CN117491847A - 一种集成电路芯片功能测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集成电路芯片功能测试系统及方法，涉及集成电路芯片测试技术领域，解决无法模拟仿真和准确分析集成电路芯片功能测试问题，其中电路仿真模拟方法通过电路模型构建模块、芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块实现模拟仿真测试芯片功能，不会对实际集成电路芯片造成损害，芯片功能逻辑分析模块采用时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型对测试数据进行分析，实现准确地测试分析出芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能，本发明大大提高了集成电路芯片功能测试的准确性，避免因为测试过程对实际集成电路芯片造成损害问题。

Description

一种集成电路芯片功能测试系统及方法

技术领域

本发明涉及集成电路芯片测试技术领域，且更具体地涉及一种集成电路芯片功能测试系统及方法。

背景技术

一种集成电路芯片功能测试系统及方法的作用是在生产过程中对集成电路芯片进行可靠性和功能的测试，以确保芯片质量符合规格要求。该系统由测试设备、控制器和计算机组成，通过对芯片进行各种信号输入输出的测试，检测其是否正常工作。该系统的原理是利用测试设备向待测芯片输入各种模拟或数字信号，并根据事先编写好的测试程序对输出结果进行分析和判断。在测试过程中，根据预先设定的参数和流程来自动化地完成测试操作，并将结果反馈给计算机进行记录和分析。通过这种方式可以高效地检测出芯片存在的问题，比如性能不佳、功耗偏高、稳定性差等问题，并及时采取相应措施予以解决。

现有技术中，集成电路芯片功能测试系统及方法存在很多弊端，一方面，集成电路芯片功能实际测试在进行一种功能测试后容易对后一种功能测试进行干扰，并且容易对实际集成电路芯片造成损害，不能模拟仿真集成电路芯片功能测试，另一方面，集成电路芯片功能测试测试后不能对测试数据进行智能分析，不能准确地测试分析出芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能，因此，本发明提出一种集成电路芯片功能测试系统及方法，旨在提供一种能够实现模拟仿真集成电路芯片功能测试，实现芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能的智能测试分析。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明公开一种集成电路芯片功能测试系统及方法，芯片功能测试模块通过电路模型构建模块、芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块模拟芯片内部时序逻辑电路和芯片接收不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号时的工作状态，实现同时测试芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能，解决不能模拟仿真对集成电路芯片功能测试问题，芯片功能逻辑分析模块采用时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型对测试数据进行分析，实现芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能分析，解决不能准确地测试分析出芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能问题。

本发明采用以下技术方案：

一种集成电路芯片功能测试系统包含包含测试信号集成生成与传输模块、测试数据集中采集模块、芯片功能测试模块、芯片功能测试分析模块和储存与可视化显示模块；

所述测试信号集成生成与传输模块采用数字信号产生芯片和串口无线通信网络生成和传输测试信号，所述测试信号至少包括不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号；

所述测试数据集中采集模块采用示波器、AD电流钳和频率测试仪器采集测试数据，所述测试数据至少包括电压、电流、输出时钟信号、反射信号和频率；

所述芯片功能测试模块用于仿真模拟芯片内部时序逻辑电路和芯片接收测试信号时的工作状态，实现芯片功能测试，所述芯片功能测试模块包括电路模型构建模块、芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块，所述电路模型构建模块的输出端分别与所述芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块的输入端连接，所述芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块并行连接；

所述芯片功能测试分析模块用于对测试数据进行分析，实现芯片功能测试分析，所述芯片功能测试分析模块包括时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型，所述时序状态机分析算法模型用于分析芯片的启动功能、复位功能和中断信号应答功能，所述波形频谱分析算法模型用于对测试数据进行波形和频谱分析后实现电路稳定功能测试分析；

所述储存与可视化显示模块采用云端储存服务器和可视化屏幕将测试数据和测试分析结果进行集中储存和展示；

所述测试信号集成生成与传输模块的输出端与所述芯片功能测试模块的输入端连接，所述芯片功能测试模块的输出端与所述测试数据集中采集模块的输入端连接，所述测试数据集中采集模块的输出端与所述芯片功能测试分析模块的输入端连接，所述芯片功能测试分析模块的输出端和测试数据集中采集模块的输出端与所述储存与可视化显示模块的输入端连接。

作为本发明进一步的技术方案，所述电路模型构建模块包括芯片建模单元、元器件库、电路拓扑结构生成单元、参数设置单元和仿真分析单元，所述芯片建模单元采用芯片电路仿真建模建立被测试芯片的集成电路模型，所述芯片电路仿真建模根据被测试芯片内部电路结构和逻辑单元之间的接口逻辑关系建立集成电路模型，所述元器件库至少包括电子元器件的电容、电感、电阻和晶体管，所述电路拓扑结构生成单元通过规则引擎自动生成集成电路模型的电路拓扑结构，所述规则引擎根据用户输入的电路图纸或设计要求自动生成电路拓扑结构中的元器件之间的连接关系和节点信息，所述参数设置单元通过端口属性协议初始化定义集成电路模型输入引脚的逻辑电平、输入时钟频率、输入数据的起始和结束序列，所述仿真分析单元根据待测试芯片样品确定被测试芯片内部电路结构和逻辑单元之间的接口逻辑关系，将集成电路模型划分为子系统，所述仿真分析单元采用单元测试和集成测试将子系统和芯片模型与实际应用场景相结合进行芯片性能验证，得到具有与待测芯片相同性能的集成电路模型。

作为本发明进一步的技术方案，所述芯片启动仿真测试模块通过时钟源和门电路仿真模拟将数据信号作用于被测试芯片的集成电路模型，实现触发集成电路模型启动和完成芯片启动测试，所述芯片复位仿真测试模块通过芯片引脚复位控制对系统复位信号的持续时间和复位方式进行控制，触发集成电路模型复位测试，所述芯片引脚复位控制通过复位控制程序在芯片内部实现逻辑复位控制，所述复位控制程序根据芯片的测试需求控制复位信号的持续时间和复位方式，所述复位方式包括单次复位和连续复位。

