【芯片测试】：3. DUT Board Description 与 Measurement Specification 详解

DUT Board Description 与 Measurement Specification 详解

系列： Advantest V93000 SmarTest 8 核心概念解析｜第 3 篇（共 8 篇）
适合读者： 已理解 SmarTest 整体架构，开始编写或调试测试配置文件的工程师

前言

上一篇讲完了 SmarTest 的整体层次结构，本篇深入两类最核心的配置文件：

DUT Board Description（.dbd）：描述物理连接
Measurement Specification（.spec）：描述仪器设置

这两类文件是所有测试的基础。一个测试程序可以替换 .spec 而不改 .dbd，也可以在不同 DUT board 上使用同一套 .spec------理解这种解耦设计，是真正用好 SmarTest 的关键。

一、Pin 与 Signal：物理与逻辑的分离

在深入文件格式之前，先理解 SmarTest 中两个经常混淆的概念：

Pin（管脚）

"管脚"在 SmarTest 中专指物理连接点，有两种：

DUT pin：芯片（DUT）上的物理管脚
Pogo pin：测试机 test head 卡通过 DUT board 接触 DUT pin 的弹性探针

DUT pin 和 pogo pin 在 SmarTest 中永远不直接使用------除了在 DUT board description 文件里定义映射关系时。

Signal（信号）

Signal 是逻辑抽象 ，代表一个有具体功能含义的引脚。测试程序里所有操作都基于 signal 名称（如 CLK、DATA0、VCC），而不是物理管脚编号。

这样的好处是：更换 DUT board 时，只需修改 .dbd 文件中 pogo pin 的映射，所有 .spec、Pattern、Operating Sequence 文件无需改动。

复制代码

测试逻辑           逻辑层          物理层
─────────    →   CLK signal   →   pogo pin 11709   →   DUT pin 3

对于复杂 DUT，一个物理 DUT pin 可以承载多路信号（时分复用），但同一时刻只有一个 signal 可以在该 pin 上激活。

二、DUT Board Description（`.dbd`）

2.1 它描述什么

DUT board description 文件记录了 DUT board 的完整物理布局：

配置了几个 site（测试站位）
每个 site 上，每个 DUT signal 对应哪个 pogo pin
信号的默认属性（default specification settings）
Utility line 的控制路由
DUT board 属性和 DUT 属性

2.2 文件格式示例

一个 2-site DUT board 的 .dbd 文件示例：

复制代码

// DUT board：2 个 site，定义了两路信号
sites = 2;

signal CP {
    site 1 { pogo=11709; }
    site 2 { pogo=11809; }
}

signal IO0 {
    site 1 { pogo=11703; }
    site 2 { pogo=11803; }
}

signal VCC {
    site 1 { pogo=20101; }
    site 2 { pogo=20201; }
    // 为这个信号设置默认的电压范围
    defaults.level.vrange = 10V;
}

SmarTest 会根据这个文件，在运行时自动把 signal 名解析为对应 site 的 pogo pin 编号，进而找到对应的 test head 卡通道来执行测量。

2.3 与 Multisite 测试的关系

DUT board description 是 SmarTest 实现 multisite（多站位并行测试） 的核心依据。由于每个 signal 为每个 site 单独定义了 pogo pin，SmarTest 可以自动在所有 site 上并行发送激励、采集数据，而测试程序本身不需要任何改动。

如果要改变同时测试的 site 数量，只需修改 .dbd 文件中的 sites = 值，其余文件不受影响。

2.4 Default Specification Settings

.dbd 文件有一个强大但容易被忽视的功能：可以为某个 signal 设置默认仪器属性 ，这些默认值在所有用到该 signal 的测试中生效，除非在 .spec 文件、test table 或 test method 代码中显式覆盖。

设置方式：在 signal 定义中添加 defaults. 前缀的属性：

复制代码

signal VCC {
    site 1 { pogo=20101; }
    defaults.level.vrange = 10V;
    defaults.level.irange = 100mA;
    defaults.safeConnect = on;
}

可设置的默认属性涵盖：

属性	说明
`level.vrange`	电压量程
`level.irange`	电流量程
`level.settlingTime`	建立时间
`connectMode` / `disconnectMode`	连接/断开模式
`safeConnect`	安全连接开关
`regulation.*`	电流/电压调节属性
`protection.*`	过流过压保护属性
`alarm.*`	告警相关设置

