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1、集成电路设计导论集成电路设计导论云南大学信息学院电子工程系云南大学信息学院电子工程系梁竹关梁竹关第一部分第一部分第一部分第一部分 理论课理论课理论课理论课第一章第一章第一章第一章 绪言绪言绪言绪言 1 11 1 集成电路的发展集成电路的发展集成电路的发展集成电路的发展 1 12 2 集成电路分类集成电路分类集成电路分类集成电路分类 1 13 3 集成电路设计集成电路设计集成电路设计集成电路设计第二章第二章第二章第二章 MOS MOS晶体管晶体管晶体管晶体管 2 21 MOS1 MOS晶体管结构晶体管结构晶体管结构晶体管结构 2 22 MOS2 MOS晶体管工作原理晶体管工作原理晶体管工作原理晶
2、体管工作原理 2 23 MOS3 MOS晶体管的电流电压关系晶体管的电流电压关系晶体管的电流电压关系晶体管的电流电压关系 2 24 MOS4 MOS晶体管主要特性参数晶体管主要特性参数晶体管主要特性参数晶体管主要特性参数 2 25 MOS5 MOS晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的SPICESPICE模型模型模型模型第三章第三章第三章第三章 MOS MOS管反相器管反相器管反相器管反相器 3 31 1 引言引言引言引言 3 32 NMOS2 NMOS管反相器管反相器管反相器管反相器 3 33 CMOS3 CMOS反相器反相器反相器反相器 3 34 4 动态反相器动态反相器动态反相器动态反相器 3
3、 35 5 延迟延迟延迟延迟 3 36 6 功耗功耗功耗功耗第四章第四章第四章第四章 半导体集成电路基本加工工艺与设计规则半导体集成电路基本加工工艺与设计规则半导体集成电路基本加工工艺与设计规则半导体集成电路基本加工工艺与设计规则 4.1 4.1 引言引言引言引言 4.2 4.2 集成电路基本加工工艺集成电路基本加工工艺集成电路基本加工工艺集成电路基本加工工艺 4.3 CMOS 4.3 CMOS工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程 4.4 4.4 设计规则设计规则设计规则设计规则 4.5 CMOS 4.5 CMOS反相器的闩锁效应反相器的闩锁效应反相器的闩锁效应反相器的闩锁效应 4.6 4.6 版
4、图设计版图设计版图设计版图设计第五章第五章第五章第五章 MOS MOS管数字集成电路基本逻辑单元设计管数字集成电路基本逻辑单元设计管数字集成电路基本逻辑单元设计管数字集成电路基本逻辑单元设计 5.1 NMOS 5.1 NMOS管逻辑电路管逻辑电路管逻辑电路管逻辑电路 5.2 5.2 静态静态静态静态CMOSCMOS逻辑电路逻辑电路逻辑电路逻辑电路 5.3 MOS 5.3 MOS管改进型逻辑电路管改进型逻辑电路管改进型逻辑电路管改进型逻辑电路 5.4 MOS 5.4 MOS管传输逻辑电路管传输逻辑电路管传输逻辑电路管传输逻辑电路 5.5 5.5 触发器触发器触发器触发器 5.6 5.6 移位寄存
5、器移位寄存器移位寄存器移位寄存器 5.7 5.7 输入输出（输入输出（输入输出（输入输出（I/OI/O）单元）单元）单元）单元第六章第六章第六章第六章 MOS MOS管数字集成电路子系统设计管数字集成电路子系统设计管数字集成电路子系统设计管数字集成电路子系统设计 6.1 6.1 引言引言引言引言 6.2 6.2 加法器加法器加法器加法器 6.3 6.3 乘法器乘法器乘法器乘法器 6.4 6.4 存储器存储器存储器存储器 6.5 PLA 6.5 PLA第七章第七章第七章第七章 MOS MOS管模拟集成电路设计基础管模拟集成电路设计基础管模拟集成电路设计基础管模拟集成电路设计基础 7.1 7.1
6、引言引言引言引言 7.2 MOS 7.2 MOS管模拟集成电路中的基本元器件管模拟集成电路中的基本元器件管模拟集成电路中的基本元器件管模拟集成电路中的基本元器件 7.3 MOS 7.3 MOS模拟集成电路基本单元模拟集成电路基本单元模拟集成电路基本单元模拟集成电路基本单元 7.4 MOS 7.4 MOS管模拟集成电路版图设计管模拟集成电路版图设计管模拟集成电路版图设计管模拟集成电路版图设计第八章第八章第八章第八章 集成电路的测试与可测性设计集成电路的测试与可测性设计集成电路的测试与可测性设计集成电路的测试与可测性设计 8.1 8.1 引言引言引言引言 8.2 8.2 模拟集成电路测试模拟集成电
