- 1 -
基于 AD9954的模拟信号发生模块的设计
徐飞乾，王琴
上海交通大学微电子学院，上海（200052）
摘 要：AD9954是 ADI公司生产的所采用 DDS技术的芯片，现介绍基于 AD9954的针对
一专用集成电路数字测试仪（ATE）的模拟信号激励发生模块的方案，与另一模拟信号处理
模块一起组成该数字测试机（ATE）的混合信号处理单元，可提升该机型由原单一数字测试
能力到提供模拟 IC测试能的数模混合测试仪。
关键词：DDS（直接数字频率合机），ATE（自动测试设备），AD9954
1．引言
数模混合集成电路的测试时，往往会需要模拟激励信号来提供给被测试的信号。不同
功能的集成电路对于该信号有着不同的要求，对于一台通用的集成电路测试仪，如何尽可能
多的提供各类所需要求的信号和操作使用，是这台测试设备的性能的表现[1]。本文介绍一种
采用 DDS的电路的数字集成电路测试仪的模拟信号发生模块，它可以提供可调频调相的单
一正弦和通过对内部 RAM数字的修改来达到各种型状的激励波型的输出，尽可能多的满足
一些模拟芯片测试的激励信号的要求。
2．需改造数字测试系统的架构简单介绍
a.系统硬件介绍，该测试系统是日本 V777 系统[2]，下图 1 是它的硬件框架，它有两部
分组成，一部分为测试主体，主要提供整个测试系统电源电压的支持，因此它需要的体积和
重量比较大，不大合适于集成到测试头上去。另一部分为测试头部分，它是测试系统的 I/O
通道的工作电路，它的体积和重量比较轻巧，可以方便的放置于 PROBER或 HANDLE上方，
使测试单元与测量电路可最短线的连接，一个测试头中有很多完全相同的测量单元，每个测
量单元分别进行将一部分的 I/O通道测量。
- 2 -
本模块将是工作于测试头中，与原有的测量工作单元直接互换，它将充分利用原有的接
口电路，与原先数字模块的不同的是功能处理与提供的信号。所以该模块基本上对该测试系
统其它的部分没有影响。
b. 系统软件介绍：图 2 为该测试机控制系统的简单软件流程。它的软件构成主要由操
件界面部分，提供给测试工程师和设备操作工，调用测试程序与查看测试状态；应用软件部
分，主要提供一些协助软件，例如测试结果的统计，测试数值的分析，它的独立的也是主要
为了降低操作控制软件的复杂度；测试程序，将是由测试工作师根据测试要求编写。是测试
系统中主要工作单元；硬件控制部分，该部分将上述的各种操作转化为对硬件的操作，这是
这个系统中最为复杂的部分，整个系统的稳定性，速度，系统硬件的支持都与它有关，它也
是本模块设计中需要改动最大的部分；接口板设备驱动，主要是提供对测试系统硬件总线的
控制，基本上不需要做什么改动，除非电路接口板有所更改。
3．模块的设计
DDS电路的设计和主要工作芯片的介绍
AD9954 是采用先进的 DDS技术设计的专用 DDS集成电路[3]，它的主要技术特点有：
内置 400M 时钟，也可采用外接的时钟，内部有 4-20 倍的可控锁相环电路；相位与幅度可
编程；有 32 位的频率转换字；采用用串行 I/O 控制；可自动线性与非线性扫频，内部集成
1024 X 32位的 RAM；支持大多数 5V数字电路的输出输入控制 [4~5]。
基于 AD9954的模拟模块的设计与原有测试系统的更改
通过对原测试系统的介绍
可以确定该模块需要更改的部分，硬件上将需要重新设计工作模块，但对硬件系统的其
它部分如控制、数据接口，电源部分不需要更改。以尽可能适应原系统的接口系统。软件部