注意： Default 只支持字面值（literal），不支持表达式或变量 。需要使用派生单位（如 [A/s]）时，须用方括号表示法。

2.5 使用限制与注意事项

一个测试程序只能使用一个 DUT board description 文件
多个测试程序可以共享同一个 .dbd 文件
.dbd 文件可以模块化（import 其他 .dbd 文件），但被 import 的文件只能包含 DUT board 属性，不能包含 site 数量或 signal 定义
文件大小建议不超过 5,000 行

三、Measurement Specification（`.spec`）

3.1 它描述什么

Measurement specification 是最"全面"的配置文件，描述了一次测量所需的全部仪器参数，但不包含向量数据（Pattern）和时序编排（Operating Sequence）。

一个 .spec 文件涵盖：

Signal groups / Aliases：信号分组与别名定义
Instruments：使用哪些仪器（类型、连接的 signal）
Timing sets：时序参数集
Level sets：电平参数集
Wavetables / Waveforms：波形表定义
Actions：仪器可执行的动作定义

.spec 文件通过 Setup Editor 编写，使用 SmarTest Setup Format（SSF）语法。

3.2 Spec 与 DUT Board 的解耦

.spec 文件中不包含任何 site 或 pogo pin 的信息。它只使用 signal 名称来指定测量对象。因此：

更换 DUT board（修改 .dbd）→ .spec 无需改动
增减测试 site 数量 → .spec 无需改动
同一套 .spec 可以被多个测试程序复用

3.3 模块化 Spec：import 机制

.spec 文件支持将内容拆分成多个文件，通过 import 语句组合：

复制代码

// 主 spec 文件：MainSpec.spec
import myDevice.specs.SignalGroups;   // 信号分组定义
import myDevice.specs.TimingSetup;    // 时序设置
import myDevice.specs.LevelSetup;     // 电平设置
import myDevice.specs.Wavetables;     // 波形表

// 在此基础上追加或覆盖特定参数
instrument myDcVI {
    ...
}

这种结构支持：

多人协作：不同工程师分别维护 timing、level、wavetable 文件
IP 核复用：为每个 IP core 定义独立的信号组 spec，import 到主文件
参数化配置：用一个文件定义变量，另一个文件赋值

3.4 可在运行时被覆盖

.spec 文件的所有设置都可以被 Test Method 代码在运行时通过 Device Setup API 或 Device Test API 覆盖。覆盖时机和优先级：

复制代码

.spec 文件基础值
    ↓ 可被 setup() 方法中的 Device Setup API 覆盖
    ↓ 可被 update() 方法中的 Device Test API 覆盖（仅修改内存，不改文件）
    ↓ 可被 execute() 方法中动态调整

文件大小建议不超过 20,000 行。

四、仪器（Instrument）：硬件抽象层

仪器是 SmarTest 最重要的抽象概念之一。它将测试程序与底层 test head 卡的具体型号解耦。

4.1 仪器的本质

在 SmarTest 里，你不需要关心"用的是哪块卡"，只需要声明"我需要一个 dcVI 仪器"并配置参数。SmarTest 在 bind（绑定） 阶段，根据 DUT board description 中的 pogo pin 映射，自动找到对应的 test head 卡，并把你的参数翻译成该卡的硬件指令。

复制代码

你写的代码：dcVI instrument，电压 1.2V，电流 100mA
    ↓ bind 时翻译
实际执行：PS1600 卡的通道 3，以卡特定格式编程

这意味着：只要测试参数在目标卡的规格范围内，同一套测试程序可以跑在不同配置的测试机上，无需修改。

4.2 SmarTest 内置的特殊仪器

除常规的数字/模拟/RF 仪器外，SmarTest 提供三种特殊内置仪器：

仪器类型	功能
clock	向 DUT 提供参考时钟信号
loopback	接收输出引脚的数据，回路到对应输入引脚，用于回路测试
utility	控制 utility line（辅助控制线）

4.3 仪器的四个配置要素

每个仪器的配置都由四个元素组成：

① Properties（属性）

仪器的基本参数设置，在 .spec 文件或 Test Method 中指定。大部分属性在测量执行期间不可更改（例外：timing set 和 level set 可以在测量中切换）。

② Connections（连接）

指定仪器连接到哪些 DUT signal。通常有 pos（正极性）和 neg（负极性）两个连接端，支持单端（single-ended）和差分（differential）两种接法。