7、路测试模拟集成电路测试模拟集成电路测试 8.3 8.3 数字集成电路测试数字集成电路测试数字集成电路测试数字集成电路测试 8.4 8.4 数字集成电路的可测性测试数字集成电路的可测性测试数字集成电路的可测性测试数字集成电路的可测性测试第二部分第二部分第二部分第二部分 实验课实验课实验课实验课 1 1、数字集成电路、数字集成电路、数字集成电路、数字集成电路 （1 1）不同负载反相器的仿真比较；）不同负载反相器的仿真比较；）不同负载反相器的仿真比较；）不同负载反相器的仿真比较；（2 2）静态）静态）静态）静态CMOSCMOS逻辑门电路仿真分析；逻辑门电路仿真分析；逻辑门电路仿真分析；逻辑门电路仿真
8、分析；（3 3）设计）设计）设计）设计CMOSCMOS反相器版图；反相器版图；反相器版图；反相器版图；（4 4）设计）设计）设计）设计D D触发器及其版图；触发器及其版图；触发器及其版图；触发器及其版图；（5 5）设计模）设计模）设计模）设计模1616的计数器及其版图（可选）。的计数器及其版图（可选）。的计数器及其版图（可选）。的计数器及其版图（可选）。2 2、模拟集成电路、模拟集成电路、模拟集成电路、模拟集成电路 设计一个设计一个设计一个设计一个MOSMOS放大电路（可选）放大电路（可选）放大电路（可选）放大电路（可选）。章次章次章次章次题目题目题目题目教学时教学时教学时教学时数数数数第一章
9、第一章第一章第一章绪言绪言绪言绪言2 2学时学时学时学时第二章第二章第二章第二章MOSMOS晶体管晶体管晶体管晶体管4 4学时学时学时学时第三章第三章第三章第三章MOSMOS管反相器管反相器管反相器管反相器 6 6学时学时学时学时第四章第四章第四章第四章半导体集成电路基本加工工艺与设计规则半导体集成电路基本加工工艺与设计规则半导体集成电路基本加工工艺与设计规则半导体集成电路基本加工工艺与设计规则 6 6学时学时学时学时第五章第五章第五章第五章MOSMOS管数字集成电路基本逻辑单元设计管数字集成电路基本逻辑单元设计管数字集成电路基本逻辑单元设计管数字集成电路基本逻辑单元设计 4 4学时学时学时学
10、时第六章第六章第六章第六章MOSMOS管数字集成电路子系统设计管数字集成电路子系统设计管数字集成电路子系统设计管数字集成电路子系统设计 4 4学时学时学时学时第七章第七章第七章第七章MOSMOS管模拟集成电路设计基础管模拟集成电路设计基础管模拟集成电路设计基础管模拟集成电路设计基础6 6学时学时学时学时第八章第八章第八章第八章集成电路的测试与可测性设计集成电路的测试与可测性设计集成电路的测试与可测性设计集成电路的测试与可测性设计 4 4学时学时学时学时总计总计总计总计3636学时学时学时学时教学进度表教学进度表参考文献参考文献参考文献参考文献1 1 王志功，景为平，孙玲王志功，景为平，孙玲王志
11、功，景为平，孙玲王志功，景为平，孙玲.集成电路设计技术与工具集成电路设计技术与工具集成电路设计技术与工具集成电路设计技术与工具.南京：南京：南京：南京：东南大学出版社，东南大学出版社，东南大学出版社，东南大学出版社，20072007年年年年7 7月（国家级规划教材）月（国家级规划教材）月（国家级规划教材）月（国家级规划教材）.22（美）（美）（美）（美）Baker,Harry W.Li,David E.Boyce.Baker,Harry W.Li,David E.Boyce.CMOS Circuit Design,Layout and Simulation.CMOS Circuit Desig
12、n,Layout and Simulation.北京：北京：北京：北京：机械工业出版社，机械工业出版社，机械工业出版社，机械工业出版社，2006.2006.3 3 陈中建主译陈中建主译陈中建主译陈中建主译.CMOS.CMOS电路设计、布局与仿真电路设计、布局与仿真电路设计、布局与仿真电路设计、布局与仿真.北京：机械工北京：机械工北京：机械工北京：机械工 业出版社，业出版社，业出版社，业出版社，2006.2006.44（美）（美）（美）（美）Wayne Wolf.Modern VLSI Design System onWayne Wolf.Modern VLSI Design System on
