一個簡單的實現方法是為每個被測試的設備使用一個專用的數字儀器，這才滿足為每個設備隔離I2C總線的要求，但是這種“蠻力”方法的成本將超過整個系統預算。因此設計了一種利用開關或多路復用的數字接口實現每個DUT通過專用的I2C總線進行通信，從而最大限度地減少數字儀器資源。基于成本、通道密度和易用性，該方案選擇的儀器是Marvin Test Solutions公司的 GX5295 數字 I/O 板卡。

GX5295板卡單槽為有32個通道，每個pin支持PMU，深度緩存以及一個強大的API函數庫。GX5295支持并行測試8個設備，不會出現從地址沖突問題。通過整合8:1的多路復用開關，可以使GX5295板卡一次測試64個設備中的其中8個，且避免了從地址沖突。這種方法使得一個價格不昂貴的GX5295在分配好的時間預算下測量一個64站點的負載板。并且，由于GX5295支持多儀器同步擴展，在512臺設備上進行測量的時間與在64臺設備上進行測量的所花費的時間相同。

系統擴展只需添加額外的GX5295板卡、負載板、槽位以及ITA電纜，最多可達8套。(512 個DUTs)。

負載板

負載板的密度設置為64個設備(如圖2)。由于上面解釋的原因，這為系統擴展提供了一個自然的粒度。為了簡化系統/DUT接口，將mux開關裝置放置在負載板上，消除了外部開關和相關電纜，同時保持了良好的信號完整性。

負載板包括64個三色led，用于直觀地指示每個DUT的通過/失敗狀態。LED電源包括一個電池備份，這樣即使當負載板從系統中移除時，視覺上的通過/失敗狀態仍然保持——這對于操作者手動移除和添加設備是非常必要的。在測試過程中，負載板上的充電電路可以保持電池處于關閉狀態。

由于I2C接口是開路集電極，因此需要外部上拉電阻才能工作。這些電阻干擾PMU接觸測試，以確定適當的DUT插入插座--電流通過上拉電阻淹沒ESD二極管的測量值。因此，在進行接觸測量時，需用Vcc控制的上拉繼電器將上拉電阻與Vcc進行隔離(如圖3)。

負載板控制

價格不貴的MTS GX5733是一個靜態數字I/O模塊，可用于控制負載板上的所有功能（I2C MUX，三色LED和Vcc上拉隔離繼電器）。為此開發了一種簡化的負載板控制驅動程序。

PXI機箱

PXI機箱選用的是MTS GX7305大功率機箱。機箱可提供20個PXI-1(非PXIe)插槽--一個槽位是MXI遠程控制器槽位，另外19個槽位是用于設備槽位。機箱超過了PXI最低規格的功率傳輸和冷卻能力，并且包括背板電壓和槽位溫度監測的功能。

接口測試適配器( Interface Test Adapter, ITA)

為GX7305的前面板設計的專用ITA，允許在測試系統資源和加載板之間進行簡單、干凈的布線。PXI儀器線纜和外部E36313A電源線與ITA背板的連接器進行適配，當鉸鏈面板關閉時，連接器是隱藏在內部的。ITA的前面板有連接到負載板的線纜、質量流量控制器和排氣閥的連接裝置（如圖4）。

圖5詳細描述了測試系統資源和相關的ITA結構框圖。

氣體控制

為了精確控制氣體對DUT的曝光量，專門設計了一個封閉的環境(chamber)來容納負載板，并將測試氣體限制在一個有限的空間內。通過質量流量控制器(MFCs)將氣體引入到這個封閉的空間中，質量控制器測量潔凈干燥空氣、濕化空氣和測試氣體，允許它們精確地混合，以達到所需的氣體密度(單位為百萬分之一)。還為每個chamber提供了一個單獨的MFC，以便測量混合氣體到封閉室的控制體積。MFC的控制是使用GX5295的J3連接器上的外部PMU通道來執行的。

測試完成后，使用排氣閥將測試氣體從負載板的封閉室內排出。排氣閥是通過電磁閥進行操作，所需的電源由E36313A電源供給，控制是通過ITA上面的12V的開關繼電器進行控制。

軟件

控制系統的軟件是使用的ATEasy 10。軟件控件的編寫方便了后期系統的擴展。ATEasy支持多線程應用。對于每個GX5295/負載板 /chamber（封閉室），ATEasy實例化一個單獨的線程來處理測量數據并生成數據日志報告。ATEasy測試應用程序可查詢系統中安裝的GX5295的數量（每64個站點的負載板對應一個GX5295），然后為每個負載板動態分配一個線程。處理所有線程中共有的線程，如：初始化每個負載板上并行運行的數字測試模式，方便使用線程進行同步。

ATEasy測試應用程序中的驅動包括GX5295、GX5733、Keysight 電源模塊、GX7305機箱控制器以及一個用于管理數據日志記錄的Excel電子表格驅動程序。在GX5733靜態數字設備上構建了一個MOX驅動程序，用于簡化對負載板的控制。