目前市面上有多種老化測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，除了老化系統(tǒng)生產(chǎn)廠商制造的通用型產(chǎn)品外，半導(dǎo)體廠商也在內(nèi)部開發(fā)了一些供他們自己使用的此類系統(tǒng)。大多數(shù)系統(tǒng)都采用電腦作主機(jī)，用于數(shù)據(jù)采集和電路基本控制，而一些非計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只能用LED作為狀態(tài)指示器，需要人工來(lái)收集數(shù)據(jù)。
為了能對(duì)老化板上的每一器件作獨(dú)立測(cè)試，必須要在老化系統(tǒng)控制下將每個(gè)器件與其他器件進(jìn)行電性隔離。存儲(chǔ)器件非常適合于這種場(chǎng)合，因?yàn)樗鼈儽辉O(shè)計(jì)成按簇方式使用并帶有多路選通信號(hào)，而邏輯器件則可能無(wú)法使用選通信號(hào)，這使得在老化系統(tǒng)中設(shè)計(jì)通用邏輯測(cè)試會(huì)更難一些。因此針對(duì)不同器件類型存在不同的邏輯老化系統(tǒng)是很正常的。
老化測(cè)試系統(tǒng)可歸為兩大類：邏輯器件和存儲(chǔ)器。邏輯器件測(cè)試系統(tǒng)又可分為兩類：并行和串行；同樣，存儲(chǔ)器測(cè)試系統(tǒng)也可分為兩類：非易失性和易失性。
存儲(chǔ)器老化
存儲(chǔ)器老化和測(cè)試的線路實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單一些，所有器件通過(guò)統(tǒng)一方式寫入，然后單獨(dú)選中每個(gè)器件，將其存入的數(shù)據(jù)讀出并與原來(lái)的值對(duì)照。由于具有控制和數(shù)據(jù)采集軟件以及故障數(shù)據(jù)評(píng)估報(bào)告算法，所以存儲(chǔ)器老化測(cè)試對(duì)生產(chǎn)商非常有用。
大多數(shù)存儲(chǔ)器件支持多個(gè)選通引腳，因而老化測(cè)試系統(tǒng)采用簇方式讀回?cái)?shù)據(jù)。某些系統(tǒng)具有很寬的數(shù)據(jù)總線，每一簇可同時(shí)讀取多個(gè)器件，再由電腦主機(jī)或類似的機(jī)器對(duì)器件進(jìn)行劃分。增加老化板上的并行信號(hào)數(shù)量可提高速度，減少同一條并行信號(hào)線所連器件數(shù)，并且降低板子和器件的負(fù)載特性。
·易失性存儲(chǔ)器(DRAM和SRAM)
易失性存儲(chǔ)器測(cè)試起來(lái)是最簡(jiǎn)單的，因?yàn)樗鼰o(wú)需特殊算法或時(shí)序就可進(jìn)行多次擦寫。一般是所有器件先同時(shí)寫入，然后輪流選中每個(gè)器件，讀回?cái)?shù)據(jù)并進(jìn)行比較。
由于在老化時(shí)可重復(fù)進(jìn)行慢速的刷新測(cè)試，因此DRAM老化測(cè)試能夠?yàn)楹鬁y(cè)工藝節(jié)省大量時(shí)間。刷新測(cè)試要求先將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器，再等待一段時(shí)間使有缺陷的存儲(chǔ)單元放電，然后從存儲(chǔ)器中讀回?cái)?shù)據(jù)，找出有缺陷的存儲(chǔ)單元。將這部分測(cè)試放入老化意味著老化后的測(cè)試工藝不必再進(jìn)行這種很費(fèi)時(shí)的檢測(cè)，從而節(jié)省了時(shí)間。
邏輯器件老化測(cè)試
