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集成電路與集成系統(tǒng)范文第1篇

關鍵詞：數字；集成電路；構成；系統(tǒng)；測試技術

高新技術的快速發(fā)展，帶來的是產品質量的提升和成本的降低。對于現階段的工作而言，測試的具體流程、測試的具體方法，都對產品的質量和成本產生了較大的影響。數字集成電路系統(tǒng)作為現階段的主流系統(tǒng)，其基本的構成涉及功能的實現，其測試技術的進步涉及產品的質量和生產效率。為此，在分析數字集成電路系統(tǒng)的過程中，需要在不同的模塊，投入相應的時間和精力，完成系統(tǒng)的階段性進步。在此，本文主要對數字集成電路系統(tǒng)的基本構成與測試技術展開討論。

1數字集成電路系統(tǒng)基本構成

數字集成電路系統(tǒng)在目前的應用是比較廣泛的，其在很多方面都具有較大的積極作用。隨著時間的推移，現有的數字集成電路系統(tǒng)，集合了過去的很多優(yōu)點，在多方面均表現出了較大的積極作用。從構成來看，數字集成電路系統(tǒng)主要是將元器件以及連線，有效地集成于同一個半導體的芯片之上，從而完成的數字邏輯電路或者系統(tǒng)。在劃分數字集成電路系統(tǒng)的過程中，可根據數字集成電路中，包含的具體門電路、具體的器件數量，劃分為小規(guī)模的集成電路、中規(guī)模的集成電路、大規(guī)模的集成電路等。

數字集成電路系統(tǒng)在組成方面主要包括2個內容，分別為組合邏輯和寄存器（觸發(fā)器）。組合邏輯經過分析后，發(fā)現其是由基本門組成的一系列函數，在輸出的工作中，僅僅與當前的輸入具有密切的關聯。倘若表現為組合邏輯，那么在運行的過程中，就只能完成邏輯的運算。在時序電路方面，除了包含基本門之外，還包含存儲元件用例，保存過去的信息。因此，時序電路的穩(wěn)態(tài)輸出，不僅僅與當前的輸入具有密切的關系，同時還與過去的輸入所形成的狀態(tài)具有比較密切的關系。在時序電路方面，其在有效完成邏輯運算的同時，還可以將具體的處理結果進行暫時的存儲，以此對下一次的運算提供便利。

2數字集成電路系統(tǒng)測試技術

對于數字集成電路系統(tǒng)而言，其在目前的發(fā)展中，除了基本構成不斷豐富外，測試技術也在很大程度上取得了提升。目前，數字集成電路系統(tǒng)的測試技術廣泛應用于各個領域，不僅獲得了較多的數據和資料，同時在多方面實現了數字系統(tǒng)本身的進步。

2.1功能測試

在數字集成電路系統(tǒng)的測試技術當中，功能測試是比較重要的組成部分，其在很多方面都具有較大的積極作用。從客觀的角度來分析，功能測試的實施，其目的在于驗證電路的設計和使用是否完成了預期的效果。功能測試在開展時，其基本過程如下：（1）從輸入端施加若干的激勵信號，也就是常說的測試圖形。（2）在操作當中，需要按照電路規(guī)定的具體頻率，有效地施加到被測試的器件當中，這一操作需要仔細進行，避免出現任何形式上的紕漏。（3）要根據兩者的相同情況、差異情況等，對具體的數據和信息進行分析，以此來更好地判定電路功能是否達到了正常的狀態(tài)。

測試圖形在應用過程中是檢驗器件功能的重要途徑，獲得了業(yè)內的高度認可。從理論上來分析，一個比較好的測試圖形，本身所具有的特點是非常突出的：（1）測試圖形必須具有較高的故障覆蓋率，這樣才能更好地測試不同類型的故障。（2）測試圖形必須具有較短的測試時間。以往的測試花費大量的精力和時間，得到的結果卻不精確。因此，針對測試圖形的測試時間，要求是比較嚴格的。（3）測試圖形必須針對被測器件的故障、工藝缺陷進行檢測，提高被測器件的功能測試準確度。

由此可見，在功能測試過程中，測試電路的具體質量，會與測試矢量的精度具有比較密切的關系。例如，組合電路測試生成算法，其主要包括窮舉法、代數法等等?？筛鶕嶋H的需求，選擇合理的方法來完成。

2.2直流參數的測試

數字集成電路系統(tǒng)的測試技術還能夠針對較多的重要指標，完成相應的測試工作。直流參數的測試是目前比較關注的問題。從測試技術的角度來分析，直流測試是用來確定器件點參數的穩(wěn)態(tài)，確保器件可以更加穩(wěn)定的運行。從方法上來分析，直流參數的測試方法比較多樣化，目前常用的包括接觸測試、漏電電流測試、轉換電平測試等。

接觸測試在應用過程中，雖然操作比較簡單，但需要在細節(jié)上有所把握。例如，該測試在具體的應用當中，需要充分的保證測試的接口與器件可以正常的連接。同時，在測量輸入和輸出方面，應根據管腳保護二極管的具體壓降情況，觀察連接性是否達到了標準的要求。如果要求未滿足，則要重新連接。

漏電測試是一種比較特殊的測試方法，其在應用過程中表現出了很大的優(yōu)異性。在實際的工作當中，漏電流的出現，主要是由于器件內部和輸入管腳之間出現了問題，多數情況下，二者的絕緣氧化膜在生產過程中，表現為特別薄的狀態(tài)，進而引起了類似短路的情況。最終，導致電流通過，形成漏電流。漏電測試的方法會針對該項參數的具體測試，以此來更好地對器件輸入、輸出的負載特性進行較好的分析，實現從源頭測試。

轉換電平測試在目前的應用中，隸屬于針對性較強的一類測試方法。轉換電平測試在應用當中，會通過反復的運行功能測試的方法，針對導致功能測試失效的臨界電壓值進行測試和分析，確定轉換電平。從技術上來分析，轉換電平測試的應用，在很多方面都充分反映了器件抗噪聲的能力水平，是一項非常重要的測試技術。

2.3交流參數的測試

數字集成電路系統(tǒng)在現階段的研究中，獲得了很多的積極成果，將成果廣泛應用，實現了測試技術的較大提升。交流參數的測試，是數字集成電路系統(tǒng)測試技術的重點表現，其在很多方面都是非常重要的一項指標。

從具體的測試層面來分析，交流參數的測試工作主要是測量器件晶體管轉換狀態(tài)時所表現出的時序關系。執(zhí)行該項測試的目的在于，確保器件能夠在規(guī)定的時間內發(fā)生正常的狀態(tài)轉換。操作過程中，比較常用的交流測試方法、包括傳輸延時測試的方法、建立和保持時間測試的方法等。