13、 Silicon.Silicon.北京：科学出版社，北京：科学出版社，北京：科学出版社，北京：科学出版社，2002.2002.5 5 朱正涌朱正涌朱正涌朱正涌.半导体集成电路半导体集成电路半导体集成电路半导体集成电路.北京：清华大学出版社，北京：清华大学出版社，北京：清华大学出版社，北京：清华大学出版社，2001.2001.6 6 王志功，沈永朝王志功，沈永朝王志功，沈永朝王志功，沈永朝.集成电路设计基础电子工业出版集成电路设计基础电子工业出版集成电路设计基础电子工业出版集成电路设计基础电子工业出版 社，社，社，社，20042004年年年年5 5月（月（月（月（2121世纪高等学校电子信息类教
14、材）世纪高等学校电子信息类教材）世纪高等学校电子信息类教材）世纪高等学校电子信息类教材）.测试的意义测试的意义测试的意义测试的意义 测测测测试试试试的的的的意意意意义义义义在在在在于于于于可可可可以以以以直直直直观观观观地地地地检检检检查查查查设设设设计计计计的的的的具具具具体体体体电电电电路路路路是是是是否否否否能能能能像像像像设设设设计计计计者者者者要要要要求求求求的的的的那那那那样样样样正正正正确确确确的的的的工工工工作作作作。测测测测试试试试的的的的另另另另一一一一个个个个目目目目的的的的是是是是希希希希望望望望通通通通过过过过测测测测试试试试确确确确定定定定电电电电路路路路失失失失效
15、效效效的的的的原原原原因因因因以以以以及及及及失失失失效效效效所所所所发发发发生生生生的的的的具具具具体体体体部部部部位位位位，以以以以便便便便改改改改进进进进设设设设计计计计和和和和修修修修正正正正错错错错误误误误。集集集集成成成成电电电电路路路路是是是是一一一一种种种种复复复复杂杂杂杂的的的的功功功功能能能能器器器器件件件件，在在在在开开开开发发发发和和和和生生生生产产产产过过过过程程程程中中中中出出出出现现现现一一一一些些些些错错错错误误误误和和和和缺缺缺缺陷陷陷陷是是是是不不不不可可可可避避避避免免免免的的的的。测测测测试试试试的的的的主主主主要要要要目目目目的的的的就就就就是是是是在
16、在在在生生生生产产产产中中中中将将将将合合合合格格格格的的的的芯芯芯芯片片片片与与与与不不不不合合合合格格格格的的的的芯芯芯芯片片片片区区区区分分分分开开开开，保保保保证证证证产产产产品品品品的的的的质质质质量量量量与与与与可可可可靠靠靠靠性性性性。此此此此外外外外需需需需要要要要通通通通过过过过测测测测试试试试对对对对产产产产品品品品的质量与可靠性加以监控。的质量与可靠性加以监控。的质量与可靠性加以监控。的质量与可靠性加以监控。第八章第八章 集成电路可测性设计集成电路可测性设计8.1 引言引言 传传传传统统统统的的的的数数数数字字字字电电电电路路路路（芯芯芯芯片片片片、电电电电路路路路板板板
17、板及及及及系系系系统统统统）的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑设设设设计计计计与与与与测测测测试试试试是是是是分分分分开开开开进进进进行行行行的的的的，即即即即先先先先设设设设计计计计，后后后后测测测测试试试试，设设设设计计计计阶阶阶阶段不考虑测试问题。段不考虑测试问题。段不考虑测试问题。段不考虑测试问题。然然然然而而而而，随随随随着着着着数数数数字字字字电电电电路路路路的的的的日日日日益益益益复复复复杂杂杂杂，特特特特别别别别是是是是VLSIVLSI电电电电路路路路密密密密度度度度的的的的日日日日益益益益增增增增加加加加，数数数数字字字字电电电电路路路路的的的的测测测测试试试试问问问问题题题题日日日日
18、趋趋趋趋尖尖尖尖锐锐锐锐，测测测测试试试试时时时时间间间间和和和和测测测测试试试试费费费费用用用用日日日日趋趋趋趋提提提提高高高高，甚甚甚甚至至至至达达达达到到到到无无无无法法法法测测测测试试试试的的的的地地地地步步步步，影影影影响响响响了了了了微微微微电电电电子子子子技技技技术术术术的的的的进进进进一一一一步步步步发发发发展展展展。为为为为了了了了有有有有效效效效开开开开发发发发电电电电路路路路，降降降降低低低低电电电电路路路路测测测测试试试试费费费费用用用用，数数数数字字字字电电电电路路路路必必必必须须须须设设设设计计计计成成成成可可可可测测测测试试试试的的的的。这这这这就就就就要要要要求
19、求求求在在在在电电电电路路路路设设设设计计计计阶阶阶阶段段段段考考考考虑虑虑虑测测测测试试试试问问问问题题题题，或或或或者者者者说说说说必必必必须须须须进进进进行行行行数数数数字字字字电电电电路路路路的的的的可可可可测测测测试试试试性性性性设设设设计计计计。随随随随着着着着微微微微电电电电子子子子技技技技术术术术和和和和数数数数字字字字技技技技术术术术的的的的飞飞飞飞速速速速发发发发展展展展，数数数数字字字字电电电电路路路路的的的的可可可可测测测测试试试试性性性性技技技技术术术术近近近近几几几几年年年年来来来来越越越越来来来来越越越越引引引引起起起起电电电电路路路路设设设设计计计计者者者者的的