邏輯器件老化測(cè)試是兩類系統(tǒng)中難度最大的，這是因?yàn)檫壿嫯a(chǎn)品具有多功能特性，而且器件上可能還沒有選通信號(hào)引腳。為使一種老化測(cè)試系統(tǒng)適應(yīng)所有類型的邏輯器件，必須要有大量的輸入輸出引線，這樣系統(tǒng)才能生成多引腳器件通常所需的多種不同信號(hào)。老化系統(tǒng)還要有一個(gè)驅(qū)動(dòng)板，作為每個(gè)信號(hào)通路的引腳驅(qū)動(dòng)器，它一般采用較大的驅(qū)動(dòng)電流以克服老化板的負(fù)載特性。
輸出信號(hào)要確保能夠?qū)π枳骼匣娜魏纹骷愋瓦M(jìn)行處理。如果老化板加載有問題，可以將其分隔成兩個(gè)或更多的信號(hào)區(qū)，但是這需要將驅(qū)動(dòng)板上的信號(hào)線數(shù)量增加一倍。大多數(shù)并行輸出信號(hào)利用專用邏輯、預(yù)編程EPROM、或可重編程及可下載SRAM產(chǎn)生，用SRAM的好處是可利用計(jì)算機(jī)重復(fù)編程而使老化系統(tǒng)適用于多種產(chǎn)品。
邏輯器件老化測(cè)試主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法：并行和串行，這指的是系統(tǒng)的輸入或監(jiān)測(cè)方式。一般來(lái)說(shuō)所有邏輯器件測(cè)試系統(tǒng)都用并行方式把大量信號(hào)傳給器件，但用這種方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)卻不能將老化板上的每一個(gè)器件分離出來(lái)。
·串行測(cè)試法
串行測(cè)試比并行測(cè)試操作容易一些，但是速度要慢很多。除了每個(gè)器件的串行信號(hào)返回線，老化板上的每個(gè)器件通常都并聯(lián)在一起。該方法用于有一定處理功能并可通過(guò)一條信號(hào)返回線反映各種狀態(tài)的器件。測(cè)試時(shí)傳送的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行解碼，因此老化板上應(yīng)有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
·非易失性存儲(chǔ)器(EPROM和EEPROM)
非易失性存儲(chǔ)器測(cè)試起來(lái)比較困難，這是因?yàn)樵趯懭胫氨仨毾葘⒗锩娴膬?nèi)容擦除，這樣使得系統(tǒng)算法更困難一些，通常還必須使用特殊電壓來(lái)進(jìn)行擦除。不過(guò)其測(cè)試方法基本上是相同的：把數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器再用更復(fù)雜的算法將其讀回。
·邊界掃描(JTAG): 邏輯器件老化的最新趨勢(shì)是采用IEEE 1149.1規(guī)定的方法。該方法也稱為JTAG或邊界掃描測(cè)試，它采用五線制(TCK、TDO、TDI、TMS及TRST)電子協(xié)議，可以和并行測(cè)試法相媲美。
采用這種方法時(shí)，JTAG測(cè)試端口和整個(gè)系統(tǒng)必須要設(shè)計(jì)到器件的內(nèi)部。器件上用于JTAG測(cè)試的電路屬于專用測(cè)試口，用來(lái)對(duì)器件進(jìn)行測(cè)試，即使器件裝在用戶終端系統(tǒng)上并已開始工作以后，該測(cè)試口還可以使用。一般而言，JTAG端口采用很長(zhǎng)的串聯(lián)寄存器鏈，可以訪問到所有的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。每個(gè)寄存器映射器件的某一功能或特性，于是，訪問器件的某種狀態(tài)只需將該寄存器的狀態(tài)數(shù)據(jù)串行移位至輸出端即可。
