一般来说，测验设备占地面积大，功耗大，并发生很大的热量需求及时冷却，主动测验设备的机械结构、功耗以及设备制冷都需求很高的本钱。假如能把ATE的多种功用高度集成到一块芯片上，就能大大下降上述本钱。通过这种高度集成，还能削减运用的元器材数目、PCB板面积、电源耗费、拼装调试本钱以及失功率。
典型ATE体系测验程序一般由手动开发或通过CAD东西主动生成，测验程序被装入到ATE体系以下几个部分：
● 向量存储器：用来存储向量数据
● 向量发生器：用来操控高速向量发生
● 时序发生器：用来发生高速准确的时钟边缘
● 波形格局发生器：用来把向量数据和时序信息与必定的波形格局组合起来生成实践的波形
● 过错处理器：用来判别测验中被测芯片的好坏
● 管脚电平发生：用于供给恰当的I/O电平
● 电源操控：用于给被测芯片供电
● 其它必要的模仿仪器
现在现已成功研制出了用于ATE的专用芯片以到达最大的集成度和最好的功用。OmNI芯片便是所谓的tester-on-a-chip,它可以供给一个完好数字测验体系的一切功用。Omni包括有向量发生、时序发生、波形格局发生、过错处理器等功用，具有48个测验通道，别的还有两个依托某种特别CMOS完成的功用通道，用于供给准确的电源。
高度集成的应战
把向量发生的功用集成到一块CMOS芯片上比较简单了解，由于向量发生器能很简单地用Verilog言语来描绘，很方便地用数字电路完成并集成到现代CMOS专用集成电路中。比较复杂的是时序基准的完成，它是时序发生电路的根本模块，一般都依托高精度低颤动和噪声模仿电路来完成。
Sapphire D-10可以应对微处理器、无线基带、显现驱动操控器及低本钱消费类混合信号器材的低本钱测验的需求。
时序基准的传统完成办法是把电压ramp信号和一个数模转化输入到一个模仿比较器进行比较而发生相应的时刻。近年来，业界一般通过DLL和PLL来完成时序基准。以上两种做法都要耗费很多的电源，也很难做到高集成度。把时序基准放到别的一块芯片中也不是可行的计划，由于体系运用的芯片数目将大幅添加，并且不同芯片之间的连线也不易完成，由于每一个时序基准都需求简直10个数字信号来操控。假如只把向量发生和时序发生规划到一块专用芯片里边，那么该芯片与外部时序基准的连线将很快超越当今倒装芯片封装所能支撑的最大管脚数目。
ATE集成处理计划
最好的处理计划便是把模仿时序基准与数字部分集成到同一块芯片傍边。这种共同的ATE芯片已被研制出来，它有全面的向量发生功用，包括50个时序发生通道，可以测验存储器和各种数字芯片。每一个时序发生通道可以发生4个驱动沿和4个比较沿，并可以通过软件来操控体系时钟与时序基准的延时。400个时序基准需求十分共同的结构才干到达体系功耗和精度的需求。
Omni芯片所包括的指令存储器巨细为2048×512位，它与传统的存储器和数字ATE相同具有操作数和操作码，还能彻底支撑匹配跳转、套嵌循环、套嵌子程序调用等功用。指令存储器和定制处理器独立操控着6个40位算法地址计数器。地址计数器被装备为16位X地址、16位Y地址和8位Z地址，并能实时切换。依托指令存储器的操控，地址计数器能独登时进行加N、减N、装载、求补、保存等不同操作。它还有两个完好的算法数据发生器，为存储器芯片测验供给驱动和比较数据。其输出在被送到测验通道之前要先通过一个拓补倒置存储器，指令存储器和定制处理器还能操控外部向量存储器发生数字、微处理器及SoC芯片测验所需的数字向量。
该芯片中心是向量发生器。这个100MHz数字电路是一个具有512位指令字的专用处理器，可以满意存储器和数字芯片测验的需求。左面和右边各是25个相同的400MHz测验通道电路，包括了时序、格局、校准以及过错处理等电路模块，可发生400Mbps的数据。每50个测验通道有8个时序基准，以应对400个时序边缘的需求。
每个时序基准都由5位纳秒级、5位皮秒级以及一个用于校准外部偏移的校准存储器构成。通道时序体系的数字电路体系决议了电路触发和7位延时数值，延时数值便是128×10校准RAM的地址，校准RAM输出的10位数据用来挑选发生所需延时最好的纳秒级和皮秒级组合。校准过程中，一切的纳秒级和皮秒级实践延时单元都将被丈量和剖析，用于决议最好的延时发生计划。这些计划被存储到同一块板上的Flash存储器里边，每次上电时都被会装载到校准存储。校准存储器的另一个长处是大块数字电路发生的周期性噪声(比方时钟树)能在校准过程中削减。
高度集成ATE硬件结构可成功应对下一代芯片测验对测验渠道的需求。直到现在，功用和功用需求的组合依然阻止着数字测验体系单芯片完成计划的呈现。不过依托先进的ASIC规划技能和立异时序基准结构，单一一块ASIC规划已可以处理当今ATE对功用和功用的广泛需求。这儿所介绍的Omni结构是完成高集成度和低本钱ATE的一个严重前进，Omni集成了数字、存储器以及SoC芯片测验所需的一整套测验仪器材模块。时序基准的游标尺结构供给了一个低功耗和规范CMOS处理计划，并且不会献身精度。Omni芯片已被成功应用到科利登Kalos2存储器测验体系和Sapphire D-10低本钱多site芯片测验渠道上。