作为本发明进一步的实施例，所述芯片应答仿真测试模块采用串行通信协议将中断信号作用于集成电路模型，实现被测试芯片在中断信号作用下的响应测试，所述芯片电路稳定性仿真测试模块采用时序仿真约束控制方法将不同频率时钟信号作用于集成电路模型内部各个时序子电路进行仿真测试，所述时序仿真约束控制方法通过嵌入式时序约束协议设置时钟、输入延迟、输出延迟和最小脉宽对不同的时序子电路应用不同的限制条件，模拟复杂的芯片电路稳定性测试，实现更加全面和准确地评估芯片的稳定性能。

作为本发明进一步的实施例，所述时序状态机分析算法模型包括启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块，所述启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块并行连接，所述启动信号分析模块采用信号特性分析和时序延迟预测函数分析反射信号的频率、上升时间、下降时间和占空比，预测芯片启动状态的成功率，实现芯片启动能力测试分析，所述芯片启动状态的成功率计算公式为：

（1）

在公式（1）中，为芯片启动状态的成功率，/>为芯片启动响应时间，/>为反射信号的频率，/>为反射信号上升和下降的平均时间；

所述复位信号分析模块采用时序节点分析对集成电路模型的复位持续时间、上升时间、下降时间、复位方式和复位后反射信号状态进行节点集中分析，所述复位信号分析模块采用逻辑仿真函数根据时序节点分析结果进行逻辑运算得到芯片的复位损耗值，实现芯片复位能力测试分析，所述芯片的复位损耗值计算公式为：

（2）

在公式（2）中，为芯片的复位损耗值，/>为芯片复位时的电压，/>为芯片复位时的电流，/>为集成电路模型的复位持续时间、上升时间和下降时间的平均值；

所述中断信号应答分析模块采用开源数据分析根据测试数据分析中断响应时间和中断测试产生的反射信号得到中断响应时间分布曲线，所述开源数据分析采用滑动窗口函数分析中断响应时间分布曲线中的中断请求次数，获取中断请求频率，实现芯片中断响应性能测试分析，所述中断请求频率计算公式为：

（3）

在公式（3）中，为中断请求频率，/>为芯片在中断信号应答时的电压，/>为中断响应时间，/>为反射信号频率，/>为中断请求次数。

作为本发明进一步的实施例，所述波形频谱分析算法模型包括波形失真分析模块、频谱干扰分析模块和稳定性综合判断模块，所述波形失真分析模块采用波形峰值偏差分析输出时钟信号实际峰值与理论峰值之间的偏差，判断输出时钟信号存在失真问题，所述波形峰值偏差分析通过二次插值函数对输出时钟信号上升沿和下降沿进行二次插值，得到更精确的实际峰值，所述实际峰值与理论峰值比较，实现分析输出时钟信号的失真问题。

作为本发明进一步的实施例，所述频谱干扰分析模块采用傅里叶变换将输出时钟信号转换为频率域信号，所述频谱干扰分析模块采用频率偏移分析提取频率域信号的频谱特征，判断芯片输出时钟信号存在干扰和谐波频率问题，所述频率偏移分析通过时钟抖动判断对测试信号集成生成模块的不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号进行比较，得到不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量，进一步计算出实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数，所述频率偏移分析根据实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数判断芯片输出时钟信号存在干扰和谐波频率，所述不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量计算公式为：

（4）

在公式（4）中，为不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量，/>为不同频率时钟信号频率值，/>为芯片输出时钟信号频率，/>为示波器采集输出时钟信号的时间，/>为不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相位差值；

所述实际输出信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数计算公式为：

（5）

在公式（5）中，为实际输出时钟信号与预期基准频率之间的偏差因数，/>为输出时钟信号的基准频率，/>为预期基准频率，/>为实际输出时钟信号与预期基准信号周期误差。

作为本发明进一步的实施例，所述稳定性综合判断模块采用数学模型判断分析根据输出时钟信号的失真情况与输出时钟信号存在干扰和谐波频率情况进行综合分析和判断，实现芯片电路稳定功能分析，所述数学模型判断分析通过信号传递函数对时钟信号的失真情况和输出时钟信号存在干扰和谐波频率情况进行多项式拟合建立芯片稳定性模型，所述芯片稳定性模型通过稳态分析根据规格要求综合评估芯片电路的稳定性。

作为本发明进一步的实施例，一种集成电路芯片功能测试方法应用于所述一种集成电路芯片功能测试系统，所述方法包括如下步骤：

步骤一、采用数字信号产生芯片模拟生成稳定模拟测试信号，所述数字信号产生芯片通过可编程逻辑阵列调整数字信号产生芯片反馈回路实现对模拟测试信号的输出控制，所述可编程逻辑阵列根据输入参考时钟和用户设置的参数分析反馈回路中所需要的分频系数，所述数字信号产生芯片根据分频系数输出准确和稳定的模拟测试信号；

步骤二、所述串口通信网络将模拟测试信号传输至芯片功能测试模块，所述芯片功能测试模块通过电路模型构建模块建立和初始化被测试芯片的集成电路模型，所述芯片功能测试模块再通过芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块实现芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能测试；

步骤三、所述测试数据集中采集模块通过串口通信网络将采集测试数据传输至芯片功能测试分析模块；

步骤四、所述芯片功能测试分析模块通过时序状态机分析算法模型的启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块实现芯片的启动功能、复位功能和中断信号应答功能分析，所述芯片功能测试分析模块通过波形频谱分析算法模型的波形失真分析模块、频谱干扰分析模块和稳定性综合判断模块实现芯片的电路稳定功能分析；

步骤五，最后所述云端储存服务器和可视化屏幕将测试数据和测试分析结果进行集中储存和可视化展示。

本发明区别于现有技术的积极有益效果：

本发明公开一种集成电路芯片功能测试系统及方法，芯片功能测试模块通过电路模型构建模块、芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块仿真模拟芯片内部时序逻辑电路和芯片接收不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号时的工作状态，实现同时测试芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能，模拟仿真集成电路芯片功能测试，不会对实际集成电路芯片造成损害，芯片功能逻辑分析模块采用时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型对测试数据进行分析，实现芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能分析，准确地测试分析出芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1为本发明一种集成电路芯片功能测试系统的整体架构原理图；