3測試技術的應用

數字集成電路系統(tǒng)在基本構成獲得不斷的深化后，測試技術也獲得了較大的提升。二者互相輔助造成了良性循環(huán)，并且創(chuàng)造出了較大的價值。相對而言，測試技術在獲得了深化后，應在具體的應用上作出足夠的努力，僅僅在理論上進行研究，并不能創(chuàng)造太多的價值。我國目前對技術的研究是非常重視的，很多工作都達到了較為重要的階段。數字集成電路系統(tǒng)測試技術作為影響多領域發(fā)展的重點技術，必須得到廣泛的應用。

例如，現在使用的泰瑞達（Teradyne）公司生產的J750，HILEVEL生產的ETS770。這些都是非常先進的半導體自動測試系統(tǒng)。其中泰瑞達可為半導體電路提供測試解決方案，它擁有模擬、混合信號、存儲器及VLSI器件測試所有領域的測試設備。并且該機器是低成本高性能并行測試機，采用windows操作系統(tǒng)，人機界面友好、簡單；基于板卡的硬件架構，維護性好；配上MSO，基本能滿足SoC的測試需求，有著較高的測試性價比。而HILEVEL生產的ETS770的優(yōu)點是器件可以通過測試小板很方便地與測試系統(tǒng)相連，并且可以實現對芯片進行快速的邏輯功能驗證，測試編程界面全為窗口式，快速簡捷，易于掌握。總之，每個測試系統(tǒng)都有各自的硬件配置和程序開發(fā)環(huán)境，需要測試工程師根據每個測試器件的邏輯結構和電特性制定合理的測試流程，最大限度地發(fā)揮每個測試系統(tǒng)的資源優(yōu)勢。

由此可見，數字集成電路系統(tǒng)測試技術在應用層面，表現出了較大的積極作用，總體上創(chuàng)造出的價值是非常值得肯定的。今后，應該在多方面針對數字集成電路系統(tǒng)的基本構成，針對測試技術，開展深入的研究。一方面要不斷地健全數字集成電路系統(tǒng)的基本組成，豐富內容；另7y面需健全測試技術體系，從多個方面來提高技術的功能性和可操作性。

集成電路與集成系統(tǒng)范文第2篇

【關鍵詞】高速公路；機電；通信系統(tǒng)；組成；框架

隨著我國高速公路事業(yè)的快速發(fā)展，人們對高速公路機電系統(tǒng)的要求越來越高，尤其是對于機電系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)有很高的很高的要求。所謂高速公路機電通信系統(tǒng)指的是運用各種技術手段，通過先進的通信設備來實高速公路各個管理部門之間的有效溝通。運用通信系統(tǒng)傳輸的主要內容是各個管理部門的語音、數據和圖像等。通信系統(tǒng)是高速公路各部門之間有效溝通的關鍵系統(tǒng)，同時也是實現同外界溝通的重要保障。

1高速公路機電通信系統(tǒng)概述

機電通信系統(tǒng)是由不同設備有機結合構成的一個完整有效的系統(tǒng)，機電通信系統(tǒng)功能的發(fā)揮，有賴于各個組成部分的共同努力。一個完整地通信系統(tǒng)一般包括四個部分，一是光纖數字傳輸系統(tǒng)；二是數字圖像傳輸系統(tǒng)；三是光纜工程和電纜工程；四是通信電源系統(tǒng)。光纖數字傳輸系統(tǒng)，一般都是把同步數字元系列干線傳輸和綜合業(yè)務接入網有機結合的方案。同步數字元系列干線傳輸主要是用來同相鄰道路的聯網。中心系統(tǒng)設備的連接主要是通過設置ADM分路站，ADM分路站在設置過程中經常用到的是STM等級的分插復用設備。在分站一般要設置中繼站，采用的設備一般是STM等級的中繼器。綜合業(yè)務接入網用的最多的是V5.2接口設備，在速率選擇上要根據STM等級同步數字元系統(tǒng)來進行配置。通信系統(tǒng)在構建過程中，要在系統(tǒng)總中心配置光線路終端，在中心分站要配置光網絡單元。各站之間的連接要構成自愈環(huán)。這樣做的目的是為了增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的可靠性。

1.1數據、圖像監(jiān)控系統(tǒng)

數據傳輸系統(tǒng)主要是利用沿線監(jiān)控外場設備同分中心設備之間的數據額傳輸。數據傳輸的載體是電纜綜合接入網。數據傳輸方式一般采用的是模擬數據傳輸方式。通信系統(tǒng)為數據傳輸提供了每秒2Mbit的通道，這是為了方便數據中心同分站之間的數據互傳。同時通信系統(tǒng)還提供了充足的音頻話路接口，大大方便了操作人員的通訊。

1.2圖像信號傳輸

監(jiān)控系統(tǒng)外場圖像的傳輸主要是通過專用光纖實現的，系統(tǒng)為每個攝像機提供了一芯專門用于傳輸圖像的光纖。在正反向信號復用后，即可進行傳輸。

1.3光纜工程和電纜工程

光纜和電纜是信息傳輸的主要設備，光纜和電纜工程是通信系統(tǒng)的關鍵部分，光纜電纜性能的好壞對于信息的傳輸有重要影響。在安裝光纜和電纜時首先要根據實地情況，嚴格采購光纜和電纜，要保證它們的質量。在安裝完成后，要注重維護保養(yǎng)，維修保養(yǎng)的最終目的是為了延長光纜電纜的使用壽命。通信電源系統(tǒng)。通信電源是信息正常傳輸的重要保障。通信電源一是線路電源，針對線路電源，要時常檢查線路的運行狀況。通過對線路的巡檢把各種故障消除在萌芽狀態(tài)。二是常備電源。保持常備電源的充足，是機電通信系統(tǒng)的基本要求，常備電源充足可有效防止因線路故障，導致線路電源中斷導致信息傳輸中斷的現象。

2高速公路機電通信系統(tǒng)基本框架分析

機電通信系統(tǒng)的整個系統(tǒng)框架可以從兩個角度來考慮，從系統(tǒng)層次角度考慮可以分為四個部分，一是網絡傳輸部分，二是核心數據部分，三是軟件支撐部分，四是業(yè)務功能部分。從體系角度考慮可以分為兩個部分，一是機電設備管理與數據規(guī)范，二是信息安全支撐。

2.1網絡傳輸

它是通過構建系統(tǒng)中心同分中心，再與各收費站之間完整的網絡傳輸線路，從而實現對機電設備的高效地維護保養(yǎng)。核心數據主要是指系統(tǒng)核心數據的處理和保存。軟件支撐是通信系統(tǒng)發(fā)揮功能的前提，通信系統(tǒng)是由軟件和硬件溝通的，它不僅要求網絡設備的支撐，更對軟件設計有更高的要求，通信系統(tǒng)的軟件包括多種如語音控制系統(tǒng)，圖形處理軟件，數據分析軟件。業(yè)務功能主要指的是通信系統(tǒng)的各種功能，機電通信系統(tǒng)的最大功能是要通過網絡傳輸線路的構建，來實現高速公路各個部門之間的有效溝通，最終實現對機電設備的高效地維護與保養(yǎng)。