③ Sets（参数集）

把相关属性打包成一个"集"，用于批量切换。最常用的是：

Timing set：一组时序参数，可在测量中快速切换
Level set：一组电平参数，可在测量中快速切换

④ Options（选项）

声明可选的硬件资源或特殊能力的使用。帮助 SmarTest 在 bind 时做硬件资源优化。

4.4 Derived Properties（派生属性）

部分仪器属性无法直接在程序中指定，而是 SmarTest 在 bind 时根据硬件情况计算出来的结果（例如：RF 分路器的实际衰减量）。

这些派生属性可以在 Test Method 的 execute() 方法中，通过 Device Test API 查询，用于精确的 pass/fail 判断或数据记录。

五、模块化设计：SmarTest 的工程哲学

DUT board description 和 Measurement specification 的模块化设计，体现了 SmarTest 一贯的工程哲学：每个信息点只存在于一处，需要时引用，不需要时不复制。

模块化的实际收益

场景	模块化的好处
更换 DUT board	只改 `.dbd`，其余所有文件不动
调整测试 site 数量	只改 `.dbd` 中的 `sites=`，spec/pattern 不动
不同测试共享电平设置	LevelSetup.spec 被多个主 spec import
多人协作	timing、level、wavetable 各自独立文件
版本控制	文件粒度细，diff 清晰
复用 IP 核测试	IP spec 文件整体复用到新产品项目

Fully Qualified Names（全限定名）

SmarTest 中所有 Setup File 用**全限定名（Fully Qualified Name）**来引用，格式是从 source folder 开始的相对路径，以 . 分隔，省略扩展名：

复制代码

# 文件路径
<project>/src/common/mainSpecs/DpsOn.spec

# 对应的全限定名
common.mainSpecs.DpsOn

# 在另一个 spec 文件中 import
import common.mainSpecs.DpsOn;

对于 testflow 中执行的组件（test suite、testflow）：全限定名是调用链的层级路径：

复制代码

# 主流调用 tf3，tf3 调用 tf1，tf1 包含 setupSuite
Main.tf3.tf1.setupSuite

六、Collaborative Development：团队协作的实践建议

Advantest 建议的协作开发模式：

按职责分文件：timing 工程师维护 timing spec，电路工程师维护 level spec，各自独立不冲突
用引用而非复制：共享文件放一处，其他地方用 import 引用
配合版本控制：所有 SmarTest 配置文件都是纯文本，天然适合 Git/SVN
Testbed Project 模式：为每个 IP 核建立独立 testbed 项目，开发成熟后引用到产品级项目
SmarTest Build Path：通过 "New SmarTest Project Link" 将 IP testbed 挂接到产品项目，不需要复制文件

总结

文件	关注点	不包含	可被覆盖
DUT board description (`.dbd`)	物理连接（signal↔pogo pin）、site 数	仪器参数、向量	否（整个程序统一用一份）
Measurement specification (`.spec`)	仪器配置（参数、timing、level）、signal 分组	向量、Operating Sequence、DUT board 信息	是（可在运行时被 Test Method 覆盖）

下一篇将深入 Timing 规格与 X-Mode，讲清楚 SmarTest 如何用时序参数控制数字信号的精确时序------这是数字测试工程师最需要掌握的核心知识。

【芯片测试】：3. DUT Board Description 与 Measurement Specification 详解

DUT Board Description 与 Measurement Specification 详解

前言

一、Pin 与 Signal：物理与逻辑的分离

Pin（管脚）

Signal（信号）

二、DUT Board Description（.dbd）

2.1 它描述什么

2.2 文件格式示例

2.3 与 Multisite 测试的关系

2.4 Default Specification Settings

2.5 使用限制与注意事项

三、Measurement Specification（.spec）

3.1 它描述什么

3.2 Spec 与 DUT Board 的解耦

3.3 模块化 Spec：import 机制

3.4 可在运行时被覆盖

四、仪器（Instrument）：硬件抽象层

4.1 仪器的本质

4.2 SmarTest 内置的特殊仪器

4.3 仪器的四个配置要素

4.4 Derived Properties（派生属性）

五、模块化设计：SmarTest 的工程哲学

模块化的实际收益

Fully Qualified Names（全限定名）

六、Collaborative Development：团队协作的实践建议

总结

二、DUT Board Description（`.dbd`）

三、Measurement Specification（`.spec`）