图2为本发明一种集成电路芯片功能测试方法工作流程图；

图3为本发明所采用的芯片功能测试模块结构示意图；

图4为本发明所采用的时序状态机分析算法模型结构示意图；

图5为本发明所采用的波形频谱分析算法模型结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图5所示，一种集成电路芯片功能测试系统包含测试信号集成生成与传输模块、测试数据集中采集模块、芯片功能测试模块、芯片功能测试分析模块和储存与可视化显示模块；

所述测试信号集成生成与传输模块采用数字信号产生芯片和串口无线通信网络生成和传输测试信号，所述测试信号至少包括不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号；

所述测试数据集中采集模块采用示波器、AD电流钳和频率测试仪器采集测试数据，所述测试数据至少包括电压、电流、输出时钟信号、反射信号和频率；

所述芯片功能测试模块用于仿真模拟芯片内部时序逻辑电路和芯片接收测试信号时的工作状态，实现芯片功能测试，所述芯片功能测试模块包括电路模型构建模块、芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块，所述电路模型构建模块的输出端分别与所述芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块的输入端连接，所述芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块并行连接；

所述芯片功能测试分析模块用于对测试数据进行分析，实现芯片功能测试分析，所述芯片功能测试分析模块包括时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型，所述时序状态机分析算法模型用于分析芯片的启动功能、复位功能和中断信号应答功能，所述波形频谱分析算法模型用于对测试数据进行波形和频谱分析后实现电路稳定功能测试分析；

所述储存与可视化显示模块采用云端储存服务器和可视化屏幕将测试数据和测试分析结果进行集中储存和展示；

所述测试信号集成生成与传输模块的输出端与所述芯片功能测试模块的输入端连接，所述芯片功能测试模块的输出端与所述测试数据集中采集模块的输入端连接，所述测试数据集中采集模块的输出端与所述芯片功能测试分析模块的输入端连接，所述芯片功能测试分析模块的输出端和测试数据集中采集模块的输出端与所述储存与可视化显示模块的输入端连接。

本发明在实施过程中，首先测试信号集成生成与传输模块主要用于生成各种类型的测试信号，如不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号等，并将其传输给被测芯片。在实施过程中，需要根据被测芯片的特点和测试要求，选择合适的测试信号类型及参数，并通过编程或硬件电路实现信号的生成，之后测试信号集成生成与传输模块与被测芯片进行双向通信，包括发送控制命令、接收响应信息等。在实施过程中，需要根据被测芯片通信协议和接口规范，选择合适的通信方式（如SPI、I2C等），并通过编程或硬件电路实现通信功能，然后芯片功能测试模块主要用于对被测芯片的各项功能进行测试，包括测试芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能等。在实施过程中，需要根据被测芯片的设计文档和规格书，选择合适的测试方案，并通过编程或硬件电路实现测试功能，测试数据集中采集模块用于采集被测芯片输出的信号，并将其转换为数字信号进行处理和分析。在实施过程中，需要根据被测芯片输出信号的特点和测试要求，选择合适的采样率、采样精度等参数，并通过编程或硬件电路实现数据采集，之后芯片功能测试模块主要用于对被测芯片的各项功能进行测试，包括芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能等。在实施过程中，需要根据被测芯片的设计文档和规格书，选择合适的测试方案，并通过编程或硬件电路实现测试功能，最后储存与可视化显示模块储存测试数据和结果，并将其可视化显示。在实施过程中，需要根据测试要求和数据量大小，选择合适的数据储存方式（如数据库、文件等），并通过编程或软件工具实现数据处理和可视化显示功能。

在进一步的实施例中，所述电路模型构建模块包括芯片建模单元、元器件库、电路拓扑结构生成单元、参数设置单元和仿真分析单元，所述芯片建模单元采用芯片电路仿真建模建立被测试芯片的集成电路模型，所述芯片电路仿真建模根据被测试芯片内部电路结构和逻辑单元之间的接口逻辑关系建立集成电路模型，所述元器件库至少包括电子元器件的电容、电感、电阻和晶体管，所述电路拓扑结构生成单元通过规则引擎自动生成集成电路模型的电路拓扑结构，所述规则引擎根据用户输入的电路图纸或设计要求自动生成电路拓扑结构中的元器件之间的连接关系和节点信息，所述参数设置单元通过端口属性协议初始化定义集成电路模型输入引脚的逻辑电平、输入时钟频率、输入数据的起始和结束序列，所述仿真分析单元根据待测试芯片样品确定被测试芯片内部电路结构和逻辑单元之间的接口逻辑关系，将集成电路模型划分为子系统，所述仿真分析单元采用单元测试和集成测试将子系统和芯片模型与实际应用场景相结合进行芯片性能验证，得到具有与待测芯片相同性能的集成电路模型。

在进一步的实施例中，所述芯片启动仿真测试模块通过时钟源和门电路仿真模拟将数据信号作用于被测试芯片的集成电路模型，实现触发集成电路模型启动和完成芯片启动测试，所述芯片复位仿真测试模块通过芯片引脚复位控制对系统复位信号的持续时间和复位方式进行控制，触发集成电路模型复位测试，所述芯片引脚复位控制通过复位控制程序在芯片内部实现逻辑复位控制，所述复位控制程序根据芯片的测试需求控制复位信号的持续时间和复位方式，所述复位方式包括单次复位和连续复位。

在进一步的实施例中，所述芯片应答仿真测试模块采用串行通信协议将中断信号作用于集成电路模型，实现被测试芯片在中断信号作用下的响应测试，所述芯片电路稳定性仿真测试模块采用时序仿真约束控制方法将不同频率时钟信号作用于集成电路模型内部各个时序子电路进行仿真测试，所述时序仿真约束控制方法通过嵌入式时序约束协议设置时钟、输入延迟、输出延迟和最小脉宽对不同的时序子电路应用不同的限制条件，模拟复杂的芯片电路稳定性测试，实现更加全面和准确地评估芯片的稳定性能。

