牛孝忠，唐藓富，吉 鹏
上海御渡半导体科技有限公司，上海 201306
摘要：随着集成电路复杂度的越来越高，集成电路测试难度也相应增加，部分芯片的制造成本大部分用于芯片测试，芯片成本是芯片生产制造中重要的考量标准。如何实现高性能、低成本的测试需求是一个难题，而自动测试设备结合PXI 系统大大降低了芯片测试成本的高性能，让这一难题得以解决。与此同时，还可以实现微波半导体器件多参数测试过程中的精确测量控制、实时状态感知、自动分析决策以及协同控制执行等功能。文章通过对PXI 协议进行阐述，列举大量ATE 测试平台关系进行分析，促进国内半导体产业的发展，从而验证半导体产业对整个微波射频芯片市场的自动化测试领域有巨大的示范和推动作用。关键词：PXI 协调；自动测试设备；ATE 测试中图分类号：TP274.4 基金项目：本文系国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项（项目编号：2017YFF0106701）资助。
作者简介：牛孝忠（1987—），男，汉族，本科，兰州大学，研究方向为微电子；唐藓富（1990—），
男，汉族，四川叙永人，本科，研究方向为微电子；吉鹏（1987—），男，汉族，江苏高邮人，本科，中级职称，研究方向为集成电路测试。
0 引言
芯片在测试过程中需要测试电压、电流和时序几百上千次，功能测试为确保器件的完全正确甚至测试百万次。要实现如此高难度的测试，靠人工肯定是无法实现的，因此用到集成电路自动测试设备（ATE，Automated TestEquipment）也成为一种必然。PXI 系统组成由高性能模块化仪器和其他具有专用同步和主要软件功能的 I /O，适用于从设备检验到自动化生产测试等测试测量应用。在PXI 系统中，PXI 模块、I/O 模块由机箱背板获取电源和通信总线。在不同的测试需求中通过一个或多个工程软件工具来定制不同的PXI 系统，通过嵌入式控制器或外部主机控制PXI 模块和I/O 模块等。
1 PXI 系统的组成
PXI 总线解决方案由PXI 系统和ATE 测试平台组成。其中，PXI （PCI extensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI 扩展） 是一种由PXI 联盟发布的基于PC 的测量和自动化平台［1］。PXI 系统的组成如下：
PXI 机箱：有多个插槽用于PXI 模块和控制器的安装，其中PXI 模块安装在插槽连接机箱背板，由背板提供电源，并最终实现高性能的定时和同步功能。
PXI 控制器：PXI 软件系统包括模块之间的同步、模块指令下发等，不需要连接外部计算机；但是可通过外部计算机控制PXI 系统，可以并联多个PXI 系统提供测试并行度。
PXI 模块：提供了采集数据和图像、触发和同步设备、生成和路由信号等各种测量信号。不同模块有不同的功能，可根据不同的测试需求组合不同PXI 模块，满足灵活多变的测试需求。
2 集成电路自动化测试 设备（ATE）的组成
ATE 是一种由高性能计算机控制的测试仪器的集合体，是由测试仪和计算机组合而成的测试系统，计算机通过运行测试程序的指令来控制测试硬件。测试系统最基本的要求是可以快速且可靠地重复一致的测试结果，即速度、可靠性和稳定性。为保持正确性和一致性，测试系统需要进行定期校验，用于保证信号源和测量单元的精度。
集成电路自动化测试 设备（ATE）包括以下组成部分。
（1）系统控制器（System controller）集中控制Site controller 的执行、用户的交互、测试任务下发、控制Handler 和Prober 的通信。
（2）Site 控制器（Site controller）Site controller
是用于执行测试程序以控制用于测试的测试模块。
（3）总线多路开关（BUS switch）提供模块和Site controller 之间的通道导通和关闭控制。
（4）测试模块（Test module）有各种测试模块，如电源模块、数字逻辑模块、混合信号模块、射频信号模块，用于向芯片和晶圆提供电源、数字逻辑信号、模拟数字信号相互转换、射频信号，从而完成芯片和晶圆的检测。
3 PXI 总线解决方案
PXI 总线解决方案是集成电路自动化测试 设备（ATE）以及 P XI 模 块 化 仪器 相 结合，使得ATE 使用PXI 系统成为可能。集成电路自动化测试 平台通过安装专用驱动软件控制PXI 系统，ATE 的硬件不需要更改。
（1）ATE 软件管理系统与PXI 测量系统的接口采用以太网。
（2）驱动软件通过在以太网上发送和接收ASCII 字符串命令来控制PXI 测量系统。
（3）ASCII 命令的格式是测量仪器中常用的SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments）。
（4）PXI 总线解决方案只使用通用技术（以太网和SCPI 命令），不依赖ATE 测试管理软件，如图1所示。
串命令转换为SCPI 指令下发给PXI 模块。PXI 接收指令后执行测量。PXI 远程控制服务器下发SCPI 指令获取测量结果，转换为ASCII 字符串通过TCP/IP 协议发送给ATE 系统，ATE 系统执行数据处理，完成最终测试。
以安装了VSG 和VSA 模块的PXI 系统和ATE 方案为示例，如图2所示。其中VSG（Vector Signal Generator）是矢量信号发生器，VSA（Vector Signal Analyzer）是矢量信号分析器。通过ATE 调用PXI 系统的VSG 发送矢量信号，并通过VSA 解析信号。