20、的的重重重重视视视视，这这这这门门门门技技技技术术术术本本本本身身身身也也也也得得得得到到到到了了了了迅迅迅迅速速速速发发发发展。展。展。展。根根根根据据据据集集集集成成成成电电电电路路路路产产产产品品品品生生生生产产产产所所所所处处处处的的的的不不不不同同同同阶阶阶阶段段段段与与与与不不不不同同同同目目目目的的的的，测试大致可以分为测试大致可以分为测试大致可以分为测试大致可以分为3 3 3 3种类型：种类型：种类型：种类型：在在在在产产产产品品品品的的的的研研研研发发发发阶阶阶阶段段段段，为为为为了了了了检检检检测测测测设设设设计计计计错错错错误误误误而而而而进进进进行行行行的的的的测测测测
21、试试试试(设计错误测试设计错误测试设计错误测试设计错误测试)；在在在在芯芯芯芯片片片片生生生生产产产产阶阶阶阶段段段段，为为为为了了了了检检检检测测测测产产产产品品品品是是是是否否否否具具具具有有有有正正正正确确确确的的的的逻逻逻逻辑操作和正确的功能而进行的测试辑操作和正确的功能而进行的测试辑操作和正确的功能而进行的测试辑操作和正确的功能而进行的测试(功能测试功能测试功能测试功能测试)；在在在在产产产产品品品品出出出出厂厂厂厂前前前前，为为为为了了了了保保保保证证证证产产产产品品品品的的的的质质质质量量量量与与与与可可可可靠靠靠靠性性性性，需需需需要进行的各种测试要进行的各种测试要进行的各种测
22、试要进行的各种测试(产品测试产品测试产品测试产品测试)。进进进进行行行行集集集集成成成成电电电电路路路路测测测测试试试试需需需需要要要要有有有有专专专专门门门门的的的的测测测测试试试试仪仪仪仪器器器器，通通通通常常常常这这这这些些些些测测测测试试试试仪仪仪仪器器器器是是是是非非非非常常常常昂昂昂昂贵贵贵贵的的的的，测测测测试试试试的的的的实实实实现现现现难难难难度度度度与与与与测测测测试试试试时时时时间间间间决决决决定定定定了了了了测测测测试试试试的的的的费费费费用用用用。如如如如何何何何经经经经济济济济有有有有效效效效地地地地进进进进行行行行测测测测试试试试也也也也是是是是集集集集成成成成电
23、电电电路路路路设设设设计计计计者者者者的的的的责责责责任任任任。集集集集成成成成电电电电路路路路设设设设计计计计者者者者应应应应该该该该负负负负责责责责设设设设计计计计错错错错误误误误测测测测试试试试与与与与功功功功能能能能测测测测试试试试整整整整体体体体方方方方案案案案的的的的制制制制订订订订，包包包包括括括括精精精精确确确确定定定定义义义义测测测测试试试试方方方方案案案案，设设设设计计计计测测测测试试试试电电电电路路路路和和和和生生生生成成成成相相相相应应应应的测试向量。的测试向量。的测试向量。的测试向量。设计错误测试设计错误测试设计错误测试设计错误测试 当当当当一一一一个个个个新新新新的
24、的的的电电电电路路路路设设设设计计计计完完完完成成成成并并并并第第第第一一一一次次次次投投投投片片片片制制制制造造造造后后后后，设计者最想知道的就是电路设计本身是否存在错误。设计者最想知道的就是电路设计本身是否存在错误。设计者最想知道的就是电路设计本身是否存在错误。设计者最想知道的就是电路设计本身是否存在错误。设设设设计计计计错错错错误误误误测测测测试试试试的的的的主主主主要要要要目目目目的的的的是是是是发发发发现现现现并并并并定定定定位位位位设设设设计计计计错错错错误误误误，从从从从而而而而达达达达到到到到修修修修改改改改设设设设计计计计最最最最终终终终消消消消除除除除设设设设计计计计错错错
25、错误误误误的的的的目目目目的的的的。设设设设计计计计错错错错误误误误的的的的主主主主要要要要特特特特点点点点是是是是同同同同一一一一设设设设计计计计在在在在制制制制造造造造后后后后的的的的所所所所有有有有芯芯芯芯片片片片中中中中都都都都存存存存在在在在同同同同样样样样的的的的错错错错误误误误，这这这这是是是是区区区区分分分分设设设设计计计计错错错错误误误误与与与与制制制制造造造造缺缺缺缺陷陷陷陷的的的的主主主主要要要要依依依依据据据据。在在在在输输输输入入入入测测测测试试试试向向向向量量量量后后后后，从从从从输输输输出出出出的的的的错错错错误误误误类类类类型型型型可可可可以以以以大大大大致致致