在具体实施例中，芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块都是集成电路芯片功能测试系统中的重要模块，它们的作用分别如下：芯片启动仿真测试模块：该模块主要用于验证被测芯片在上电后能否正常启动并进入工作状态。在实施过程中，需要通过编程或硬件电路实现对被测芯片上电信号的产生和控制，并检测被测芯片是否按照预期进行启动。芯片复位仿真测试模块：该模块主要用于验证被测芯片在接收到复位信号后能否正常重置内部状态，并进入初始状态。在实施过程中，需要通过编程或硬件电路实现对被测芯片复位信号的产生和控制，并检测被测芯片是否按照预期进行复位。芯片应答仿真测试模块：该模块主要用于验证被测芯片对外部输入信号的响应能力，包括输入端口数据的正确读取和处理等。在实施过程中，需要通过编程或硬件电路实现对被测芯片输入信号的产生和控制，并检测被测芯片是否按照预期进行响应。芯片电路稳定性仿真测试模块：该模块主要用于验证被测芯片在长时间运行过程中的电路稳定性和可靠性。在实施过程中，需要通过编程或硬件电路实现对被测芯片的长时间运行和数据采集，并分析数据以确定芯片的电路稳定性和可靠性。综上所述，这些测试模拟单元都是集成电路芯片功能测试系统中必不可少的模块，它们能够帮助工程师对被测芯片进行全面、准确的测试，确保其能够正常工作并满足设计要求。

在进一步的实施例中，所述时序状态机分析算法模型包括启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块，所述启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块并行连接，所述启动信号分析模块采用信号特性分析和时序延迟预测函数分析反射信号的频率、上升时间、下降时间和占空比，预测芯片启动状态的成功率，实现芯片启动能力测试分析，所述芯片启动状态的成功率计算公式为：

（1）

在公式（1）中，为芯片启动状态的成功率，/>为芯片启动响应时间，/>为反射信号的频率，/>为反射信号上升和下降的平均时间；

所述复位信号分析模块采用时序节点分析对集成电路模型的复位持续时间、上升时间、下降时间、复位方式和复位后反射信号状态进行节点集中分析，所述复位信号分析模块采用逻辑仿真函数根据时序节点分析结果进行逻辑运算得到芯片的复位损耗值，实现芯片复位能力测试分析，所述芯片的复位损耗值计算公式为：

（2）

在公式（2）中，为芯片的复位损耗值，/>为芯片复位时的电压，/>为芯片复位时的电流，/>为集成电路模型的复位持续时间、上升时间和下降时间的平均值；

所述中断信号应答分析模块采用开源数据分析根据测试数据分析中断响应时间和中断测试产生的反射信号得到中断响应时间分布曲线，所述开源数据分析采用滑动窗口函数分析中断响应时间分布曲线中的中断请求次数，获取中断请求频率，实现芯片中断响应性能测试分析，所述中断请求频率计算公式为：

（3）

在公式（3）中，为中断请求频率，/>为芯片在中断信号应答时的电压，/>为中断响应时间，/>为反射信号频率，/>为中断请求次数。

在具体实施例中，可以构建时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型的应用平台，该平台工作过程中，可以搭建硬件平台，比如通过构建以下部件进行处理：信号发生器、示波器、逻辑分析仪、模拟输入/输出卡、数据采集卡、控制电路和计算机系统，以下是更加详细的实施方式的说明：

信号发生器：用于产生各种类型的信号，包括时钟信号、数字信号、模拟信号等。

示波器：用于对被测芯片输出端口产生的电压或电流进行观测和分析。

模拟输入/输出卡：用于产生模拟输入信号或采集模拟输出信号，并将其转换为数字信号进行处理。

数据采集卡：用于对被测芯片输出端口产生的数字信号进行采集和存储，并将其传输到计算机上进行后续处理。

控制电路：包括时钟控制电路、复位控制电路等，用于控制被测芯片的启动、复位和运行过程中的各个阶段。

计算机系统：作为测试平台的核心部件，负责对被测芯片进行控制和数据处理，并提供用户友好的界面来显示测试结果和分析报告。

综上所述，构建时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型的应用平台需要搭建相应的硬件平台，以实现对被测芯片的全面测试和数据采集。不同类型的被测芯片可能需要不同的硬件部件组合，具体情况需要根据实际需求进行选择。

启动信号分析模块：负责对被测芯片启动过程中产生的各个时序信号进行监测和分析，以确定各个部件是否按照预期进行初始化，并且没有出现异常情况。该模块可以检测芯片的主频、倍频器、PLL等关键部件的工作状态，以及各个外设接口是否正确响应。芯片启动状态的成功率是指在芯片上电后，能够正常完成启动流程并进入工作状态的概率。该指标对于芯片设计和生产至关重要，因为它直接影响到产品质量和用户体验，芯片启动状态的成功率越大，芯片的芯片启动能力越好。

复位信号分析模块：负责对被测芯片在复位过程中产生的各个时序信号进行监测和分析，以确定芯片是否能够正常地从复位状态进入工作状态。该模块可以检测复位电路的设计是否合理，并验证复位时序是否符合规范。复位损耗值是衡量芯片电路设计是否合理的重要指标之一。如果复位过程中能量损失过大，就会导致芯片无法正常工作或者出现异常情况，从而影响到整个系统的稳定性和可靠性。因此，在电路设计过程中需要充分考虑到复位损耗值，并采用合理的电路设计方案来降低能量损失。复位损耗值越大芯片复位能力越弱。