2.2機電設備的管理與數據的規(guī)范

它是通信系統(tǒng)的重要工作。通信系統(tǒng)的主要任務就是要通過信息的有效傳輸，實現對機電設備的有效維修和保養(yǎng)。數據規(guī)范是提高通信效率的重要措施，高速公路各個部門之間的數據格式是不同的。數據在傳輸過程中，由于數據格式不規(guī)范，會嚴重降低數據的傳輸效率，因而要規(guī)范數據。保證信息安全是通信系統(tǒng)正常工作的前提，在數據通信過程中常常會出現信息被外部因素干擾導致信息外泄或者遺失的現象。

3高速公路機電通信聯網與故障問題處理

3.1高速公路機電通信聯網

最典型的應用實例是ETC。所謂ETC，即不停車收費系統(tǒng)，它是當前正在全面開發(fā)和推廣的一種用于道路、隧道以及大橋的一種聯網式電子收費系統(tǒng)，同時也高速公路機電通信聯網系統(tǒng)的重要組成部分。RFID的5.8G產品應用于高速公路的電子不停車收費系統(tǒng)中，使廣大的車主實現不停車付費。使用該系統(tǒng)，車主只要在車窗上安裝感應卡并預存費用，通過收費站時便不用人工繳費，也無須停車，高速費將從卡中自動扣除。雖然能實現不停車收費，但一般來說，車輛還是需要以較低速度通過。這種收費系統(tǒng)每車收費耗時不到兩秒，其收費通道的通行能力是人工收費通道的5至10倍。

3.2高速公路機電故障問題處理

高速公路機電系統(tǒng)故障主要表現為數據、語音以及圖像等難以正常的傳送，這將直接對高速公路的正常運營、管理以及維護等產生非常大的影響，因此應當對其加強重視。

3.2.1故障確定

高速公路機電系統(tǒng)通常都比較復雜，而且設備制式非常的多、有很多個接口，因此故障排除的最關鍵一步便是故障確定。故障確定應當采用由近至、從大到小的方式，故障定位通常以機電通信系統(tǒng)中的接口、傳輸介質等作為其分界點，首先應當分清楚是通信系統(tǒng)問題，還是與相關其它系統(tǒng)出現了故障問題，通信系統(tǒng)是傳輸設備，傳輸介質還是其它設備故障，然后確定具體的電路板、線路故障段，從而縮小故障范圍，直至找到故障。

3.2.2故障處理

高速公路機電通信故障處理過程中，主要存在著正向與逆向兩種思維方法。正向思維法主要通過故障現象對其進行分析，并直接對故障的位置進行確定，處理之，比如根據報警信息判斷已經出現故障的電路板；而逆向思維方法則主要是根據故障具體現象，判斷系統(tǒng)的制定部分是否存在著故障，并在此基礎上分析處理故障點，縮小判斷范圍。實踐中主要的故障處理方法有以下幾種：第一，分隔法。該方法主要是將故障系統(tǒng)分成若干個部分，斷開連接電路、接線，對其進行分段查找；第二，儀表測試法。系統(tǒng)發(fā)生故障時，利用儀表測試其中的部分技術指標，確定故障的具置；第三，環(huán)回法。將數據直接發(fā)送至接收端口位置，分析判斷該系統(tǒng)中的某部分、具體設備是否處于正常狀態(tài)，進而確定故障部位；第四，對比法。對相同系統(tǒng)的正常系統(tǒng)接線、測試技術指標進行測試，并將其與故障系統(tǒng)比較，然后具體分析出現故障位置，針對性地處理之。

4結語

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，人們對高速公路機電通信系統(tǒng)的要求也越來越高。加強對高速公路通信系統(tǒng)的研究，了解通信系統(tǒng)的組成與基本框架，是提升通信系統(tǒng)性能的重要措施。

參考文獻：

集成電路與集成系統(tǒng)范文第3篇

關鍵詞：交通工程；供配電系統(tǒng)；新技術

Abstract: highway traffic engineering system, have their own unique power supply system design requirements. The design requirements, different from the general power supply system of content, has the characteristics of its own, to the electric equipment requirements will be required. In this paper, the traffic engineering system of power supply system of its own characteristics in the introduction, and traffic engineering for distribution of some problems should pay attention to the aspects were discussed. And introduce new technologies related content.

Keywords: traffic engineering; For distribution system; New technology

中圖分類號：C913.32文獻標識碼：A 文章編號：

1設計規(guī)范

交通工程供配電設計規(guī)范為建設部和交通部出臺的有關設計規(guī)范和標準。其中建設部頒布的規(guī)范為強制性國家標準，為設計的基本原則。交通部的有關文件是行業(yè)指導意見，主要是具體針對交通工程設計內容，包括各階段設計的目的、要求、說明、圖紙、表格和內容。

(1)目前由建設部出臺的供配電設計有關的主要標準和規(guī)范是：

低壓配電設計規(guī)范（GB50054－95）；10kv及以下變電所設計規(guī)范（GB50053－94）；供配電系統(tǒng)設計規(guī)范（GB50052－2009）；《3.6kV-40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》（GB3906-2006）。

(2)目前由交通部出臺的與交通工程供配電設計有關文件是：

公路工程基本建設項目設計文件編制辦法（交公路發(fā)[2007]358號）；《公路建設市場信用信息管理辦法》；《公路隧道通風照明設計細則》；《交通工程供電技術要求》；其中《交通工程供電技術要求》為根據全國交通工程設施（公路）標準化技術委員會公布的標準項目情況匯總，已納入近期計劃出臺的相關標準。

2負荷分級

根據對供電可靠性要求及中斷供電在政治、經濟上所照成的影響，用電負荷共分為三級，但有關交通工程設備的負荷分級、分類在一般電力設計手冊中未見敘述。因此可根據對交通工程設備實際使用情況和相關設備在交通工程系統(tǒng)中的作用，通常將有關設備的負荷分級如下：

一級負荷

收費島和收費車道設備、收費亭照明、應屬于一級負荷。對于管理樓中的部分重要房間，如值班室、財務室、收銀室應屬于一級負荷。各級通信系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)設備，機房電源應屬于一級負荷。

