数字集成电路和小型测试系统

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1、数字集成电路和小型测试系统北京华峰测控技术公司孙铣孙镪摘要本文介绍了数字集成电路和数字测试系统的发展趋势，分析了我国数字电路的应用和测试产业的现状和发展，介绍了数字电路测试的基本内容和测试必要性，并对如何评价、比较和选择小型数字测试系统提出看法。最后介绍了北京华峰测控技术公司自行研制开发的STS2101B数字集成电路测试系统的主要特点。关键词数字集成电路、测试系统。一.数字集成电路的发展趋势近年来计算机技术和半导体工业的飞速发展，使得数字集成电路的性能有了极大的提高。其发展趋势主要表现在以下几个方面:1

2、.器件集成度不断提高随着半导体加工工艺水平的不断提高，亚微米线宽的光刻工艺走出了实验室开始普遍应用于大生产，导致了集成电路集成度大幅度提高，早期的中、小规模数字集成电路迅速向大规模集成电路(LSI)，超大规模集成电路(VLSI)的方向发展。DRAM存贮器容量的不断成倍提高是一个典型的例证。2.器件工作速度不断提高数字集成电路在工作速度方面迅速地向高速集成电路、超高速集成电路(VHSIC)的方向发展。以通用TTL数字集成电路为例，74/54系列标准TTL电路问世不久就出现了工作速度更高的74/54S肖特基

3、系列，而后74/54LS低功耗肖特基系列，又以其功耗低、速度快而迅速取代了74/54系列，成为TTL数字电路的主流。先进的74/54ALS系列在工作速度方面与74LS/54LS系列相比又有很大提高。在TTL电路速度不断提高的同时，CMOS数字电路的工作速度也得以明显提高，74/54HC系列、74/54HCT系列迅速取代高压逻辑的CD4000/CD4500系列。更高速的CMOS电路系列还在不断派生出来，TI公司的AHC/AHCT系列在HC/HCT系列的基础上进一步提高了速度，而AC/ACT系列速度接近74

4、/54F系列产品。以个人微机中的中央处理器(CPU)为例，Intel公司由早期的8080、8085、8088迅速发展到80286、80386、80486、Pentium(586)，PentiumII己广泛用于个人微机。PentiumIII已宣布问世。AMD、Cyrix、TI、IDT等公司纷纷推出各种廉价的CPU与Intel的产品竞争。IBM和Motorola等公司则联手推出的高性能PowerPC604处理器，也有在性能上与Intel公司一争高低之势。3.器件功耗不断降低数字集成电路工作速度的不断提高并不

5、是单纯依靠增加器件的功耗。在TTL数字电路中，虽然74S/54S肖特基系列与74/54标准TTL系列相比功耗有所增加，但74/54LS低功耗肖特基系列由于其功耗低、速度快，几乎完全取代了74/54标准TTL系列。近年来74/54ALS先进的低功耗肖特基系列问世，不仅提高了工作速度，其低功耗的特性更加吸引用户。CMOS数字电路工作速度的不断提高，使得高速CMOS系列取代传统TTL系列成为可能和现实。例如74/54HC系列及74/54HCT系列具有与74/54LS系列差不多的工作速度，但由于其具有比74/5

6、4LS系列低得多的功耗，而备受用户的欢迎。中央处理器、协处理器、单片机、各种接口电路、存贮器等品种中采用23CMOS工艺代替双极型工艺也成为数字电路发展的一种趋势。为了进一步降低器件功耗，数字电路的工作电压由传统的5V逻辑降至3.3V。一些低工作电压、低功耗的电路系列不断派生出来，为"绿色仪器"的诞生奠定了基础。4.专用集成电路(ASIC)取代通用集成电路计算机辅助设计、辅助制造、辅助测试(CAD/CAM/CAT)技术的推广应用，使得专用集成电路(ASIC)得以很大发展，并在很多领域中迅速替代通用中、小

7、规模数字集成电路。专用集成电路又称定制电路(CustomCircuit)，是指专为用户特定系统而设计与制造的集成电路。目前国内应用较多的半定制专用集成电路是以可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)为代表的可编程逻辑器件(PLD)，以及现埸可编程门阵列(FPGA)等。全定制专用集成电路应用的典型例子是日新月异的个人微机，个人微机主板上的几块专用集成电路替代了几十块通用中、小规模电路，而使母板的尺寸大大缩小，可靠性提高，而成本降低。显示卡、声卡、网卡、Fax卡都因使用了ASIC电路而大大增加了功能

8、但芯片数量和卡的面积明显减少。收录机芯片、彩电芯片、电子表电路则是ASIC电路在家电领域的典型应用。5.器件封装形式的发展由于数字集成电路集成度的提高，电路引脚数不断增加，加之表面贴装工艺的推广，早期中、小规模集成电路大量采用的双列直插(DIP)封装形式己不能满足大规模、超大规模集成电路的使用，各种封装形式纷纷问世。四周引脚带插座的PLCC封装形式通常支持20-84条引脚。四周引脚用于贴装工艺的PQF封装形式通常支持80-208条引脚。下部