4 ATE 控制系统
PXIRemoteControl.dll 是一种客户端控制驱动软件（动态链接库），以太网连接到集成电路自动化测试 设备，通过TCP/IP 协议控制PX 系统，实现半导体器件的参数测试。
（1）ATE 控制PXI 总线解决方案的软件通过动态链接库（PXIRemoteControl.dll）控制。PXIRemoteControl.dll 从ATE 系统软件的测试类调用的。
（2）用户使用PXIRemoteControl 的驱动程序从测试类中进行控制。
（3）PXIRemoteControl 使用Windows 套接字发送与驱动程序API 对应的SCPI 命令。
（4）Windows 套接字通信在PXIWinSocket.dll 中实现。
ATE 端通信结构如图3所示。
IPXIControl、IPXIVSA、IPXIVSG 是ATE 端测试软件为PXI 控制提供的接口。ATE 通过下发PXI 控制指令到PXIWinSocket。如表1所示。
表1 PXI 远程控制类表
类名称
描述
IPXIControl 创建PXI 系统控制对象接口 IPXIVSA
矢量信号分析器控制接口IPXIVSG
矢量信号发生器控制接口
ATE 是通过IPXIControl 类和PXI 系统建立通信，从而让ATE 获取PXI 系统的控制权，成员列表分为createPXIControlObject（）、getVSAResource（）、getVSGResource（），如表2所示。
图1 PXI 总线图为了实现PXI 模块化仪器的控制，开发了PXI 总线解决方案控制软件PXIRemoteControl.dll 和。ATE 将SCPI 指令转换为ASCII 字符串，通过TCP/IP 协议发送给PXI 远程控制服务器。PXI 远程控制服务器将接收的ASCII 字符
以太网
数字信号模块
电源模块
继电器控制模块
PXI 系统
PXI 控制器
交换机控制系统
DU
表2 IPXIControl 类成员列表
函数成员
功能描述
createPXIControlObject（）创建PXI 控制对象getVSAResource（）获取矢量信号分析器对象getVSGResource（）
获取矢量信号发生器对象
IPXIVSA 类是ATE 端VSA 模块驱动，在ATE 通过获取PXI 系统控制权后，通过IPXIVSA 类实现对VSA 模块的调用。其成员列表分为setConfigurationMoe （） getConfigurationMode （）、setCenterFrequency （） getCenterFrequency（）、setSpan （） getSpan（）、
setRBWMode（） getRBWMode（）、setRBW（）
getRBW（）、setVBWMode（） getVBWMode（）、setVBW（） getVBW（），如表3所示。
表3 IPXIVSA 类成员列表
函数成员
功能描述
setConfigurationMoe（） getConfigurationMode（）设置或获取矢量信号分析器配置模式
setCenterFrequency （） getCenterFrequency（）设置或获取矢量信号分析器频率setSpan （）getSpan（）设置或获取矢量信号分析器频率范围
setRBWMode（）getRBWMode（）设置或获取矢量信号分析器的RBW 模式
setRBW（）getRBW（）设置或获取矢量信号分析器的RBW
setVBWMode（）getVBWMode（）设置或获取矢量信号分析器的VBW 模式
setVBW（）getVBW（）
eps复合保温板设置或获取矢量信号分析器的VBW 参数
IPXIVSG 类是ATE 端VSG 模块驱动，在ATE 通过获取PXI 系统控制权后，通过IPXIVSG 类实现对VSG 模块的调用。其成员分为setOutputFrequency
图2 PXI 和ATE 测试图
图3 ATE 端通讯结构Test Class
PXIRemoteControl.dll
PXIWinSocket.dll
SCPI command
IPXIVSG IPXIVSA IPXIControl SCPI command
平板扬声器
集成电路自动化测试 设备
测试程序
API
PXIRemoteControl.dll
+PXIWin Socket.dll -PXI 系统控制-发送指令
<
+PXIWin Socket.dll -接收并响应指令-PXI 模块控制
测试类
应用：
·安装在ATE 系统
·通过测试类调用API，下发指令
应用：
·安装在PXI 系统
·执行接受指令，并返回测试数据
PXI 系统
V S A
V S G
（） getOutputFrequency（） 、setModulationEnable（） getModulationEnable（）、setSpan （） getSpan（）、setAWGFile（）、setOutputEnable（） getOutputEnable（），如表4所示。
表4 IPXIVSG类成员表
函数成员功能描述
setOutputFrequency（）
getOutputFrequency（）
设置或获取量信号发生器频率
