大家好，我是硅言。在數字芯片的“溝通體系”中，??VIL（輸入低電平）??和??VIH（輸入高電平）??如同芯片的“聽覺閾值”，決定了它能否準確識別外部信號的邏輯狀態。本文將從原理剖析、測試方法到實戰案例，帶大家深入理解這一關鍵參數的意義與驗證過程。
一、VIL/VIH的原理：噪聲與滯回的博弈
閾值定義與邏輯關系
VIL：輸入引腳能可靠識別為邏輯“0”的最大電壓閾值。若輸入電壓超過VIL，芯片可能誤判為“1”。例如，某3.6V 的NOR芯片的VIL為0.3×VDD=1.08V。
VIH：輸入引腳能可靠識別為邏輯“1”的最小電壓閾值。若輸入電壓低于VIH，芯片可能誤判為“0”。那么，3.6V 的NOR芯片的VIH為0.7×VDD=2.52V。
二者的邏輯關系為：VDD > VIH > Vt（閾值電壓） > VIL > 0，確保信號在中間電平時不會頻繁跳變。
滯回電壓（Hysteresis）的重要性
施密特觸發器通過引入滯回窗口（VIH - VIL），使輸入信號需跨越一定電壓差才能觸發翻轉，從而抑制噪聲干擾。例如，當輸入接近VIH時，若存在小幅波動，輸出仍保持穩定。設計需滿足“VOH≥VIH”且“VOL≤VIL”，否則信號鏈傳遞失效。芯片的“語言能力”大揭秘：VOH、VOL、IOH、IOL、VIH、VIL全解析
二、測試原理與方法??
測試方法：通過動態改變VIL/VIH，驗證芯片功能是否正常
??VIL測試步驟：
??Step 1??：供電至VDDmax，芯片編寫數據
??Step 2??：對待測引腳施加VIL
??Step 3??：運行功能測試向量，檢測輸出信號是否符合預期邏輯
??Step 4??：重復步驟1-3，直到功能測試向量Fail
硅言測試?VIL程序Demo（不是完整代碼奧，僅示意）：
var pinDigital = SemiContext.Digital("CLK,CS,DI,DO,WP,HOLD");
pinDigital.SetSelectedFunction("Digital");
pinDigital.BurstPattern("WREN_06h", true, true, 10);
common.SPI_Write_Byte(pinDigital, Utility.HexStringsToIntArray("31,02"));
pinDigital.BurstPattern("WREN_06h", true, true, 10);
common.SPI_Sector_Erase(pinDigital, (ulong)Convert.ToInt32("20", 16), 0);
pinDigital.BurstPattern("WREN_06h", true, true, 10);
common.Quad_SPI_Page_Program(pinDigital, (ulong)Convert.ToInt32("32", 16), 0, (ulong)Convert.ToInt32("55", 16))
var measure_pin = SemiContext.Digital(MeasurePin);
measure_pin.SetSelectedFunction("Digital");
for (int i = 0; i < Vstep; i++)
{measure_pin.SetVil(Vstart + i * Vdelta);MultiSiteUlongArray bytesFromTarget = common.Quad_SPI_Write_Read_Byte(pinDigital, Utility.HexStringsToIntArray("6B,00,00,00,00"), 1);if (bytesFromTarget.Get(1).Length != 0){if (Convert.ToString((int)(bytesFromTarget.Get(1)[0]), 16) == "55"){}else{data = Vstart + i * Vdelta;}}
}
??VIH測試步驟：
??Step 1??：供電至VDDmax，芯片編寫數據
??Step 2??：對待測引腳施加VIH
??Step 3??：運行功能測試向量，檢測輸出信號是否符合預期邏輯
??Step 4??：重復步驟1-3，直到功能測試向量Fail
硅言測試?VIH程序Demo（不是完整代碼奧，僅示意）：
var pinDigital = SemiContext.Digital("CLK,CS,DI,DO,WP,HOLD");
pinDigital.SetSelectedFunction("Digital");
pinDigital.BurstPattern("WREN_06h", true, true, 10);
common.SPI_Write_Byte(pinDigital, Utility.HexStringsToIntArray("31,02"));
pinDigital.BurstPattern("WREN_06h", true, true, 10);
common.SPI_Sector_Erase(pinDigital, (ulong)Convert.ToInt32("20", 16), 0);
pinDigital.BurstPattern("WREN_06h", true, true, 10);
common.Quad_SPI_Page_Program(pinDigital, (ulong)Convert.ToInt32("32", 16), 0, (ulong)Convert.ToInt32("AA", 16))
var measure_pin = SemiContext.Digital(MeasurePin);
measure_pin.SetSelectedFunction("Digital");
for (int i = 0; i < Vstep; i++)
{measure_pin.SetVih(Vstart + i * Vdelta);MultiSiteUlongArray bytesFromTarget = common.Quad_SPI_Write_Read_Byte(pinDigital, Utility.HexStringsToIntArray("6B,00,00,00,00"), 1);if (bytesFromTarget.Get(1).Length != 0){if (Convert.ToString((int)(bytesFromTarget.Get(1)[0]), 16) == "AA"){}else{data = Vstart + i * Vdelta;}}
}
為提升效率，可采用集體測試法（Ganged Test）：同時驅動所有輸入引腳至相同電平，測量總電流并與理論最大值（各引腳限值之和）對比。但此方法無法定位單個引腳故障，需后續串行復測。
??常見失效模式??：??噪聲干擾，高頻測試或負載電流突變可能引入噪聲，需關閉非必要負載并延長測試周期。??工藝偏差??，CMOS器件的閾值電壓（Vth）漂移可能導致VIL/VIH超標，需增加工藝角覆蓋。
隨著AI技術滲透，??自適應VIL/VIH測試??成為新方向：??AI動態調參??，根據實時噪聲環境調整測試閾值，提升魯棒性。缺陷預測模型??，通過歷史數據訓練，預測輸入緩沖器潛在失效風險。VIL/VIH的測試，是數字電路設計的“守門人”。從滯回電壓的物理本質，到量產中的良率爬坡，每一步都需精密計算與工程智慧。正如芯片測試的終極哲學：在噪聲中尋找秩序，在極限中定義可靠。
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