中断信号应答分析模块：负责对被测芯片在接收到中断请求后产生的各个时序信号进行监测和分析，以确定中断请求是否能够正确地被响应，并且处理器能够跳转到相应的中断服务程序中执行。该模块可以检测中断请求电路的设计是否合理，并验证中断响应时序是否符合规范。综上所述，启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块是时序状态机分析算法模型的重要组成部分，它们能够有效地对被测芯片进行故障诊断和测试，提高测试效率和准确性。中断请求频率与系统性能密切相关。当中断请求频率过高时，芯片会花费大量时间来处理中断请求，从而降低了芯片的处理能力和系统的整体性能。因此，在设计系统时需要根据具体应用场景来合理设置中断请求频率，以达到最佳的性能表现。时序状态机分析算法模型根据开源数据分析得到中断请求频率统计表如表1所示： （1）

在公式（1）中，为芯片启动状态的成功率，/>为芯片启动响应时间，/>为反射信号的频率，/>为反射信号上升和下降的平均时间；

所述复位信号分析模块采用时序节点分析对集成电路模型的复位持续时间、上升时间、下降时间、复位方式和复位后反射信号状态进行节点集中分析，所述复位信号分析模块采用逻辑仿真函数根据时序节点分析结果进行逻辑运算得到芯片的复位损耗值，实现芯片复位能力测试分析，所述芯片的复位损耗值计算公式为：

（2）

在公式（2）中，为芯片的复位损耗值，/>为芯片复位时的电压，/>为芯片复位时的电流，/>为集成电路模型的复位持续时间、上升时间和下降时间的平均值；

所述中断信号应答分析模块采用开源数据分析根据测试数据分析中断响应时间和中断测试产生的反射信号得到中断响应时间分布曲线，所述开源数据分析采用滑动窗口函数分析中断响应时间分布曲线中的中断请求次数，获取中断请求频率，实现芯片中断响应性能测试分析，所述中断请求频率计算公式为：

（3）

在公式（3）中，为中断请求频率，/>为芯片在中断信号应答时的电压，/>为中断响应时间，/>为反射信号频率，/>为中断请求次数。

在具体实施例中，可以构建时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型的应用平台，该平台工作过程中，可以搭建硬件平台，比如通过构建以下部件进行处理：信号发生器、示波器、逻辑分析仪、模拟输入/输出卡、数据采集卡、控制电路和计算机系统，以下是更加详细的实施方式的说明：

信号发生器：用于产生各种类型的信号，包括时钟信号、数字信号、模拟信号等。

示波器：用于对被测芯片输出端口产生的电压或电流进行观测和分析。

模拟输入/输出卡：用于产生模拟输入信号或采集模拟输出信号，并将其转换为数字信号进行处理。

数据采集卡：用于对被测芯片输出端口产生的数字信号进行采集和存储，并将其传输到计算机上进行后续处理。

控制电路：包括时钟控制电路、复位控制电路等，用于控制被测芯片的启动、复位和运行过程中的各个阶段。

计算机系统：作为测试平台的核心部件，负责对被测芯片进行控制和数据处理，并提供用户友好的界面来显示测试结果和分析报告。

综上所述，构建时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型的应用平台需要搭建相应的硬件平台，以实现对被测芯片的全面测试和数据采集。不同类型的被测芯片可能需要不同的硬件部件组合，具体情况需要根据实际需求进行选择。

启动信号分析模块：负责对被测芯片启动过程中产生的各个时序信号进行监测和分析，以确定各个部件是否按照预期进行初始化，并且没有出现异常情况。该模块可以检测芯片的主频、倍频器、PLL等关键部件的工作状态，以及各个外设接口是否正确响应。芯片启动状态的成功率是指在芯片上电后，能够正常完成启动流程并进入工作状态的概率。该指标对于芯片设计和生产至关重要，因为它直接影响到产品质量和用户体验，芯片启动状态的成功率越大，芯片的芯片启动能力越好。

复位信号分析模块：负责对被测芯片在复位过程中产生的各个时序信号进行监测和分析，以确定芯片是否能够正常地从复位状态进入工作状态。该模块可以检测复位电路的设计是否合理，并验证复位时序是否符合规范。复位损耗值是衡量芯片电路设计是否合理的重要指标之一。如果复位过程中能量损失过大，就会导致芯片无法正常工作或者出现异常情况，从而影响到整个系统的稳定性和可靠性。因此，在电路设计过程中需要充分考虑到复位损耗值，并采用合理的电路设计方案来降低能量损失。复位损耗值越大芯片复位能力越弱。

中断信号应答分析模块：负责对被测芯片在接收到中断请求后产生的各个时序信号进行监测和分析，以确定中断请求是否能够正确地被响应，并且处理器能够跳转到相应的中断服务程序中执行。该模块可以检测中断请求电路的设计是否合理，并验证中断响应时序是否符合规范。综上所述，启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块是时序状态机分析算法模型的重要组成部分，它们能够有效地对被测芯片进行故障诊断和测试，提高测试效率和准确性。中断请求频率与系统性能密切相关。当中断请求频率过高时，芯片会花费大量时间来处理中断请求，从而降低了芯片的处理能力和系统的整体性能。因此，在设计系统时需要根据具体应用场景来合理设置中断请求频率，以达到最佳的性能表现。时序状态机分析算法模型根据开源数据分析得到中断请求频率统计表如表1所示：

如表1所示，设置四个测试组，采用两种方法分别计算中断请求频率，方法1引入相应的补偿网络，利用其特性来抵消由于中断信号变化引起的参数变化，得到中断请求频率，方法2为时序状态机分析算法模型根据开源数据分析得到中断请求频率，方法1的误差大于方法2的误差，可知时序状态机分析算法模型根据开源数据分析得到中断请求频率具有突出的技术效果。

在进一步的实施例中，所述波形频谱分析算法模型包括波形失真分析模块、频谱干扰分析模块和稳定性综合判断模块，所述波形失真分析模块采用波形峰值偏差分析输出时钟信号实际峰值与理论峰值之间的偏差，判断输出时钟信号存在失真问题，所述波形峰值偏差分析通过二次插值函数对输出时钟信号上升沿和下降沿进行二次插值，得到更精确的实际峰值，所述实际峰值与理论峰值比较，实现分析输出时钟信号的失真问题。

