首先我们需要对一个基础的功能测试所涉及的器件规格、测试系统硬件和测试程序之间的关系做一个整体的了解，这里拿一款简单的器件——时钟控制反向器为例，来说说相关内容。钟控反相器有两个输入端：时钟输入（CLK）和数据输入（DATAIN）；一个输出端：反向信号输出（DATAOUT）。它有如下功能特征：
1． 时钟是数据由输入到输出经过器件进行传输的同步控制信号；
2． 输入数据在时钟的上升沿由器件读入；
3． 输出数据在时钟的下降沿由器件输出；
4． 数据传输仅在时钟有效时进行；
5． 输出数据与输入数据逻辑相反。
器件规格
总的说来，规格书给出了器件需要满足的最差情况，测试工程师会根据它去建立测试计划（Test Plan）、选择合适的测试系统，并在测试系统上实现其测试。下面的数据是测试钟控反相器需要控制的电平及时序参数：
VDD=5.0V
VIH=2.0V VIL=0.8V
VOH=2.4V VOL=0.4V
工作频率=10MHz，时钟占空比50%
输入数据建立时间=15nS 输入数据保持时间=5nS
输出传输最大延时=8nS
图5-9．钟控反向器
测试所需
1． 测试硬件及设备——测试板（Loadboard）、测试座（Socket）、相关阻容元件；
2． 器件电源，VDD和Ground；
3． 输入电平，VIL（逻辑0）和VIH（逻辑1）；
4． 输出参考电平，VOL（逻辑0）和VOH（逻辑1）；
5． 信号时序和格式配置，包括输入信号的生成和输出信号的比较；
6． 测试向量。
测试资源规划
测试系统内的资源有很多，我们要针对测试所需选取并配置相关的资源，实现性价比高的测试开发。
首先肯定是DPS单元，我们需要它对器件供电。这里VDD为5V，通过一路DPS提供5V电压即可；Ground已经由测试板和测试机的Ground连接。
接着是输入电平，它们由RVS单元提供，VIL设定为0.8V，VIH设定为2.0V。
输出比较的参考电平也是由RVS单元提供，这里VOL设定为0.4V，VOH设定为2.4V。
测试系统的时序单元会给定输入信号的信号周期、信号格式及输出信号的比较沿位置。对于时钟信号，规格书给出的是10MHz，则时钟周期为100nS；占空比要求是50%，即一个周期内时钟信号一半为高一半为低，这里我们将上升沿设定在25nS，下降沿设定在75nS；信号格式我们选用RZ格式。
DATAIN的时序则需要参考时钟信号。它的建立时间是15nS，即在时钟的上升沿之前15nS，它的状态必须是有效的；保持时间是5nS，即上升沿只有的5nS它必须保持相同的状态。这样我们就知道周期内数据信号的脉宽最少是20nS。为了能正确地验证建立时间和保持时间，我们选用SBC格式作为DATAIN的信号格式。
最后一步是确定输出信号的相关时序。规格书给出的信号传输延迟为8nS，加上时钟的下降沿在75nS，则我们可以确定输出信号比较沿的位置：75nS+8nS=83nS，测试系统在此位置上对输出采样并将电平值与VOL/VOH相比较，判断状态为L、M还是H，再与pattern中的期望值比较以判断此周期的输出正确与否。
当然还需要的资源是向量存储器，pattern存储其中并由测试系统在功能测试器件运行。
测试向量
功能测试必须有测试向量，也就是反映器件真值表的图形化文件，这在之前已经有过介绍，这里只说说此例的pattern.如表5-1，钟控反向器的向量文件包含七种向量字符，每个字符都代表一个周期数据状态，它们与时序、电平和格式等信息共同构成相关信号的波形，如图5-10。
表5-1. Test Vectors for Clocked Inverter
向量字符说明:
1 : Drive input high (to logic 1)
0 : Drive input low (to logic 0)
H : Compare output to a high
L : Compare output to a low
P : Drive input with a positive clock pulse
测试条件说明
图5-10显示的是运行功能测试期间钟控反向器各信号的时序图，我们可以看到由信号时序、信号格式及信号电平组合而成的七个周期的向量数据，这和之前规格书中定义的情形一致。测试周期设定为100nS；时钟信号则是RZ信号格式，占空比为50%；DATAIN采用SBC格式，设置了正确的建立时间和保持时间；输入和输出的电平值也按照规格书进行了设定。
图5-10.功能测试的测试条件
总功能测试条件
实施总功能测试通常是有用的，它的目的是在不动用精确参数设置的情况下基本判断器件是“活的”还是“死翘翘”的，就像军医抢救“伤员”时先用手探探鼻息摸摸心跳，而非直接将“伤员”抬进手术台用仪器去探测各种血压、脉搏等生命体征。总功能测试能最快地检测出半导体内部的物理损伤或制程中的错误。
图5-11的波形显示的是总功能测试用到的时序及电平条件。输入和输出电平较功能测试条件有所改变（放宽），这使得器件更容易正确运行其功能；测试速度由原来的100nS放宽至500nS； DATAIN信号则改为在每个周期的开始启动的NRZ格式，放弃了对建立和保持时间的测试；输出传输延迟也适当增加使输出有更多时间去改变状态并稳定。
如果器件在图5-10的测试条件下失效（fail）而在图5-11的测试条件下重新测试并通过（pass），则之前的失效不是由硅缺陷引起。这时每个具体的参数则需要单独测试以找出失效的真正原因。总功能测试条件常被用于测试向量的调试阶段，它可以在排除其他因素干扰的情况下轻易判断测试向量是否正确。
图5-11.总功能测试的测试条件
测试程序实例
下面我们就来看一段钟控反向器在脱机（non-Tester）模式下的功能测试程序代码：
Begin Program;
/* define pin functions */
Connect DPS1 pin 4;
Connect GND pin 5; /* ground is hard wired */
Data_in input pin 1;
Clock input pin 2;
Data_out output pin 3;
/* set voltage levels */
Set DPS1 5V;Set VIL 0.8V;
Set VIH 2.0V;Set VOL 0.4V;
Set VOH 2.4V;
/* set timings */
Set Test Period 100nsec;
Set Clock start_edge 25nsec;
Set Clock stop_edge 75nsec;
Set Clock format RZ;
Set Data_in start_edge 10nsec;
Set Data_in stop_edge 30nsec;
Set Data_in format SBC;
Set Data_out start_strobe 83nsec;
Set Data_out stop_strobe 93nsec;
/* load the test vector file into vector memory */
At Vector Location 0;
Load Pattern (test_vectors);
Start Pattern 0;
Stop Pattern 6;
Execute Test_pattern; /* this runs the test */
/* Turn off voltage levels */
Set VIL 0.0V; Set VIH 0.0V;
Set VOL 0.0V; Set VOH 0.0V;
Set DPS1 0.0V;
End Program;