26、致定定定定位位位位设设设设计计计计错错错错误误误误，但但但但还还还还需需需需要要要要花花花花很很很很大大大大的的的的努努努努力力力力才才才才能能能能精精精精确确确确地地地地确确确确定定定定错错错错误误误误发发发发生生生生的的的的位位位位置置置置。某某某某些些些些情情情情况况况况下下下下，为为为为修修修修改改改改设设设设计计计计错错错错误误误误而而而而反反反反复复复复设设设设计计计计与与与与制制制制造造造造的的的的代代代代价价价价(时时时时间间间间与与与与费费费费用用用用)几几几几乎乎乎乎与与与与初初初初始始始始设设设设计计计计一一一一样样样样大。大。大。大。因因因因此此此此，一一一一方方方方面
27、面面面设设设设计计计计者者者者在在在在设设设设计计计计阶阶阶阶段段段段应应应应认认认认真真真真做做做做好好好好仿仿仿仿真真真真模模模模拟拟拟拟工工工工作作作作，确确确确保保保保设设设设计计计计一一一一次次次次成成成成功功功功；另另另另一一一一方方方方面面面面，在在在在设设设设计计计计时时时时要要要要考考考考虑虑虑虑芯芯芯芯片片片片制制制制造造造造后后后后的的的的测测测测试试试试问问问问题题题题，万万万万一一一一在在在在测测测测试试试试时时时时发发发发现现现现存存存存在在在在设设设设计计计计错错错错误误误误，要要要要做做做做到到到到能能能能尽尽尽尽快快快快定定定定位位位位错错错错误误误误的的的的
28、位位位位置置置置。为为为为此此此此，有有有有时时时时在在在在第第第第一一一一版版版版的的的的设设设设计计计计中中中中，增增增增加加加加一一一一些些些些测测测测试试试试分分分分析析析析用用用用的的的的电电电电路路路路与与与与输输输输入入入入输输输输出出出出引引引引脚脚脚脚，便便便便于于于于在在在在设设设设计计计计出出出出现现现现错错错错误误误误的的的的情情情情况下进行分析与定位，节约设计反复所用的时间。况下进行分析与定位，节约设计反复所用的时间。况下进行分析与定位，节约设计反复所用的时间。况下进行分析与定位，节约设计反复所用的时间。功能测试功能测试功能测试功能测试 这这这这里里里里所所所所说说说
29、说的的的的功功功功能能能能测测测测试试试试主主主主要要要要是是是是针针针针对对对对制制制制造造造造过过过过程程程程中中中中可可可可能能能能引引引引起起起起电电电电路路路路功功功功能能能能不不不不正正正正确确确确而而而而进进进进行行行行的的的的测测测测试试试试。与与与与设设设设计计计计错错错错误误误误相相相相比比比比，这这这这种种种种错错错错误误误误的的的的出出出出现现现现具具具具有有有有随随随随机机机机性性性性。测测测测试试试试的的的的主主主主要要要要目目目目的的的的不不不不是是是是定定定定位位位位和和和和分分分分析析析析错错错错误误误误，而而而而是是是是判判判判断断断断芯芯芯芯片片片片上上上
30、上是是是是否否否否存存存存在在在在错错错错误误误误，即即即即区区区区分分分分合合合合格格格格的的的的芯芯芯芯片片片片与与与与不不不不合合合合格格格格的的的的芯芯芯芯片。片。片。片。功能测试的困难源于以下两个方面：功能测试的困难源于以下两个方面：功能测试的困难源于以下两个方面：功能测试的困难源于以下两个方面：(1)(1)一个集成电路具有复杂的功能，含有大量的晶体管；一个集成电路具有复杂的功能，含有大量的晶体管；一个集成电路具有复杂的功能，含有大量的晶体管；一个集成电路具有复杂的功能，含有大量的晶体管；(2)(2)电电电电路路路路中中中中的的的的内内内内部部部部信信信信号号号号不不不不可可可可能能
31、能能引引引引出出出出到到到到芯芯芯芯片片片片的的的的外外外外面面面面，而而而而测测测测试试试试信信信信号号号号和和和和测测测测试试试试结结结结果果果果只只只只能能能能从从从从外外外外部部部部的的的的少少少少数数数数管管管管脚脚脚脚施施施施加加加加并并并并从从从从外外外外部部部部管脚进行观测。管脚进行观测。管脚进行观测。管脚进行观测。测测测测试试试试的的的的过过过过程程程程就就就就是是是是用用用用测测测测试试试试仪仪仪仪器器器器将将将将测测测测试试试试向向向向量量量量test test bench bench(1(1和和和和0 0组组组组成成成成的的的的序序序序列列列列)通通通通过过过过探探探探
32、针针针针施施施施加加加加到到到到输输输输入入入入管管管管脚脚脚脚，同同同同时时时时在在在在输输输输出出出出管管管管脚脚脚脚上上上上通通通通过过过过探探探探针针针针进进进进行行行行检检检检测测测测，并并并并与与与与预预预预期期期期的的的的结结结结果果果果进进进进行行行行比比比比较较较较。高高高高速速速速的的的的测测测测试试试试仪仪仪仪器器器器是是是是非非非非常常常常昂昂昂昂贵贵贵贵的的的的设设设设备备备备，测测测测试试试试每每每每个个个个芯芯芯芯片片片片所所所所用用用用的的的的时时时时间间间间必必必必须须须须尽尽尽尽可可可可能能能能地地地地缩缩缩缩短短短短，以以以以降降降降低低低低测测测测试成本