二級負荷

管理區(qū)內建筑物的照明用電、收費廣場照明、收費大棚屬于二級負荷。

三級負荷

其它的各種負荷屬于三級負荷。

3主接線形式

目前交通工程設計任務一般可分為以下幾類：高速公路、大型橋梁、隧道。

3.1高速公路

在高速公路交通工程中，其變電站一般設置在管理中心、收費站、服務區(qū)或養(yǎng)護工區(qū)內，變電站間隔為20～30km。每個變電站內均有三種類型的負荷存在。為保證高速公路特有的重要一、二級負荷的供電，按規(guī)范要求應采用兩路獨立的電源供電，但一般高速公路沿線較難在各點都取得兩路獨立的電源，并且還需投入大量的資金架設雙電源線路，因此目前變電站的典型配置為采用以一路外接10kv電源作主電源，并在低壓側配備自啟動柴油發(fā)電機組以滿足一、二級負荷的供電要求?？紤]到自啟動柴油發(fā)電機從啟動到以額定功率運行，需60秒以上的時間，所以對通信、監(jiān)控、收費等系統(tǒng)的重要設備，要求各個分系統(tǒng)在重要設備前設置ups，以真正保證一類負荷的用電需要。

3.2大型橋梁

目前大型橋梁的主橋跨度一般在1000米左右，用電設備較多。除通常三大系統(tǒng)的設備外，還有航空燈、航標燈、主塔電梯、結構內部照明、塔和纜的景觀照明等設備。在鋼結構大橋中，還可能有內部除濕機系統(tǒng)。這些設備的功率、使用時間、同時系數各不相同，總負荷較大。大橋變電站一般在兩岸各設一座或二座，采用兩路10kv進線的雙電源外線方式，10kv側采用單母線分段，0.4kv側采用單母線分段方式運行，將負荷按不同的負荷等級安排相應的低壓柜內，以滿足一、二級負荷的供電要求。在高低壓側均設置聯絡柜，正常時高、低壓母線分段運行。并在低壓側配備自啟動柴油發(fā)電機組。

3.3隧道

隧道一般不獨立出現，當其作為高速公路中的一段或大型橋梁的接線時，可參考以上內容進行考慮。

4主要設備選擇

交通工程供配電設計中的變電站規(guī)模一般不大，主要電氣設備包括變壓器、高壓柜、低壓柜。各種電氣設備和載流導體雖然由于用途不同而具有特定的參數，但是它們卻具有共同的特點，就是承受電壓和電流通過，因此它們存在共同的基本要求：

1）在正常工作電流長期通過或短路電流短時通過時，發(fā)熱溫度都不應超過允許限度；2）能承受短路電流所引起的電動力；3）具有一定的絕緣水平，能承受運行中的長期工作電壓和可能發(fā)生的短時過電壓。

4.1變壓器

變壓器按其絕緣的種類可分成三類：(1)液體絕緣變壓器；(2)固體絕緣變壓器；(3)氣體絕緣變壓器目前使用較多的類型是油浸式低損耗變壓器和環(huán)氧樹脂澆鑄式變壓器，選擇類型時可以根據變壓器設置環(huán)境和投資規(guī)模綜合考慮。目前使用較多的類型是S11系列油浸式低損耗變壓器和SC系列環(huán)氧樹脂澆鑄式變壓器，選擇變壓器一般應從變壓器容量、電壓、電流及環(huán)境條件幾方面綜合考慮。其中容量選擇應根據交通工程中用電設備的容量、性質和使用時間來確定所需的負荷量，以此來選擇變壓器容量。在正常運行時，應使變壓器承受的用電負荷為變壓器額定容量的75%~90%左右，達到變壓器的最佳經濟運行點。設備投入運行后，如果實際測出的變壓器承受負荷小于50%時，建議更換小容量的變壓器。。

集成電路與集成系統(tǒng)范文第4篇

關鍵詞神經通路；神經植入探針；傳感后單集成芯片；微型生物可穿戴設備

1引言

谷氨酸（Glutamate，Glu）是神經內關鍵的興奮性神經遞質之一，其代謝與大神經認知、記憶、運動、神經元可塑性等功能相關[1]。神經信息傳導具有神經電生理和神經遞質兩種方式。對神經內谷氨酸和神經電生理并行檢測有利于全面研究神經系統(tǒng)功能。目前，針對谷氨酸和電生理信號的文獻報道都是利用單模手段，而在體雙模檢測報道很少。如2015年Kanamori結合EEG電極和微透析的雙模檢測法，在體研究大鼠神經內谷氨酸濃度增加的現象[2]。2014年Tani等[3]在神經片中分離出海馬CA3區(qū)和皮層的谷氨酸能神經突觸，通過的功能特別依賴于谷氨酸信號轉運，因此熟悉海馬生理結構，并從神經電生理、谷氨酸遞質傳導等方面分析海馬區(qū)的神經傳導通路，是海馬區(qū)相關神經疾病研究的重要方法。他們采用膜片鉗記錄電刺激后的離子通道信號，并使用熒光共振能量轉移技術測量谷氨酸釋放。不論基于神經調控進行病理、藥理研究，還是研究某特定神經區(qū)神經回路的作用機制，在體實時獲得相關神經區(qū)電生理和谷氨酸化學遞質信號的雙模并行變化具有重要意義[4]。谷氨酸與相關化合物通過延長興奮性突觸傳遞作用導致神經元破壞，引發(fā)興奮性毒性，從而引發(fā)癲癇、神經創(chuàng)傷、神經缺血等急性神經元損傷。通常情況下，釋放到突觸間隙的谷氨酸濃度可達1mmol/L，時間維持10

3s，在突觸間隙的谷氨酸長期累積，引起谷氨酸受體受到過分刺激，從而導致神經元損害甚至死亡。海馬（Hippocampus）是脊椎動物（包括人類）大腦神經的重要組成，在記憶形成和空間感知中具有非常關鍵的地位。海馬區(qū)結構和功能的改變與癲癇、阿爾茨海默病、精神分裂癥等神經疾病關系密切，是病理研究的重要神經區(qū)之一[5]。長期增強效應作為神經可塑性重要形式即在海馬區(qū)被第一次發(fā)現[6]。海馬區(qū)神經電信號分類和特征分析在神經疾病研究中具有重要意義，而海馬區(qū)的功能特別依賴于谷氨酸信號轉運，因此熟悉海馬生理結構，并從神經電生理、谷氨酸遞質傳導等方面分析海馬區(qū)的神經傳導通路，是海馬區(qū)相關神經疾病研究的重要方法。

本研究運用納米材料修飾技術、微納加工制造技術、酶生物傳感技術、神經調控技術，設計了一款雙模（電生理電位與谷氨酸化學遞質）并行檢測的植入式、8通道神經信息檢測器件，并進行在體測試研究。同時，神經器件檢測的動作電壓信號被后續(xù)后端電路進行放大、濾波、去噪、模擬到數字信號轉換、功耗優(yōu)化、并且電路模塊高度集成，圖1為本研究設計的神經信號處理傳感芯片系統(tǒng)整體，并且該微型可穿戴系統(tǒng)[7]可以移植到手機及其它便攜生物信號檢測終端。