在进一步的实施例中，所述频谱干扰分析模块采用傅里叶变换将输出时钟信号转换为频率域信号，所述频谱干扰分析模块采用频率偏移分析提取频率域信号的频谱特征，判断芯片输出时钟信号存在干扰和谐波频率问题，所述频率偏移分析通过时钟抖动判断对测试信号集成生成模块的不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号进行比较，得到不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量，进一步计算出实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数，所述频率偏移分析根据实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数判断芯片输出时钟信号存在干扰和谐波频率，所述不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量计算公式为：

（4）

在公式（4）中，为不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量，/>为不同频率时钟信号频率值，/>为芯片输出时钟信号频率，/>为示波器采集输出时钟信号的时间，/>为不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相位差值；

所述实际输出信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数计算公式为：

（5）

在公式（5）中，为实际输出时钟信号与预期基准频率之间的偏差因数，/>为输出时钟信号的基准频率，/>为预期基准频率，/>为实际输出时钟信号与预期基准信号周期误差。

在进一步的实施例中，所述稳定性综合判断模块采用数学模型判断分析根据输出时钟信号的失真情况与输出时钟信号存在干扰和谐波频率情况进行综合分析和判断，实现芯片电路稳定功能分析，所述数学模型判断分析通过信号传递函数对时钟信号的失真情况和输出时钟信号存在干扰和谐波频率情况进行多项式拟合建立芯片稳定性模型，所述芯片稳定性模型通过稳态分析根据规格要求综合评估芯片电路的稳定性。

在具体实施例中，波形频谱分析算法是一种电路稳定性分析方法，主要通过对电路测试数据进行波形和频谱分析，以判断电路的稳定性。具体来说，该算法包括以下三个模块：波形失真分析模块：该模块主要用于对电路测试数据进行波形分析，包括获取信号的振幅、周期、上升时间、下降时间等参数。通过比较不同时刻的波形图，可以判断电路是否存在异常情况（如振荡、噪声等）。频谱干扰分析模块：该模块主要用于对电路测试数据进行频谱分析，包括获取信号的频率成分、幅值等参数。通过比较不同频率下的幅值变化情况，可以判断电路是否存在共振或者衰减等问题。稳定性综合判断模块：该模块主要用于根据波形和频谱分析结果来判断电路的稳定性。根据实际需求，可以设置不同的阈值和规则来进行结果判断，并给出相应的提示或报警信息。

波形失真分析模块是波形频谱分析算法中的一个重要模块，用于对电路测试数据进行波形分析。在该模块中，采用了波形峰值偏差分析方法来判断输出时钟信号是否存在失真问题。具体来说，该方法主要包括以下几个步骤：对输出时钟信号进行采样，并获取其上升沿和下降沿的位置信息。对上升沿和下降沿位置之间的波形进行二次插值，得到更加精确的实际峰值。二次插值函数可以通过已知点的坐标（如上升沿、下降沿位置和对应的幅值）计算出一个二次函数，在各自区间内进行曲线拟合，从而得到更加准确的峰值位置,将实际峰值与理论峰值进行比较，得到它们之间的偏差。理论峰值是根据电路设计参数计算出来的预期峰值，而实际峰值则是通过波形失真分析模块获得的真实数值。如果两者之间存在较大偏差，则说明输出时钟信号存在失真问题。

频谱干扰分析模块可以将时域信号转换为频域信号，进而对信号进行分析和处理。在该模块中，采用了傅里叶变换来将输出时钟信号转换为频率域信号，并通过频率偏移分析提取其频谱特征，从而判断芯片输出时钟信号是否存在干扰和谐波频率问题。具体来说，该方法主要包括以下几个步骤：对输出时钟信号进行采样，并利用傅里叶变换算法将其转换为频率域信号。傅里叶变换是一种广泛应用的数学工具，能够将连续或离散的周期函数分解成不同正弦和余弦函数的线性组合。对所得到的频率域信号进行频率偏移分析，提取其中的干扰和谐波频率信息。这些信息可以反映出芯片输出时钟信号在不同频段上的特征。通过时钟抖动判断对测试信号集成生成模块的不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号进行比较，得到不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量。时钟抖动是指时钟信号在短时间内的不稳定性，可能会导致芯片输出时钟信号的失真和干扰。进一步计算出实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数，并根据该偏差因数来判断芯片输出时钟信号是否存在干扰和谐波频率问题。如果偏差因数较大，则说明芯片输出时钟信号存在明显的干扰和谐波频率问题。其中所述偏差因数计算统计表如表2所示：

如表2所示，设置四个测试组，采用两种方法对偏差因数计算，方法3采用K近邻算法计算每个数据点与其他数据点之间的距离或相似性来确定偏差因数，方法4为波形频谱分析算法模型通过频率偏移分析提取频率域信号的频谱特征计算出实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数，方法3的误差大于方法4的误差，可知本发明波形频谱分析算法模型通过频率偏移分析计算出实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数具有突出的技术效果。

在进一步的实施例中，一种集成电路芯片功能测试方法应用于所述一种集成电路芯片功能测试系统，所述方法包括如下步骤：

步骤一、采用数字信号产生芯片模拟生成稳定模拟测试信号，所述数字信号产生芯片通过可编程逻辑阵列调整数字信号产生芯片反馈回路实现对模拟测试信号的输出控制，所述可编程逻辑阵列根据输入参考时钟和用户设置的参数分析反馈回路中所需要的分频系数，所述数字信号产生芯片根据分频系数输出准确和稳定的模拟测试信号；

步骤二、所述串口通信网络将模拟测试信号传输至芯片功能测试模块，所述芯片功能测试模块通过电路模型构建模块建立和初始化被测试芯片的集成电路模型，所述芯片功能测试模块再通过芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块实现芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能测试；

步骤三、所述测试数据集中采集模块通过串口通信网络将采集测试数据传输至芯片功能测试分析模块；

步骤四、所述芯片功能测试分析模块通过时序状态机分析算法模型的启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块实现芯片的启动功能、复位功能和中断信号应答功能分析，所述芯片功能测试分析模块通过波形频谱分析算法模型的波形失真分析模块、频谱干扰分析模块和稳定性综合判断模块实现芯片的电路稳定功能分析；

