进程之间的信息传递，如果此过程中驱动程序收到的信号为中断信号，则可以立即对信号进行核对，并传递给上层软件，上层软件收到信号后可以确定事件类型，开展后续操作;④远程过程调用：通过计算机远程控制系统对驱动程序运行进行全程监测，并实现远程过程调用，模式可以采用客户端 -服务端，将请求程序作为客户端，服务端为提供服务的程序，整个过程类似于本地过程调用，当服务程序收到调用信息后可以通过调用驱动接口完成要求的操作，并返回到结果信息。

三、数字集成电路测试系统驱动程序实现

数字集成电路测试系统驱动程序测试是整个开发过程中必不可少的步骤，也是保证其后续运用功能充分实现的必要工作。一般来说，数字集成电路测试系统驱动程序实现需要经过单元测试和系统测试两方面的测试工作，就单元测试角度来说，其主要是对驱动程序器件层与功能层各个类型的正确性进行测试，测试流程为器件层各个硬件类型→功能层各功能模块测试卡参数配置的准确性。另外，还需要对驱动程序中各个模块的功能接口的功能实现进行测试，常用的测试接口有 Mocklo。存储器类单元测试时，可以先将基地址输入至基地址存储器中，而后访问4K地址空间。电子引脚类单元测试时要重点测试寄存器地址、逻辑顺序是否正确。历史记录模块单元测试时，首先需要调用各成员函数接口，测试是否正确，而后测试动态读取流程是否可以执行成功。系统测试重点包括测试平台搭建测试、PPMU测试、测试通道波形输出测试及历史记录读取测试等，以 PPMU测试来说，在加压、测压功能测试过程中，需要先选择 PPMU的两种模式，而后调用驱动接口设置相对应的电压，进而测试通道的输出电压。而在加流、测流功能时，需要先将 PPMU的加流、测流模式选中，等电流通过测试通道后断开测试通道与芯片引脚的连接，得到测定状态下的电流大小。

四、结论

数字集成电路测试的重要之处就在于其可以有效提升继集成电路产品质量和可靠性，因而数字集成电路测试系统一直被视为重要的技术，受到国家的高度重视。数字集成电路测试系统驱动程序是实现测试系统人机交互界面控制测试机硬件的重要部分，不仅可以有效减轻上层程序的编程所要承担的负担，而且可以增强和實现驱动程序的可移植性，对测试系统构建与扩展均有重要的意义。因此，要进一步加大这方面的技术研究。

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