2SOIMEMS谷氨酸檢測神經植入傳感器和信號處理集成單芯片制備

2.1MEMS植入神經探針制備

本實驗采用SOI自停止技術形成硅基底，SOI硅片中間二氧化硅氧化層可作為背面基底濕法腐蝕的自停止層。MEMS神經信息傳感探針基于三層光刻工藝，利用了3塊掩膜版，如圖2所示，探針關鍵制備流程：（1）為了使硅基底與微電極陣列之間完全絕緣，熱氧化制備硅底絕緣層（圖2A）；（2）利用第一塊掩膜版光刻顯影將圖形轉移到光刻膠上，在其上濺射Ti層后濺射Pt薄膜層，增強粘附性，再剝離光刻膠層與多余的Ti/Pt薄膜層，留下記錄位點、導線和焊盤的金屬導電層圖形，以形成金屬導電層（圖2B）；（3）采用等離子化學氣相沉積（PECVD）方法沉積氮化硅（Si3N4）絕緣層，利用第二塊掩膜版進行光刻顯影，對氮化硅進行等離子刻蝕，暴露出電極及焊盤，保留引線表面覆蓋的絕緣層，以形成氮化硅絕緣層（圖2C）；（4）利用第三塊掩膜版進行光刻顯影，通過深刻蝕形成硅針基底外形；通過濕法腐蝕去除SOI底層硅，使硅針以外的二氧化硅薄層下脫落，形成微電極陣列針體（圖2D）。電極針體通過壓焊工藝與尾端接口電路進行焊接封裝，形成完整的微電極陣列芯片。MEMS傳感探針整體，后端正方形焊盤通過壓焊連接到外部接口電路，與斬波放大接口電路進行匹配集成（圖3A為傳感探針的后端尾端焊盤），而尖端則修飾納米材料酶敏感膜為傳感探針的尖端檢測位點部分（圖3B為2個同樣的Pt鉑探針），以形成特異選擇性的生物識別點。該MEMS探針芯片在硅針基底上集成了電化學微電極陣列、電生理微電極陣列、引線、焊盤以及氮化硅絕緣層。其中，硅探針1（以棱形分布著通道1，2，3和4，為電生理信號檢測通道）淀積鉑黑納米材料，用于電生理信號檢測；而硅探針2（以棱形排部著通道1，2，3和4，為電化學信號檢測通道）則修飾PtmPDGluOx固定敏感復膜，用于神經化學遞質信號檢測。電生理和電化學位點距離盡量近，便于檢測微米范圍內同一腦區(qū)微h境的電生理/電化學信息。為了防止互相干擾，電極之間距離不能太近。探針前端可植入部分長8mm，探針體寬90μm，相鄰探針1與2的間隔是180μm，4個圓形檢測位點為一組，分布在每個硅探針尖端，圓形位點直徑12μm，形成具有高時空分辨率、生理與化學遞質信息互不干擾的微米級檢測精度的神經信息檢測雙探針。

2.2神經電生理檢測位點鉑納米顆粒

為了提高微弱神經信號的檢測靈敏度，在MEMS探針表面修飾納米材料，其納米結構能夠有效增大比表面積[8]，以加快表面的電子轉運，提高電流響應靈敏度。電化學鉑沉積使用陰極沉積機制，在基體電極上直接外延生長納米鉑顆粒層，鉑黑的電沉積鍍液使用H2PtCl4，再加少量硝酸鉛、醋酸鉛，鉛離子均勻化鉑鍍層晶粒，同時減少析出的氫的數量，提高了沉積電流效率。通過改變沉積電壓及時間，可以形成多種不同形貌的電極表面。沉積電位電位過小不會發(fā)生氧化還原反應，電位過大則會引起顆粒簇集問題；沉積時間會影響鉑黑層的致密均勻性與厚度，沉積具體操作為：將45mmol/L氯鉑酸和4.0mmol/L醋酸鉛溶液按體積比1〖KG-3∶〖KG-51配制成電解液，取15mL備用。實驗采用兩電極體系，將需要電鍍的4個位點與電化學工作站工作電極相連，電生理檢測的鉑絲電極與工作站的對電極（與參比電極短接）相連。將鉑絲電極和電極尖端浸入電解液中，在

.1V恒電位下沉積1min，電鍍結束后，用去離子水洗掉電極表面的殘留離子，即得到疏松的鉑黑顆粒薄層。在1kHz處，對修飾后的微電極表面進行電化學阻抗掃描，修飾后的電極阻抗約為34.0kΩ，比未修飾納米材料的裸電極阻抗下降了一個數量級。圖4A為探針修飾鉑黑納米后的表面掃描電子顯微鏡（Scanningelectronmicroscope，SEM）照片，圖4B為化學遞質探針尖端表面的鉑黑形貌，顯示出明顯的黑色顆粒層。

2.3電化學檢測位點選擇性酶膜修飾

制備的MEMS鉑探針電極表面固定的谷氨酸氧化酶（LGlutamateoxidase，GluOx）可氧化為谷氨酸，生成氨、H2O2和α酮戊二酸，通過間接測量H2O2發(fā)生氧化還原反應的產生電流，再進行電流與谷氨酸濃度的換算，即可得到谷氨酸濃度變化曲線。如圖5所示，本研究使用交聯法酶固定技術，并加入牛血清蛋白BSA惰性蛋白質作為基質，以防止酶分子交聯過程中因密度過大可能導致酶活性中心不能接近底物問題。

在谷氨酸檢測位點上固定PtmPDGluOx復膜結構，其中沉積的間苯二胺（1，3Phenylenediamine，mPD）層可與酶層形成有效大分子過濾抗干擾層，阻止尺寸比較大的分子（抗壞血酸AA、多巴胺DA、3/4二羥基苯乙酸DOPAC）通過，而小分子（H2O2等）則可以穿過，膜層接觸電極表面發(fā)生反應，生成牢固的復膜結構，即形成有效的谷氨酸神經化學遞質識別位點。修飾好的電極在室溫固化后，形成的酶層穩(wěn)固性極佳，用水進行沖洗不會脫落。通過對3個電化學位點進行谷氨酸標準溶液標定，在PBS緩沖液中，+0.7V電位作用下，神經化學遞質檢測電極mPDGluOx微電極對6～35μmol/L不同濃度谷氨酸進行標定，結果顯示線性度為0.98，單位面積靈敏度為0.0069pA/μmol，電流響應誤差低于3.0pA，線性相關系數（R）為0.97；如圖6A所示，mPDGluOx微電極響應電流隨谷氨酸濃度的增加而增大；如圖6B所示，谷氨酸在電極表面氧化電流與濃度呈線性關系，靈敏度為24.6pA/（μmol/L）。證明設計的電化學檢測探針可以實現特異性選擇功能。實驗結果表明，微電極位點一致性良好、電化學性能可靠，化學遞質檢測硅針2上以棱形分布著通道5，6，7和8，可用于化學遞質谷氨酸的檢測。