33、。试成本。试成本。试成本。功功功功能能能能测测测测试试试试是是是是要要要要判判判判断断断断集集集集成成成成电电电电路路路路在在在在各各各各种种种种可可可可能能能能的的的的输输输输入入入入激激激激励励励励信信信信号号号号下下下下是是是是否否否否正正正正确确确确工工工工作作作作。乍乍乍乍看看看看起起起起来来来来将将将将各各各各种种种种可可可可能能能能的的的的1 1和和和和0 0的的的的组组组组合合合合加加加加到到到到输输输输入入入入管管管管脚脚脚脚就就就就可可可可以以以以实实实实现现现现完完完完整整整整的的的的测测测测试试试试。其其其其实实实实不不不不然然然然，当当当当电电电电路路路路的的的的输输
34、输输入入入入管管管管脚脚脚脚数数数数增增增增加加加加到到到到一一一一定定定定的的的的程程程程度度度度后后后后，比比比比如如如如说说说说有有有有一一一一输输输输入入入入管管管管脚脚脚脚数数数数为为为为6464的的的的电电电电路路路路，要要要要对对对对它它它它进进进进行行行行彻彻彻彻底底底底地地地地测测测测试试试试，需需需需要要要要外外外外加加加加2 26464次次次次的的的的输输输输入入入入(测测测测试试试试向向向向量量量量)和和和和进进进进行行行行2 26464次次次次的的的的检检检检测测测测。另另另另一一一一方方方方面面面面，多多多多数数数数集集集集成成成成电电电电路路路路内内内内部部部部还
35、还还还含含含含有有有有锁锁锁锁存存存存器器器器、触触触触发发发发器器器器等等等等时时时时序序序序电电电电路路路路单单单单元元元元，它它它它们们们们都都都都有有有有两两两两种种种种状状状状态态态态，若若若若要要要要覆覆覆覆盖盖盖盖所所所所有有有有的的的的可可可可能能能能性性性性，内内内内部部部部状状状状态态态态的的的的每每每每一一一一种种种种组组组组合合合合也也也也要要要要进进进进行行行行测测测测试试试试。如如如如果果果果一一一一个个个个集集集集成成成成电电电电路路路路的的的的输输输输入入入入管管管管脚脚脚脚数数数数为为为为NN，内内内内部部部部含含含含有有有有MM个个个个双双双双稳稳稳稳态态态
36、态单单单单元元元元(触触触触发发发发器器器器或或或或锁锁锁锁存存存存器器器器)，则所需要的测试向量为则所需要的测试向量为则所需要的测试向量为则所需要的测试向量为2 2N+MN+M。8.2 8.2 模拟集成电路测试方法模拟集成电路测试方法l l 直流工作点测试相当于电路仿真中的直流工作点测试相当于电路仿真中的直流工作点测试相当于电路仿真中的直流工作点测试相当于电路仿真中的DCDCDCDC分析。分析。分析。分析。无无无无论论论论是是是是在在在在晶晶晶晶圆圆圆圆的的的的裸裸裸裸片片片片测测测测试试试试还还还还是是是是封封封封装装装装后后后后地地地地模模模模块块块块测测测测试试试试，一一一一般般般般而
37、而而而言言言言，模模模模拟拟拟拟集集集集成成成成电电电电路路路路首首首首先先先先要要要要进进进进行行行行直直直直流流流流工工工工作作作作点点点点测测测测试试试试，以以以以判判判判断断断断电电电电路路路路的的的的工作点是否正确。工作点是否正确。工作点是否正确。工作点是否正确。l l直直直直流流流流测测测测试试试试过过过过程程程程一一一一般般般般是是是是在在在在对对对对被被被被测测测测件件件件施施施施加加加加直直直直流流流流电电电电压压压压源源源源的的的的情情情情况况况况下下下下进进进进行行行行的。的。的。的。（1 1 1 1）通通通通过过过过测测测测量量量量电电电电压压压压源源源源总总总总电电电
38、电流流流流，得得得得到到到到电电电电路路路路的的的的静静静静态态态态功功功功耗耗耗耗，即即即即电电电电源源源源电电电电压乘以总电流。压乘以总电流。压乘以总电流。压乘以总电流。（2 2 2 2）使使使使用用用用万万万万用用用用表表表表测测测测量量量量电电电电路路路路输输输输入入入入、输输输输出出出出节节节节点点点点的的的的偏偏偏偏置置置置电电电电压压压压或或或或电电电电路路路路中中中中各各各各可可可可观观观观测测测测点点点点的的的的电电电电压压压压值值值值。比比比比较较较较电电电电路路路路中中中中各各各各关关关关键键键键节节节节点点点点的的的的直直直直流流流流工工工工作作作作电电电电压压压压值是