分将需要更改整个软件系统，主要需要修改的有软件内部的初始化，加入新的模块处理部分
的软件，提供该模块的调试界面程序和提供该模块的工作函数接口，以便测试工程师的测试
程序中的编写与调用。
下面介绍一下新的模块所需要设计部分的介绍。
- 3 -
a. 由于它与原有数字测量通道是完全不用的功能模块，图 3是它重新设计的工作原理图，
在测试头系统的总线控制下，对 AD9954接口和外围电路的控制，来达到 AD9954电路
的正常工作，而后通过低通滤波电路和放大电路，对输出信号进行处理；再通过输入
输出电路的控制，来达到输出给最终用户。并且硬件上在 PCB 板子的设计制作过程，
需要更加充分的考虑其它模块带来的数字噪声和时钟信号的处理。
b. 软件部分，主要是在原控制系统的软件上增加新模块的处理，该系统工作于WINDOWS
下，以 VC和 NTDDK为主要开发工具。软件上主要是修改系统的初始化和硬件维护部
分，硬件驱动的软件设计，提供给外部应用程序的调用接口与提供给测试工程师的函
数接口和相对应的使用手册。
模块的测试
模块的测试也将根据硬件框架与软件框架分两大部分。硬件部分将在控制软件的控制
下，提供一系列的状态信号，通过外接失真仪、频谱分析仪、示波器等仪器对信号的完整性
与性噪比的测量。软件部分将通过对主控程序的工作状态分析，实际工作状态的应用等来进
行分析与调试。
4．结束语
高性能 DDS芯片 AD9954由于它有多种工作方式，可方便产生各种测试激励波。这优
点可用于自动化测试设备的功能模块设计。目前该模块己设计完毕，各指标经测试基本符合
要求，现正与最终测试应用厂家作软件与硬件的商业修正完善。
参考文献
[1] 布什内尔（Bushnell,M。L。）等著 超大规模集成电路测试-数字、存储器和混合信号系统 北京：电
子工业出版社，2005
[2] 日本 VTT株式会社 VTT INC. 大规模集成电路测试仪 V777系统介绍 公司内部资料。
[3] 电子质量:ADI 公司推出新系列直接数字频率合成器;电子质量 2003 年 2 期,国际标准刊号:ISSN
1003-0107
[4] 袁雪莲 冯伟:基于 AD9954 信号发生器的设计:信息技术 2006 年 30 卷 12 期 国际标准刊号:ISSN
1009-2552
[5] 赵艳朝 江修富 许斌 周东,基于 AD9954实现多种调制信号平台:国外电子测量技术,2006年 25卷 6期,
国际标准刊号:ISSN 1002-8978
- 4 -
Design of Analog building operation by AD9954 on ATE
Xu Feiqian, Wang Qin
Shanghai Jiao Tong University School of Microelectronics，Shanghai （200052）
Abstract
This paper introduces the design of the analog building operation by AD9954 on ATE(automated test
equipment),with another DSP operation,this operation can update the Digital ATE system to Mixed
ATE support this ATE system can worked on mined-signal IC test and measurement.