2.4MEMS傳感后端信號處理集成單芯片制備

如圖7所示，神經電生理傳感后端信號處理集成單芯片包括：帶寬/增益可調的低噪聲神經電（動作/局部場電位）微弱信號斬波穩(wěn)定放大器、SARADC與ASK/FSK調制的射頻發(fā)射器。傳感后端的小信號放大器進行前端傳感器感知的微弱神經電生理信號的放大與直流失調/低頻閃爍噪聲的抑制，然后送到低功耗中速SARADC模塊進行模擬到數字信號的轉換，最終SARADC輸出的數字信號被數字編碼器模塊進行無線信道傳輸編碼并打包成幀，然后幀碼流對射頻電路物理層進行基于ISM（Industrialscientificmedical）2.4GHz波段的射頻上頻譜調制，最終經過天線輻射到遠處接收基站。芯片能耗進行了降低優(yōu)化，以提高設備續(xù)航時間。本研究設計的傳感后端數?；旌闲盘栒{理單芯片，具有神經電傳感后端處理的普適應用價值，構建了可穿戴場合應用的微型神經信號采集與無線傳輸設備。該模塊可以集成到生物智能檢測手持終端設備，以構建智慧神經電傳感檢測設備。

2.4.1神經電生理信號的斬波穩(wěn)定放大使用調制/解調斬波去噪技術[9]，開發(fā)了具有普適應用價值的神經電生理電壓信號斬波小信號放大電路。斬波穩(wěn)定電路利用紋波抑制環(huán)路消除位于單級放大器輸出端的紋波電壓，以避免紋波電壓導致后續(xù)電路的飽和問題[10]。斬波電路使用正反饋環(huán)路技術以提高輸入阻抗，提高后端斬波放大器與傳感器的分壓比，并且負反饋環(huán)路用于穩(wěn)定中頻增益。斬波放大器主體核后級聯的基于采樣/保持原理的部分用于消除由于非理想的MOS開關引起的毛刺噪聲，并且斬波放大系統(tǒng)的增益/帶寬可以用數字方式進行調整。斬波放大電路基于功耗節(jié)省效率提高的電流復用單級放大主體核，并且放大主體單級核增益足夠大，有利于抑制后續(xù)電路噪聲[11]。設計的斬波放大電路，配合雙模并行SOIMEMS神經信息檢測器件，進行了放大電路關鍵指標的測試：等效輸入噪聲電壓≤0.7μVrms（rootmeansquare）、數字可調增益范圍71～82dB（4200～11200倍）、功耗是8.0μW/單通道、共模抑制比>110dB、電源抑制比>100dB等。

2.4.2SARADC模/數轉換SARADC電路采用多級放大器級聯自動歸零去噪聲、鎖存去回踢噪聲、最高位MSB電容拆分、電容陣列失配消除等技術，研發(fā)了一款轉換速度適中的SARADC核，其關鍵參數是：等效量化位數（Effectivenumberofbits，ENOB）為12bits，當最大轉換速度為1Msps時，芯片功耗為1.2mW，最大轉換速度為1Msps，信噪比SNR為60.9dB、無雜散動態(tài)范圍（Spuriousnoisefreedynamicrange，SFDR）73.7dB。SARADC使用了深N阱工藝，并且SAR數字控制部分進行單獨隔離，防止數字抖動對模擬部分的干擾。最后，對流片后的ADC模塊進行測試。結果表明，SARADC可完成放大后模擬神經電壓的數字轉換。

2.4.3ASK/FSK調制的射頻發(fā)射利用直接上變頻的ASK/FSK調制的射頻電路結構，主要模塊包括基于鎖相環(huán)的頻率綜合器（Phaselockedloopfrequencysynthesizer，PLLFS）與E類的功率放大器（Etypepoweramplifier，PA）。設計的神經電可穿戴設備的感知節(jié)點需要布置在人體頭部表面，需要使用電池供電；考慮系統(tǒng)復雜度與硬件成本，低功耗、高速率、高集成度是射頻電路設計的目標。VCO（Voltagecontroloscillator）通過頻率控制字進行頻帶的選擇；此外，分頻字進行分頻器分頻比的控制。PAE的輸出功率通過功率控制字進行PAE輸出幅度的控制，具有頻譜純凈、易于集成、功耗低等特點。FSK調制通過關斷鎖相環(huán)內的開環(huán)VCO電容陣列，VCO的變容管電容隨著控制電壓改變而改變，進而改變輸出信號的頻率與相位。VCO通過增加電容陣列的數目來擴大VCO的調頻范圍，從而避免控制電壓控制變容器引起的非線性問題。

2.4.4集成后的傳感芯片系統(tǒng)、與商用設備&舊系統(tǒng)的對比本研究研發(fā)的神經電生理（動作/場電位）信號采集傳感后端IC芯片與前端神經電生理探針匹配后集成，具有很小的體積，可以構建微型可穿戴神經檢測設備[12]。與商用的Cerebus公司多通道神經電生理信號記錄系統(tǒng)進行比較，此多通道神經電檢測儀器對電生理信號檢測的準確度為95%。由于本電路模塊高度集成化，可用于構建神經信息可穿戴微型終端，并且芯片內部對數字邏輯部分進行基于單獨隔離環(huán)的保護，以及利用深N阱工藝，以降低電路內部噪聲。此傳感芯片系統(tǒng)體積大大減小，具有便攜可穿戴實際應用價值。

3實驗部分

3.1實驗動物、儀器與試劑

實驗動物：健康野生型小鼠；實驗試劑：0.9%生理鹽水（石家莊四藥公司），0.7%趵坦（國藥集團化學試劑有限公司）；實驗儀器：腦立體定位儀，液壓微推進器，BSA124S型電子天平（德國賽多利斯公司）；MWD20型超純水器（美誠公司，中國）；數據分析軟件：OfflineSorter動作電位分類軟件（PlexonInC.美國）、NeuroExplorer神經信息分析軟件（NexTechnologies，美國）。