步骤五，最后所述云端储存服务器和可视化屏幕将测试数据和测试分析结果进行集中储存和可视化展示。

在具体实施例中，数字信号产生芯片通过可编程逻辑阵列调整反馈回路中的分频系数，实现对输出不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号的控制。可编程逻辑阵列根据输入参考时钟和用户设置的参数，对反馈回路中所需要的分频系数进行分析，并将计算结果应用到反馈回路中，从而实现对输出信号频率的精确控制。数字信号产生芯片生成模拟测试信号时，需要考虑多种因素，如输出波形形状、幅度、相位等。为了使得测试信号能够准确稳定地输出，可编程逻辑阵列会根据用户设置的参数和输入参考时钟来计算出所需的分频系数，并将其应用到反馈回路中。这样可以保证数字信号产生芯片输出的模拟测试信号具有更高的准确性和稳定性。总之，数字信号产生芯片通过可编程逻辑阵列调整反馈回路中的分频系数来实现对输出不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号的控制，并且可以根据用户设置和输入参考时钟来生成准确稳定的模拟测试信号。

云端储存服务器和可视化屏幕是测试系统中非常重要的两个组成部分，它们可以将测试数据和测试分析结果进行集中储存和可视化展示，方便工程师们对测试结果进行查看、分析和管理。云端储存服务器是指将测试数据和测试分析结果上传到云端服务器上进行储存。通过云端储存，可以实现对数据的备份和共享，提高数据的安全性和可靠性。同时，在多人协作的场景下，也能够方便不同工程师之间的交流与合作。可视化屏幕则是指在显示设备上将测试数据和测试分析结果进行可视化展示。通过可视化展示，工程师们可以更加直观地了解测试结果，并根据需要进行进一步的分析与处理。同时，在多任务操作时，也能够实现快速切换不同模块的功能。总体来说，云端储存服务器和可视化屏幕在测试系统中具有非常重要的作用。它们通过集中储存和可视化展示方式来提高工程师们对于测试数据和分析结果的管理效率，并且为后续决策提供了更加准确、直观、有效的参考依据。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述系统包含测试信号集成生成与传输模块、测试数据集中采集模块、芯片功能测试模块、芯片功能测试分析模块和储存与可视化显示模块；

所述测试信号集成生成与传输模块采用数字信号产生芯片和串口无线通信网络生成和传输模拟测试信号，所述模拟测试信号至少包括不同频率时钟信号、数据信号、系统复位信号和中断信号；

所述测试数据集中采集模块采用示波器、AD电流钳和频率测试仪器采集测试数据，所述测试数据至少包括电压、电流、输出时钟信号、反射信号和频率；

所述芯片功能测试模块用于仿真模拟芯片内部时序逻辑电路和芯片接收测试信号时的工作状态，实现芯片功能测试，所述芯片功能测试模块包括电路模型构建模块、芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块，所述电路模型构建模块的输出端分别与所述芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块的输入端连接，所述芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块并行连接；

所述芯片功能测试分析模块用于对测试数据进行分析，实现芯片功能测试分析，所述芯片功能测试分析模块包括时序状态机分析算法模型和波形频谱分析算法模型，所述时序状态机分析算法模型用于分析芯片的启动功能、复位功能和中断信号应答功能，所述波形频谱分析算法模型用于对测试数据进行波形和频谱分析后实现电路稳定功能测试分析；

所述储存与可视化显示模块采用云端储存服务器和可视化屏幕将测试数据和测试分析结果进行集中储存和展示；

所述测试信号集成生成与传输模块的输出端与所述芯片功能测试模块的输入端连接，所述芯片功能测试模块的输出端与所述测试数据集中采集模块的输入端连接，所述测试数据集中采集模块的输出端与所述芯片功能测试分析模块的输入端连接，所述芯片功能测试分析模块的输出端和测试数据集中采集模块的输出端与所述储存与可视化显示模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述电路模型构建模块包括芯片建模单元、元器件库、电路拓扑结构生成单元、参数设置单元和仿真分析单元，所述芯片建模单元采用芯片电路仿真建模建立被测试芯片的集成电路模型，所述芯片电路仿真建模根据被测试芯片内部电路结构和逻辑单元之间的接口逻辑关系建立集成电路模型，所述元器件库至少包括电子元器件的电容、电感、电阻和晶体管，所述电路拓扑结构生成单元通过规则引擎自动生成集成电路模型的电路拓扑结构，所述规则引擎根据用户输入的电路图纸或设计要求自动生成电路拓扑结构中的元器件之间的连接关系和节点信息，所述参数设置单元通过端口属性协议初始化定义集成电路模型输入引脚的逻辑电平、输入时钟频率、输入数据的起始和结束序列，所述仿真分析单元根据待测试芯片样品确定被测试芯片内部电路结构和逻辑单元之间的接口逻辑关系，将集成电路模型划分为子系统，所述仿真分析单元采用单元测试和集成测试将子系统和芯片模型与实际应用场景相结合进行芯片性能验证，得到具有与待测芯片相同性能的集成电路模型。

3.根据权利要求1所述的一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述芯片启动仿真测试模块通过时钟源和门电路仿真模拟将数据信号作用于被测试芯片的集成电路模型，实现触发集成电路模型启动和完成芯片启动测试，所述芯片复位仿真测试模块通过芯片引脚复位控制对系统复位信号的持续时间和复位方式进行控制，触发集成电路模型复位测试，所述芯片引脚复位控制通过复位控制程序在芯片内部实现逻辑复位控制，所述复位控制程序根据芯片的测试需求控制复位信号的持续时间和复位方式，所述复位方式包括单次复位和连续复位。

4.根据权利要求1所述的一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述芯片应答仿真测试模块采用串行通信协议将中断信号作用于集成电路模型，实现被测试芯片在中断信号作用下的响应测试，所述芯片电路稳定性仿真测试模块采用时序仿真约束控制方法将不同频率时钟信号作用于集成电路模型内部各个时序子电路进行仿真测试，所述时序仿真约束控制方法通过嵌入式时序约束协议设置时钟、输入延迟、输出延迟和最小脉宽对不同的时序子电路应用不同的限制条件，模拟复杂的芯片电路稳定性测试，实现更加全面和准确地评估芯片的稳定性能。