39、否与仿真电压值一致，从而判断电路直流工作是否正常。值是否与仿真电压值一致，从而判断电路直流工作是否正常。值是否与仿真电压值一致，从而判断电路直流工作是否正常。值是否与仿真电压值一致，从而判断电路直流工作是否正常。（3 3 3 3）输入电压扫描测试。）输入电压扫描测试。）输入电压扫描测试。）输入电压扫描测试。直流工作点测试直流工作点测试l模模模模拟拟拟拟集集集集成成成成电电电电路路路路的的的的交交交交流流流流特特特特性性性性测测测测试试试试相相相相当当当当于于于于电电电电路路路路仿仿仿仿真真真真中中中中的的的的ACAC分析，其输入信号一般为频率可变的正弦波；分析，其输入信号一般为频率可变的正弦波
40、；分析，其输入信号一般为频率可变的正弦波；分析，其输入信号一般为频率可变的正弦波；l交流特性测试需要各种信号发生器或波形发生器；交流特性测试需要各种信号发生器或波形发生器；交流特性测试需要各种信号发生器或波形发生器；交流特性测试需要各种信号发生器或波形发生器；l用用用用来来来来测测测测量量量量射射射射频频频频电电电电路路路路的的的的增增增增益益益益、带带带带宽宽宽宽、输输输输入入入入反反反反射射射射等等等等特特特特性性性性的的的的基本测试仪则是网络分析仪。基本测试仪则是网络分析仪。基本测试仪则是网络分析仪。基本测试仪则是网络分析仪。交流特性测试交流特性测试l瞬瞬瞬瞬态态态态特特特特性性性性测测
41、测测试试试试，即即即即时时时时域域域域测测测测试试试试，相相相相当当当当于于于于SPICESPICE仿仿仿仿真真真真中中中中TranTran分析。分析。分析。分析。l瞬态测试同样需要各种信号发生器或波形发生器。瞬态测试同样需要各种信号发生器或波形发生器。瞬态测试同样需要各种信号发生器或波形发生器。瞬态测试同样需要各种信号发生器或波形发生器。瞬态特性测试瞬态特性测试l模模模模拟拟拟拟集集集集成成成成电电电电路路路路的的的的频频频频谱谱谱谱测测测测试试试试相相相相当当当当于于于于电电电电路路路路仿仿仿仿真真真真中中中中的的的的FOURFOURFOURFOUR分分分分析，通常采用频谱分析仪进行测试。
42、析，通常采用频谱分析仪进行测试。析，通常采用频谱分析仪进行测试。析，通常采用频谱分析仪进行测试。l频频频频谱谱谱谱测测测测试试试试用用用用于于于于各各各各类类类类大大大大信信信信号号号号非非非非线线线线性性性性电电电电路路路路的的的的性性性性能能能能评评评评估估估估。主主主主要要要要用用用用于于于于大大大大信信信信号号号号放放放放大大大大电电电电路路路路谐谐谐谐波波波波分分分分量量量量分分分分析析析析，确确确确定定定定其其其其非非非非线线线线性性性性失失失失真真真真；用用用用于于于于混混混混频频频频器器器器和和和和调调调调制制制制解解解解调调调调器器器器输输输输出出出出波波波波形形形形分分分分
43、析析析析，得得得得到到到到各各各各混混混混频频频频器器器器输输输输出出出出频频频频率率率率分分分分量量量量的的的的幅幅幅幅度度度度；确确确确定定定定其其其其混混混混频频频频增增增增益益益益和和和和待待待待滤滤滤滤除除除除分分分分量量量量的的的的大大大大小小小小；用用用用于于于于振振振振荡荡荡荡器器器器分分分分析析析析，确确确确定定定定输输输输出出出出信信信信号号号号频频频频谱纯度。谱纯度。谱纯度。谱纯度。l测测测测试试试试噪噪噪噪声声声声系系系系数数数数相相相相当当当当于于于于SPICESPICESPICESPICE仿仿仿仿真真真真软软软软件件件件中中中中的的的的NOISENOISENOISE
44、NOISE分分分分析析析析，通通通通常常常常采采采采用用用用噪噪噪噪声声声声分分分分析析析析仪仪仪仪进进进进行行行行。主主主主要要要要用用用用于于于于低低低低噪噪噪噪声声声声放放放放大大大大器器器器和和和和振荡器的性能评估。振荡器的性能评估。振荡器的性能评估。振荡器的性能评估。频谱与噪声测试频谱与噪声测试大大大大规规规规模模模模数数数数字字字字集集集集成成成成电电电电路路路路测测测测试试试试主主主主要要要要包包包包括括括括逻逻逻逻辑辑辑辑值值值值测测测测试试试试和和和和参参参参数数数数值值值值测测测测试试试试两两两两个方面。个方面。个方面。个方面。数数数数字字字字电电电电路路路路测测测测试试试
