大家好,我是硅言。刚入职时,经常听到ATE同事讨论“改Pattern”“Pattern时序不对”,仿佛置身加密聊天室。第一次看到同事电脑上密密麻麻的0和1时,我一脸懵:Pattern到底是啥?是设计图纸?是代码模板?直到自己使用NI设备开发芯片AC/DC测试程序,才逐渐揭开这个技术黑话的神秘面纱。今天,我们就来聊聊这个让新人抓狂的​​芯片测试核心密码​​——Pattern。

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Pattern的本质

在芯片测试领域,​​Pattern​​是一组由0/1、H/L等符号组成的二进制代码序列。它像一份精心设计的“试卷”,通过ATE(自动测试设备)向芯片输入特定时序信号,并捕捉输出结果与预期比对,从而判断芯片是否合格。如图所示,这是NI设备的Pattern符号定义:

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举个栗子🌰:

  • 输入激励​​:Pattern中的“1”代表高电平信号,“0”代表低电平信号,组合成驱动芯片工作的波形(如时钟信号、数据流)
  • 输出验证​​:当芯片处理完输入信号后,Pattern中的预期结果H和L会与ATE采集的实际输出对比

NI的测试向量示例如图,Pattern的每一行成为一行向量,由多行向量组成一个测试Pattern。常说的向量深度(Vector Depth)或者Pattern存储容量,其实指的就是可以存储多少行向量

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Pattern的本质就是我们常说的真值表(Truth Table),主要包含的内容是输入电平与期望输出的电平的符合。不同ATE,Pattern的符号含义会稍有不同,Pattern文件格式也会有差异。

Pattern的分类

在测试生态中,不同格式的Pattern承担着特定使命,根据设计原理和应用场景,Pattern主要分为4种:

类型 特点 应用场景 行业占比
VCD 基于事件变化,记录信号跳变时间点 设计仿真验证 30%
STIL 周期化时序,支持多级测试条件嵌套 量产ATE测试(如泰瑞达UltraFLEX) 45%
WGL 波形描述语言,支持复杂时序关系建模 高速接口测试(如DDR5) 15%
EVCD 扩展版VCD,支持多电压域信号跟踪 低功耗芯片验证(如IoT芯片) 10%

随着数字电路复杂程度的增加,芯片功能测试项越来越多,为了提高效率,可以利用电路设计过程中使用的仿真文件,通过工具转化为ATE可以识别的Pattern格式。硅言曾使用Python写了一个转换脚本,直接将数字前端的测试用例转为NI设备可以识别的Pattern文件,大大缩减了Pattern开发周期。后来,还为Chroma3380测试机开发了一个自动生成Pattern的工具,不懂Pattern的小白也可以直接使用ATE进行芯片测试了,有机会将该工具分享给大家。

回望初入行时的迷茫,终于理解前辈说的“Pattern是芯片测试的灵魂”。在这个算力爆炸的时代,每一串0/1代码都在守护着中国芯的星辰大海。或许某天,当我用AI自动生成更完美的Pattern时,这段与代码搏斗的青春,将成为最珍贵的行业记忆。


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