5.根据权利要求1所述的一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述时序状态机分析算法模型包括启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块，所述启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块并行连接，所述启动信号分析模块采用信号特性分析和时序延迟预测函数分析反射信号的频率、上升时间、下降时间和占空比，预测芯片启动状态的成功率，实现芯片启动能力测试分析，所述芯片启动状态的成功率计算公式为：

（1）

在公式（1）中，为芯片启动状态的成功率，/>为芯片启动响应时间，/>为反射信号的频率，/>为反射信号上升和下降的平均时间；

所述复位信号分析模块采用时序节点分析对集成电路模型的复位持续时间、上升时间、下降时间、复位方式和复位后反射信号状态进行节点集中分析，所述复位信号分析模块采用逻辑仿真函数根据时序节点分析结果进行逻辑运算得到芯片的复位损耗值，实现芯片复位能力测试分析，所述芯片的复位损耗值计算公式为：

（2）

在公式（2）中，为芯片的复位损耗值，/>为芯片复位时的电压，/>为芯片复位时的电流，/>为集成电路模型的复位持续时间、上升时间和下降时间的平均值；

所述中断信号应答分析模块采用开源数据分析根据测试数据分析中断响应时间和中断测试产生的反射信号得到中断响应时间分布曲线，所述开源数据分析采用滑动窗口函数分析中断响应时间分布曲线中的中断请求次数，获取中断请求频率，实现芯片中断响应性能测试分析，所述中断请求频率计算公式为：

（3）

在公式（3）中，为中断请求频率，/>为芯片在中断信号应答时的电压，/>为中断响应时间，/>为反射信号频率，/>为中断请求次数。

6.根据权利要求1所述的一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述波形频谱分析算法模型包括波形失真分析模块、频谱干扰分析模块和稳定性综合判断模块，所述波形失真分析模块的输出端与所述频谱干扰分析模块的输入端连接，所述频谱干扰分析模块的输出端与所述稳定性综合判断模块的输入端连接，所述波形失真分析模块采用波形峰值偏差分析输出时钟信号实际峰值与理论峰值之间的偏差，判断输出时钟信号存在失真问题，所述波形峰值偏差分析通过二次插值函数对输出时钟信号上升沿和下降沿进行二次插值，得到更精确的实际峰值，所述实际峰值与理论峰值比较，实现分析输出时钟信号的失真问题。

7.根据权利要求6所述的一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述频谱干扰分析模块采用傅里叶变换将输出时钟信号转换为频率域信号，所述频谱干扰分析模块采用频率偏移分析提取频率域信号的频谱特征，判断芯片输出时钟信号存在干扰和谐波频率问题，所述频率偏移分析通过时钟抖动判断对测试信号集成生成模块的不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号进行比较，得到不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量，进一步计算出实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数，所述频率偏移分析根据实际输出时钟信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数判断芯片输出时钟信号存在干扰和谐波频率，所述不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量计算公式为：

（4）

在公式（4）中，为不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相对偏移量，/>为不同频率时钟信号频率值，/>为芯片输出时钟信号频率，/>为示波器采集输出时钟信号的时间，/>为不同频率时钟信号与芯片输出时钟信号之间的相位差值；

所述实际输出信号的基准频率与预期基准频率之间的偏差因数计算公式为：

（5）

在公式（5）中，为实际输出时钟信号与预期基准频率之间的偏差因数，/>为输出时钟信号的基准频率，/>为预期基准频率，/>为实际输出时钟信号与预期基准信号周期误差。

8.根据权利要求6所述的一种集成电路芯片功能测试系统，其特征在于：所述稳定性综合判断模块采用数学模型判断分析根据输出时钟信号的失真情况与输出时钟信号存在干扰和谐波频率情况进行综合分析和判断，实现芯片电路稳定功能分析，所述数学模型判断分析通过信号传递函数对时钟信号的失真情况和输出时钟信号存在干扰和谐波频率情况进行多项式拟合建立芯片稳定性模型，所述芯片稳定性模型通过稳态分析根据规格要求综合评估芯片电路的稳定性。

9.一种集成电路芯片功能测试方法，其特征在于：应用于权利要求1-8中任意一项权利要求所述一种集成电路芯片功能测试系统，所述方法包括如下步骤：

步骤一、采用数字信号产生芯片模拟生成稳定模拟测试信号，所述数字信号产生芯片通过可编程逻辑阵列调整数字信号产生芯片反馈回路实现对模拟测试信号的输出控制，所述可编程逻辑阵列根据输入参考时钟和用户设置的参数分析反馈回路中所需要的分频系数，所述数字信号产生芯片根据分频系数输出准确和稳定的模拟测试信号；

步骤二、所述串口通信网络将模拟测试信号传输至芯片功能测试模块，所述芯片功能测试模块通过电路模型构建模块建立和初始化被测试芯片的集成电路模型，所述芯片功能测试模块再通过芯片启动仿真测试模块、芯片复位仿真测试模块、芯片应答仿真测试模块和芯片电路稳定性仿真测试模块实现芯片的启动功能、复位功能、中断信号应答功能和电路稳定功能测试；

步骤三、所述测试数据集中采集模块通过串口通信网络将采集测试数据传输至芯片功能测试分析模块；

步骤四、所述芯片功能测试分析模块通过时序状态机分析算法模型的启动信号分析模块、复位信号分析模块和中断信号应答分析模块实现芯片的启动功能、复位功能和中断信号应答功能分析，所述芯片功能测试分析模块通过波形频谱分析算法模型的波形失真分析模块、频谱干扰分析模块和稳定性综合判断模块实现芯片的电路稳定功能分析；

步骤五，最后所述云端储存服务器和可视化屏幕将测试数据和测试分析结果进行集中储存和可视化展示。