45、试的的的的研研研研究究究究主主主主要要要要集集集集中中中中在在在在基基基基于于于于电电电电压压压压测测测测量量量量的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑值值值值测测测测试试试试方方方方法的研究。法的研究。法的研究。法的研究。电压测试的优点是速度快，识别电压测试的优点是速度快，识别电压测试的优点是速度快，识别电压测试的优点是速度快，识别0 0 0 0、1 1 1 1要求的精度不高。要求的精度不高。要求的精度不高。要求的精度不高。基基基基于于于于电电电电压压压压测测测测量量量量的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑值值值值测测测测试试试试方方方方法法法法已已已已经经经经成成成成为为为为目目目目前前前前测测测测试试试试数数数数
46、字字字字电电电电路路路路的的的的主流。主流。主流。主流。目前，数字集成电路的测试主要还是依靠自动测试。目前，数字集成电路的测试主要还是依靠自动测试。目前，数字集成电路的测试主要还是依靠自动测试。目前，数字集成电路的测试主要还是依靠自动测试。自自自自动动动动测测测测试试试试就就就就是是是是自自自自动动动动推推推推导导导导被被被被测测测测电电电电路路路路的的的的测测测测试试试试向向向向量量量量，自自自自动动动动对对对对被被被被测测测测电电电电路路路路的的的的输输输输入入入入加加加加载载载载测测测测试试试试激激激激励励励励并并并并回回回回收收收收其其其其测测测测试试试试输输输输出出出出的的的的响响响
47、响应应应应，通通通通过过过过分分分分析析析析测测测测试试试试响应来自动的给出电路的故障征兆并孤立故障。响应来自动的给出电路的故障征兆并孤立故障。响应来自动的给出电路的故障征兆并孤立故障。响应来自动的给出电路的故障征兆并孤立故障。8.3 数字集成电路测试数字集成电路测试概述概述故障模型故障模型故障模型故障模型 对对对对于于于于逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路，当当当当发发发发生生生生实实实实际际际际逻逻逻逻辑辑辑辑值值值值与与与与预预预预期期期期逻逻逻逻辑辑辑辑值值值值不不不不相相相相吻吻吻吻合合合合时时时时，便便便便说说说说明明明明该该该该逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路出出出出现现现现了了了
48、了故故故故障障障障。如如如如果果果果逻逻逻逻辑辑辑辑设设设设计计计计正正正正确确确确，这这这这种种种种不不不不吻吻吻吻合合合合就就就就意意意意味味味味着着着着逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路的的的的信信信信号号号号没没没没有有有有按按按按照照照照设设设设计计计计要要要要求求求求动动动动作作作作。那那那那么么么么，这这这这可可可可能能能能是是是是因因因因为为为为电电电电路路路路中中中中的的的的某某某某一一一一点点点点或或或或某某某某一一一一部部部部分分分分出出出出现现现现了了了了不不不不符符符符合合合合设设设设计计计计要要要要求的状态，或者是出现了不应有的连接求的状态，或者是出现了不应有的连接求
49、的状态，或者是出现了不应有的连接求的状态，或者是出现了不应有的连接(信号短路信号短路信号短路信号短路)。节节节节点点点点状状状状态态态态的的的的错错错错误误误误所所所所导导导导致致致致的的的的故故故故障障障障可可可可大大大大致致致致分分分分为为为为两两两两大大大大类类类类：永永永永久久久久型型型型故故故故障障障障和和和和间间间间歇歇歇歇故故故故障障障障。永永永永久久久久型型型型故故故故障障障障主主主主要要要要是是是是固固固固定定定定故故故故障障障障，是是是是指指指指逻逻逻逻辑辑辑辑电电电电路路路路中中中中某某某某节节节节点点点点的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑值值值值不不不不符符符符合合合合设设设设计
50、计计计要要要要求求求求或或或或电电电电路路路路连连连连接接接接不不不不正正正正确确确确，它它它它并并并并不不不不随随随随时时时时间间间间的的的的变变变变化化化化而而而而变变变变化化化化，一一一一直直直直保保保保持持持持在在在在某某某某种种种种状状状状态态态态固固固固定定定定不不不不变变变变；间间间间歇歇歇歇故障则是随机出现的故障，电路或节点有时正常有时不正常。故障则是随机出现的故障，电路或节点有时正常有时不正常。故障则是随机出现的故障，电路或节点有时正常有时不正常。故障则是随机出现的故障，电路或节点有时正常有时不正常。8.3.2 故障模型和测试向量生成故障模型和测试向量生成 间间间间歇歇歇歇故