setModulationEnable（）
getModulationEnable（）
设置或获取矢量信号发生器输出幅值setSpan （） getSpan（）打开或关闭矢量信号发生器
setAWGFile（）指定矢量信号发生器任意波形文件
setOutputEnable（）
管道封堵器getOutputEnable（）
打开或关系矢量信号发生器输出
5 PXI远程控制服务器
PXI远程控制服务器是通过SCPI命令控制PXI 系统与以太网连接的驱动软件。PXI测量系统驱动
软件是一个32位的本地DLL（动态链接库）。.Net DLL也提供了，但我们使用32位本机DLL。因此，是一个32位的Windows 程序。
（1）是解释PXI测量系统和SCPI命令的软件。
（2）预先在PXI测量系统上执行，并接收SCPI命令。
（3）使用Windows套接字接收SCPI命令。
（4）远程控制服务器调用与接收到的SCPI命令对应的PXI系统驱动程序API。
6 PXIWinsocket类
PXIWinsocket 类是用于在ATE 和PXI之间通过以太网系统通信，如图4所示。
PXIWinSocket 类是ATE端将SCPI指令通过TCP/IP指令发送给PXI系统，其成员列表分为Connect（）、Bind（）、Listen（）、Accept（）、CloseSocket（）、Send（）、Receive（），如表5所示。
PXIWinsockLibrary类是PXI系统端接收从ATE 发送的TCP/IP信息，并转换为SCPI指令下发给PXI 模块VSG和VSA等，然后把测试数据通过TCP/IP协议发送回ATE端，并最终完成测试。其成员列表分
图4 PXIWinsocket类通信图
为initSocketLib （）、cleanupSocketLib，如表6所示。
表5 PXIWinSocket 类成员列表
函数成员功能描述
Connect（）套接字连接操作
Bind（）对套接字进行地址和端口的绑定
视觉定位系统Listen（）接收向该套接字的连接请求
Accept（）代表与客户端的TCP连接
CloseSocket（）关闭套接字
Send（）向客户端发送信息
Receive（）接收客户端的信息
表6 PXIWinsockLibrary类成员列表
函数成员功能描述
initSocketLib （）
调用WSAStartup（异步套接字的启动命令）和
WinSock2初始化
cleanupSocketLib （）
调用WSACleanup（异步套接字的关闭命令）和
退出WinSock2
电阻线7 结语
目前国频微波测试及应用市场基本被国外几
（下转第128页）
ATE
PXI系统
VSA VSG
SCPI
SCPI
SCPI
SCPI
Test Class
IPXICo IPXIV IPXIV
PXIRemoteControl.dll
PXIWinSocket.dll
PXIWinSocket.dll
<
PXI远程控制服务器
TCP/IP协议
afMeasureSpectru afSigSourcedll
播社会正能量，自觉抵制上传违背社会主义核心价值观以及低俗的内容，并在获取商业利益的同时承担相应的社会责任。在运营过程中，自媒体平台需要加强平台技术创新，自动过滤不良视频，优化视频内容推送机制，扩展人们的浏览视野。
3.3 教师应积极培养学生深度思考的思维模式
羽绒手套为了解决大学生观看自媒体短视频很少会进行深度思考，大学英语教师应注意增强自媒体短视频观看后的师生教学互动性。学习内容的缩短和学习时间的碎片化必然会对大学生的思维产生一定的影响，视频中闪过的场景往往不会给大学生留下深刻的印象，使得大学生更难以深入思考。因此，大学英语教师应积极增加课堂教学的互动活动。首先，在看完自媒体上的短视频后，教师应及时向大学生反馈自己的想法，并询问他们的看法，培养他们的惯性思维。其次，大学英语教师可以通过布置教学任务，要求大学生在学习自媒体短视频后完成课外作业，从而提高大学生的课后学习意识。4 结语
总之，自媒体短视频在大学英语教学中的应用越来越广泛，但其也存在着一些不足。如何在大学英语教学中有效地改善这些问题，既需要政府加强监管，又离不开自媒体平台自身的自我严格管理，更需
要大学英语教师增加观看视频后的师生互动活动，引导学生进行深度思考。希望在未来，自媒体短视频的应用能够进一步推动我国大学英语教育的发展。
参考文献
［1］代玉梅.自媒体的传播学解读[J].新闻与传播研究，2011（5）：4.［2］葛思坤.自媒体平台短视频存在的问题与对策研究[J].记者摇篮，2020（6）：111-113.
［3］王梦雅.大众文化消费模式下的自媒体短视频研究[D].太原：太原理工大学，2018.
［4］丁思怡.自媒体短视频对大学英语教学的影响[J].声屏世界，2020（3）：99-100.
（上接第72页）
家公司垄断，微波射频测试的应用被国外产品控制，同时希望可以降低国内半导体行业领域测试的成本，促进和带动国内半导体产业的发展。通过基于PXI协议的ATE测试平台开发、调试程序及设计相关应用测试平台，完成半导体器件测试应用，同时配合国产机台完成射频微波半导体器件测试，希望对整个微波射频芯片市场的自动化测试领域有巨大的示范和推动作用。
参考文献
［1］郑灵通，刘洁瑜，汪立新，等.基于PXI总线的惯导平台自动化测试系统设计［J］.电子测量技术，2010，33（7）：99-102.