采用同樣技術(shù)可完成對(duì)器件的編程，只不過(guò)數(shù)據(jù)是通過(guò)JTAG端口串行移位到器件內(nèi)部。IEEE 1149.1的說(shuō)明里詳細(xì)闡述了JTAG端口的操作。
·RS-232C或同等協(xié)議 一種串行監(jiān)測(cè)方法是在老化板上采用全雙工RS-232C通信協(xié)議，所有器件的其他支持信號(hào)(如時(shí)鐘和復(fù)位)都并聯(lián)在一起(圖3)。RS-232C發(fā)送端(TxD)通常也連到所有器件上，但同時(shí)也支持老化板區(qū)域分隔以進(jìn)行多路復(fù)用傳輸。
每個(gè)器件都將信號(hào)返回到驅(qū)動(dòng)板上的一個(gè)RS-232C接收端(RxD)，該端口在驅(qū)動(dòng)板上可以多路復(fù)用。驅(qū)動(dòng)電路向所有器件傳送信號(hào)，然后對(duì)器件的RxD線路進(jìn)行監(jiān)控，每個(gè)器件都會(huì)被選到，系統(tǒng)則將得到的數(shù)據(jù)與預(yù)留值進(jìn)行比較。這種測(cè)試系統(tǒng)通常要在驅(qū)動(dòng)板上使用微處理器，以便能進(jìn)行RS-232C通信及作為故障數(shù)據(jù)緩沖。
·并行測(cè)試法
并行測(cè)試是在老化過(guò)程中進(jìn)行器件測(cè)試最快的方法，這是因?yàn)橛卸鄺l信號(hào)線連在器件的輸入輸出端，使數(shù)據(jù)傳輸量達(dá)到最大，I/O線的輸入端由系統(tǒng)測(cè)試部分控制。并行測(cè)試有三種基本方式：各器件單選、單引腳信號(hào)返回和多引腳信號(hào)返回。
·多引腳信號(hào)返回 該方法和單引腳信號(hào)返回類似，但是從每個(gè)器件返回的信號(hào)更多。由于每個(gè)器件有更多信號(hào)返回線，所以這種方法要用到多個(gè)返回監(jiān)測(cè)線路。而又因?yàn)楸仨氁写罅糠祷鼐€路為該方法專用，因此會(huì)使系統(tǒng)總體成本急劇增加。沒有內(nèi)部自檢而且又非常復(fù)雜的器件可能就需要用這種方法。
·單引腳信號(hào)返回 這個(gè)方法里所有器件都并聯(lián)在一起，但每個(gè)器件有一個(gè)信號(hào)返回引腳除外，所有器件同時(shí)進(jìn)入工作狀態(tài)，由系統(tǒng)選擇所監(jiān)測(cè)的器件并讀取相應(yīng)的信號(hào)返回線。該方法類似于串行測(cè)試法，但信號(hào)引腳一般檢測(cè)的是邏輯電平，或者是可以和預(yù)留值比較的脈沖模式。檢測(cè)到的信號(hào)通常表示器件內(nèi)部自檢狀態(tài)，它存在器件內(nèi)以供測(cè)試之用，如果器件沒有自檢而只是單純由系統(tǒng)監(jiān)測(cè)它的一個(gè)引腳，那么測(cè)試可信度將會(huì)大大降低。
·各器件單選 如果老化板上的器件可以和其他器件分離開，系統(tǒng)就可通過(guò)選擇方法分別連到每一個(gè)器件上，如使用片選引腳，所有器件都并聯(lián)起來(lái)，一次只選中一個(gè)器件生成返回信號(hào)(圖2)。系統(tǒng)提供專門的器件選擇信號(hào)，在測(cè)試過(guò)程中一次選中一個(gè)，老化時(shí)所有器件也可同時(shí)被選并接收同樣的數(shù)據(jù)。
用這種方法每個(gè)器件會(huì)輪流被選到，器件和老化系統(tǒng)之間的大量數(shù)據(jù)通過(guò)并行總線傳輸。該方法的局限是選中的器件必須克服老化板及其他非選中器件的容性和感性負(fù)載影響，這可能會(huì)使器件在總線上的數(shù)據(jù)傳輸速度下降。