3.2實驗方法

對麻醉小鼠進行0.75%戊巴比妥鈉腹腔注射，去掉頭皮后在小鼠顱骨上開1.5mm×1.5mm窗口，并挑破電極進入處的硬神經膜。電極植入時通過大神經皮層進入海馬區(qū)域，水平定位是（ML：2.01mm，AP：2.04mm）。將微電極陣列垂直固定在微推進器上，通過液壓推進器以1.1μm/s的速度緩慢勻速推進微電極，分別到達3個植入深度后暫停120s，等待電流穩(wěn)定后繼續(xù)勻速推進。整個實驗過程中電極尖端垂直行程為2.2mm，并停留記錄在4個不同深度處，包含皮層到海馬區(qū)不同深度的神經區(qū)結構。采用Ag|AgCl絲植入到小鼠神經皮層作為電化學參比電極（AP：2.0mm，ML：

2.01mm，DV：

.01mm）。MEA上的一個電化學位點連接Gamry電化學工作站，采用計時電流法檢測神經內化學遞質谷氨酸，施加恒電位+0.70V，采樣頻率為2Hz（采樣間隔為0.50s）。

4結果與討論

4.1皮層至海馬區(qū)谷氨酸濃度變化

本實驗電極覆蓋皮層到海馬區(qū)不同腦區(qū)深度的4個停留記錄位置如圖8所示。電極由皮層植入海馬區(qū)過程中，使用計時電流法實時記錄電流變化[13]，并從立體定位儀上讀取植入深度Z（圖8）。

在植入初期，電極在皮層表面Z=0.20mm處停留足夠長時間（90s），直至電流穩(wěn)定在約15.19pA。圖9A顯示400s內電極由皮層（Z=0.70mm）植入到海馬區(qū)（Z=1.80mm）過程中的電流變化，電極在每個標定深度處停留約40s，并在下降過程中保持勻速。植入過程中電流曲線出現兩個明顯的濃度臺階，說明谷氨酸在不同神經區(qū)分布的自然濃度差異。圖9B顯示4個不同深度神經區(qū)對應的谷氨酸濃度

變化趨勢。為了減小計時電流法中非法拉第電流的影響，取Z=0.20mm處最后10s的掃描電流均值為神經顱內‘0′谷氨酸濃度對應的基底電流，電極穩(wěn)定在某一具體深度后，計算氧化電流均值與該基底電流的差值，通過標定曲線靈敏度換算為該深度神經區(qū)的谷氨酸濃度。深度1對應神經區(qū)位于視覺皮層，谷氨酸濃度分別為（35.50±0.03）μmol/L、（37.80±0.27）μmol/L。深度3對應神經區(qū)位于海馬CA1區(qū)，谷氨酸濃度分別為（84.50±0.31）μmol/L。深度4處的濃度谷值分別對應皮層與CA1區(qū)、CA1區(qū)與齒狀回交接處的神經區(qū)。

4.2皮層至海馬區(qū)電生理信號分析

利用OfflineSorter軟件聚類分析記錄到的神經動作電位（Spikes），得到單神經元的放電序列。圖10A顯示了神經皮層區(qū)和海馬區(qū)典型通道1和3記錄到的電生理信號。4個通道在皮層區(qū)記錄到5種典型Spike，第3通道同時檢測到兩種不同類型的動作電位；而4個通道在海馬區(qū)記錄到3種典型Spike，其中第4通道同時檢測到兩種不同的動作電位。記錄到的皮層區(qū)動作電位發(fā)放頻率均值為2.10～10.67spikes/s，遠大于海馬區(qū)動作電位發(fā)放頻率均值0.03～0.15spikes/s。目前，傳統(tǒng)微透析法檢測的海馬區(qū)谷氨酸濃度為110～200μmol/L，略高于此微探針電極測量結果。神經電生理實驗表明，該微電極上的多測量點可同時記錄神經元不同層次的場電位[14]，并很好地記錄單個神經元的胞外神經動作Spike電位。微電極記錄的皮層動作電位波形種類、發(fā)放頻率均大于海馬區(qū)細胞發(fā)放水平，說明皮層細胞活躍性和通訊復雜度大于海馬區(qū)。對海馬區(qū)的神經電生理記錄中，現有文獻報道采用膜片鉗記錄到的海馬神經元自發(fā)放電主要分為5種類型，分別為不規(guī)則發(fā)放型、單波規(guī)則發(fā)放型、緊張發(fā)放型、陣發(fā)排放型及周期排放型[15]，圖10B為通道1記錄到的同一種放電波形具有錐體細胞的簇狀放電特性。

5結論

針對在體神經信息檢測的實際需求，使用SOI襯底的MEMS技術制備了一種雙通道植入式神經信息檢測8通道微電極陣列芯片。此芯片在硅針基底上集成了鉑金電化學微電極、電生理微電極、焊盤與引線等。采用納米修飾、酶固定技術分別進行電生理位點、谷氨酸檢測位點定向修飾。鉑黑修飾后電生理檢測位點阻抗比裸電極下降了一個數量級；谷氨酸位點在標準谷氨酸溶液內的線性度與單位面積靈敏度、反應時間、選擇性均滿足要求?；谘邪l(fā)的微電極陣列芯片對皮層至海馬區(qū)的神經電生理與谷氨酸在體雙模檢測，實時測量到從皮層至海馬區(qū)的谷氨酸動態(tài)釋放和神經動作Spike發(fā)放，驗證了植入式微電極陣列可實現谷氨酸遞質、動作電位和場電位的并行在體檢測，可為皮層到海馬區(qū)神經通路的研究提供有效的MEMS植入神經傳感探針。此外，基于傳感后端處理芯片（斬波穩(wěn)定神經電生理小信號放大、SARADC模數轉換、編碼器與射頻發(fā)射）構建了一款低噪聲低功耗的微型神經電生理信息可穿戴設備。

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AbstractA8channelneuralsignal′ssimultaneoustransducerdetectionmicrosystemwasdevelopedtoresearchtheneurallooplocatedatthebrainhippocampuszone.ThecomponentsofthesystemcontainedtheneuralprobemanufacturedwiththeMicroelectromechanicalsystems（MEMS）techniquebasedonsilicononinsulator（SOI）substrate，biologicallownoisechopperstabilizationamplifier，lownoiseandintermediatespeedSARADCconverter，reducedandlowpowerASK/FSKmodulationradiotransmitter.Themicrosystemwasapplicablewiththecharactersofsmallvolume，interferencesfree，neuralelectrophysiologyandneurotransmittersimultaneousdetection，highsensitivity，highlinearity，etc.Theelectroderesistancewasoptimizedto35.0kΩafterdepositingnanometerplatinumblackonthe4electrophysiologicalsitesonthePtelectrode.Withthemodificationenzymetechnique，nanomaterialenzymemembrane（PtmPDGluOx）wasdirectlyfixedontheglutamatedetectionlocusforselectivelydetectingspecialneuralneurotransmittermatter.Inaddition，theelectrochemistrymeasurementresultsindicatedthatthelinearrangeofglutamatewas6-35μmol/Lwithcorrelationcoefficientof0.97，thesensitivitywas0.0069pA/（μmol/L）.Thecurrentresponseerrorwaslessthan3.0pA，whichshowedthattheneuralneedlesatisfieddifferentialselection.Also，thelogic/analogmixedsignal180nmApplicationspecificintegratedcircuit（ASIC）technique（SmicRF180nm1Poly6M）wasusedtomanufacturethetransducerbackenddisposingICchip，andthetestresultsprovidedsomekeyparameterssuchaschopperstabilizationamplifier（equivalentinputtingnoisevoltage≤0.7μVrms@1kHz，gainof71-82dB，CMRR/PSRR>100dB），SARADC（ENOBis12bits，powerconsumptionis1.2mWwhenmaxmiumconversionspeedis1Msps，signalnoiseratiois60.9dB，etc），andASK/FSKmodulationradiotransmitter（thePA′soutputtingpowerof4-5dBm，theradiationrangeof10meters）.Themicroneuraltransducerintegratedsystemwasconvenientandwirelesswearablefortheresearchofbrainhippocampusregion.