Keywords: DDS, ATE, AD9954
<<
/ASCII85EncodePages false
/AllowTransparency false
/AutoPositionEPSFiles true
/AutoRotatePages /All
/Binding /Left
/CalGrayProfile (Dot Gain 20%)
/CalRGBProfile (sRGB )
/CalCMYKProfile (. Web Coated \050SWOP\051 v2)
/sRGBProfile (sRGB )
/CannotEmbedFontPolicy /Warning
/CompatibilityLevel
/CompressObjects /Tags
/CompressPages true
/ConvertImagesToIndexed true
/PassThroughJPEGImages true
/CreateJDFFile false
/CreateJobTicket false
/DefaultRenderingIntent /Default
/DetectBlends true
/ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged
/DoThumbnails false
/EmbedAllFonts true
/EmbedJobOptions true
/DSCReportingLevel 0
/EmitDSCWarnings false
/EndPage -1
/ImageMemory 1048576
/LockDistillerParams false
/MaxSubsetPct 100
/Optimize true
/OPM 1
/ParseDSCComments true
/ParseDSCCommentsForDocInfo true
/PreserveCopyPage true
/PreserveEPSInfo true
/PreserveHalftoneInfo false
/PreserveOPIComments false
/PreserveOverprintSettings true
/StartPage 1
/SubsetFonts true
/TransferFunctionInfo /Apply
/UCRandBGInfo /Preserve
/UsePrologue false
/ColorSettingsFile ()
/AlwaysEmbed [ true
]
/NeverEmbed [ true
]
/AntiAliasColorImages false
/DownsampleColorImages true
/ColorImageDownsampleType /Bicubic
/ColorImageResolution 300
/ColorImageDepth -1
/ColorImageDownsampleThreshold
/EncodeColorImages true
/ColorImageFilter /DCTEncode
/AutoFilterColorImages true
/ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG
/ColorACSImageDict <<
/QFactor
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/ColorImageDict <<
/QFactor
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000ColorACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000ColorImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasGrayImages false
/DownsampleGrayImages true
/GrayImageDownsampleType /Bicubic
/GrayImageResolution 300
/GrayImageDepth -1
/GrayImageDownsampleThreshold
/EncodeGrayImages true
/GrayImageFilter /DCTEncode
/AutoFilterGrayImages true
/GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG
/GrayACSImageDict <<
/QFactor
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/GrayImageDict <<
/QFactor
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000GrayACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000GrayImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasMonoImages false
/DownsampleMonoImages true
/MonoImageDownsampleType /Bicubic
/MonoImageResolution 1200
/MonoImageDepth -1
/MonoImageDownsampleThreshold
/EncodeMonoImages true
/MonoImageFilter /CCITTFaxEncode
/MonoImageDict <<
/K -1
>>
/AllowPSXObjects false
/PDFX1aCheck false
/PDFX3Check false
/PDFXCompliantPDFOnly false
/PDFXNoTrimBoxError true
/PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [
]
/PDFXSetBleedBoxToMediaBox true
/PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [
]
/PDFXOutputIntentProfile ()
/PDFXOutputCondition ()
/PDFXRegistryName ()
/PDFXTrapped /Unknown
/Description <<
/FRA <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>
/ENU (Use these settings to create PDF documents with higher image resolution for improved printing quality. The PDF documents can be opened with Acrobat and Reader and later.)
/JPN <FEFF3053306e8a2d5b9a306f30019ad889e350cf5ea6753b50cf3092542b308000200050004400460020658766f830924f5c62103059308b3068304d306b4f7f75283057307e30593002537052376642306e753b8cea3092670059279650306b4fdd306430533068304c3067304d307e305930023053306e8a2d5b9a30674f5c62103057305f00200050004400460020658766f8306f0020004100630072006f0062006100740020304a30883073002000520065006100640065007200200035002e003000204ee5964d30678868793a3067304d307e30593002>
/DEU <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>
/PTB <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>
/DAN <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>
/NLD <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>
/ESP <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>
/SUO <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>
/ITA <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>
/NOR <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>
/SVE <FEFF0041006e007600e4006e00640020006400650020006800e4007200200069006e0073007400e4006c006c006e0069006e006700610072006e00610020006e00e40072002000640075002000760069006c006c00200073006b0061007000610020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e00740020006d006500640020006800f6006700720065002000620069006c0064007500700070006c00f60073006e0069006e00670020006f006300680020006400e40072006d006500640020006600e50020006200e400740074007200650020007500740073006b00720069006600740073006b00760061006c0069007400650074002e0020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e00740065006e0020006b0061006e002000f600700070006e006100730020006d006500640020004100630072006f0062006100740020006f00630068002000520065006100640065007200200035002e003000200065006c006c00650072002000730065006e006100720065002e>
>>
>> setdistillerparams
<<
/HWResolution [2400 2400]
/PageSize [ ]
>> setpagedevice