KeywordsNeuralloop；Neuralimplantableneedle；Lownoiseandlowpowerintegrationsinglechip；Biologicalwearabledevice

集成電路與集成系統(tǒng)范文第5篇

關鍵詞：集成電路；測試；PMU Device Characterization

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 10-0033-01

一、測試系統(tǒng)的基本介紹

傳統(tǒng)的集成電路的測試以SOC技術為主，SOC的復雜程度非常高，在一塊芯片內不僅可能包含CPU、DSP、存儲器、模擬電路等多種芯片，甚至還可能包括射頻電路、光電器件、化學傳感器等器件，因而SOC的測試系統(tǒng)，具備數字、混合信號、存儲器、射頻等各種測試，同時各個模塊之間還不會產生相互影響。

一般的集成電路的測試系統(tǒng)稱為ATE，測試系統(tǒng)主要由單片機模塊（CPU）、DC（Device Characterization）測量模塊和通道傳輸模塊等組成。各個模塊之間通過總線單元進行數據交換和連接。而隨著現代測試技術的發(fā)展，較好測試系統(tǒng)組成主要的還有：由電子電路和機械硬件組成，是在同一個主控制器指揮下的電源、計量儀器、信號發(fā)生器、模式（pattern）生成器和其他硬件項目的集合體。

二、整個系統(tǒng)主要組成

（一）單片機模塊（CPU）---測試系統(tǒng)的心臟

該模塊是所有數字測試系統(tǒng)都含有的基本模塊，是測試系統(tǒng)的起點?！癈PU”是系統(tǒng)的控制中心，這里的CPU與計算機中的中央處理器不同，它由控制測試系統(tǒng)的計算機及數據的基本I/O通道組成。許多新的測試系統(tǒng)提供一個網絡接口用以傳輸測試數據；計算機硬盤和Memory用來存儲本地數據；顯示器及鍵盤提供了測試操作員和系統(tǒng)的接口。

（二）DC（Device Characterization）測量模塊

DC子系統(tǒng)包含有DPS（Device Power Supplies，器件供電單元）、RVS（Reference Voltage Supplies，參考電壓源單元）、PMU（Precision Measurement Unit，精密測量單元）。

1.DPS與RVS單元

被測器件的電源管腳所需要的電流及電壓是由DPS所供給的；而系統(tǒng)內部的管腳測試單元的比較電路以及驅動所需要的參考電壓，則是由RVS單元來供給，包括了VOL、VIH、VOH、VIL四種電壓設置方式。而相對比較老的測試系統(tǒng)中，所擁有的RVS也是相對來說比較少的，所以在測試程序時，所提供的輸出、輸入電平也是比較少。。一些測試系統(tǒng)稱擁有“per pin”的結構，就是說它們可以為每一個pin獨立地設置輸入及輸出信號的電平和時序。

2.PMU電路

PMU用于精確的DC參數測量，它把驅動電流送入被測器件而去測量電壓或者為器件加上電壓而去測量產生的電流。PMU的數量跟測試機的級別有關，低端的測試機往往只有一個PMU，用共享的方式被測試通道逐次使用；中端的則有一組PMU，通常為8個或16個，而一組通道往往也是8個或16個，可以整組逐次使用；而高端的測試機則會采用每個channel配置一個PMU。

（三）通道傳輸模塊

1.通道單元

通道單元有兩個功能，一是把測試碼合成最終的測試信號施加到DUT（Device under test，被測器件），二是比較及分析DUT的返回信號，并且通過總線，將所得到的結果返回單片機模塊。利用邏輯控制單元以及譯碼電路，控制總線對DUT管腳的地址實現設定并控制，而DUT管腳數據的輸出及輸入功能，則是由控制單元驅動和管腳驅動所共同控制著的繼電器陣列來進行的。VIH（VIL）是由DPS模塊設定產生的測試所需的高（低）驅動電平。總線發(fā)送由程序預先生成的測試向量，電平轉換與驅動單元把測試向量轉換為設定電平的測試時序波形，管腳驅動與控制單元控制繼電器陣列將要輸入的波形施加到DUT的輸入管腳。

2.芯片引腳電路

芯片腳電路是測試系統(tǒng)資源部和待測期間之間的接口，它給待測器件提供輸入信號并接收待測器件的輸出信號。

每個測試系統(tǒng)都有自己異于其它系統(tǒng)的設計但是通常其芯片引腳電路都會包括：

（1）配有輸入信號的驅動電路。

（2）切換驅動及對電流負載輸入輸出選擇通道電路。

（3）比較輸出電平的電壓檢驗電路。

（4）芯片引腳電路與PMU的連接電路。

（5）能夠編程控制的電流負載。

（6）提供能測試高速電流的輔助電路。

3.總線單元

總線（Bus）是各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導線組成的傳輸線束，按照所傳輸的信息種類，是用于各個模塊和單元傳遞信息的公用通道，各個部分通過總線相連接，通過總線單元進行數據連接和交換。

三、結束語

隨著數字技術不斷發(fā)展，在消費電子、通信和計算等領域對測試技術不斷提出的挑戰(zhàn)，適應測試和組裝外包已經成為發(fā)展趨勢的必然要求。盡管集成電路的測試技術伴著新的測試理念、新的測試流程、方法和技術不斷的出現。但從整個系統(tǒng)的角度出發(fā)，測試系統(tǒng)都是從單片機模塊、DC測量模塊和通道傳輸模塊等基礎上發(fā)展而來。

參考文獻：

[1]陸坤.電子設計技術[M].西安電子科技大學出版社,2004

[2]杜中一.半導體技術基礎[M].化學工業(yè)出版社,2011