CN112557876A - 一种用于芯片模拟参数校准的装置及其测试方法 - Google Patents

一种用于芯片模拟参数校准的装置及其测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于芯片模拟参数校准的装置及其测试方法，包括用于对待校准芯片进行校准的测试机，所述测试机包括用于获取待校准芯片模拟参数的测试单元、数据处理单元和通信端口A，所述数据处理单元与测试单元、通信端口A连接。本发明通过两次测量结果计算出待校准参数相邻校准寄存器对应的模拟量间差值的大小，从而确认待校准参数标准值对应的校准寄存器的预估值，大大缩小了校准测试区间范围，即减少了测试时间；同时为避免测量的误差导致待校准参数标准值对应的校准寄存器预估值的计算偏差，灵活的选择遍历校准测试区间，确保正确的待校准芯片能够校准到，且将芯片的待校准参数校准到最接近标准值，保证待校准芯片的校准一致性。

Description

一种用于芯片模拟参数校准的装置及其测试方法
技术领域
本发明涉及一种用于芯片模拟参数校准的装置及其测试方法，属于芯片量产测试技术领域。
背景技术
随着芯片集成度的提高和芯片制造工艺的限制，芯片模拟参数的实际值与设计标准值之间容易存在一定偏差，影响芯片的各项性能指标，为此越来越多芯片的模拟参数通过校准来避免这种偏差设计。
目前，芯片的模拟参数校准常采用两种方式：一种是通过外部输入一个标准参数值，在芯片内部通过高精度的比较电路进行自动校准，这种测试方式虽然不需要在外部进行测量，但对芯片内部比较电路的性能依赖性很高，而且出错后不方便获取出错信息，前期调试比较困难；另一种就是将模拟参数通过测试端口送出在外部进行测量，根据测量结果调整校准值，直至测量的结果满足参数的规格，这种方式对于校准值基数较大的模拟参数，在量产测试中校准测试时间会很长，造成测试成本较大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于芯片模拟参数校准的装置及其测试方法，能减少量产测试中的测量次数，降低测试时间，同时保证校准后芯片的模拟参数性能最优。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于芯片模拟参数校准的装置，包括用于对待校准芯片进行校准的测试机，所述测试机包括用于获取待校准芯片模拟参数的测试单元、数据处理单元和通信端口A，所述数据处理单元与测试单元、通信端口A连接；
待校准芯片至少包括校准寄存器、校准控制单元、测试输出端口和通信端口B，通信端口B与校准寄存器连接，校准寄存器与校准控制单元连接，校准控制单元与测试输出端口连接；
优选地，所述测试单元与测试输出端口连接，所述通信端口A与通信端口B连接。
优选地，所述待校准芯片的模拟参数包括电压、电流和频率。
优选地，所述通信端口A与通信端口B之间通过I2C或SPI通信协议通信。
一种用于芯片模拟参数校准的装置的测试方法，包括如下步骤：测试机给所述待校准芯片的校准寄存器分别输入两个不一样的初始值，然后通过对测量到得两个模拟参数的输出值进行处理，得到相邻校准寄存器对应的模拟参数的差值；
测试机根据上述差值、第一次输入的校准寄存器值和模拟参数的标准值，计算得到模拟参数的标准值对应的校准寄存器的理论值，并将理论值和预设的遍历范围输入给所述待校准芯片；
测试机测量并记录所述待校准芯片校准寄存器在理论值预设的遍历范围内的模拟参数输出，找到最接近模拟参数标准值的模拟参数测试值并记录对应的校准寄存器值，然后判断是否在测试范围内，若在则校准正确，将该记录的校准寄存器值通过通信端口输入给所述待校准芯片的校准寄存器，校准完成，否则则校准失败。
若模拟参数的校准标准值为As，所述模拟参数可以是电压、电流或频率，校准位为m比特，校准寄存器的最大值为Rmax＝2m，则整个测试方法包括如下步骤：
步骤一、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R1，R1的范围为(0，Rmax)，测量校准寄存器值对应的模拟参数值A1；
步骤二、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R2，R2的范围为(0，Rmax)，R1≠R2，测量校准寄存器值对应的模拟参数值A2；
步骤三、测试机数据处理单元计算相邻校准寄存器对应的模拟参数间的差值A0，A0＝(A2-A1)/(R2-R1)；
步骤四、测试机数据处理单元计算模拟参数校准标准值对应的校准寄存器的预估值R，R＝R1+(As-A1)/A0；
步骤五、假定校准寄存器预估值的偏移量n，确定遍历校准测试的校准寄存器分布区间为[(R-n)，(R+n)]；
步骤六、测试机通过通信端口将校准寄存器的预估值R和偏移量n输入给所述待校准芯片，然后测试机测试单元测量所述待校准芯片对应步骤五确定的区间内各校准寄存器对应的模拟参数；
步骤七、测试机数据处理单元对步骤六测得的各模拟参数分别与标准模拟参数值进行比较，选取最接近标准模拟参数值的模拟参数测量值，并记录对应校准寄存器值；
步骤八、测试机数据处理单元判断步骤七选取的最接近标准模拟参数值的模拟参数测量值是否满足测试spec，满足则校准正确，然后将步骤七记录的对应校准寄存器值通过通信端口输入给所述待校准芯片的校准寄存器，校准完成，否则则校准失败。
与现有的技术相比，本发明采用包括用于获取待校准芯片模拟参数的测试单元、数据处理单元和通信端口A的测试机对待校准芯片的模拟参数进行测试，通过通信端口A给所述待校准芯片的校准寄存器分别输入两个不一样的初始值，然后通过测试单元测量两个模拟参数的输出值，再利用数据处理单元对其进行处理，并作出相应判断，实现对待校准芯片的电压、电流或频率等模拟参数的测试；减少了量产测试中的测量次数，降低了测试时间，同时保证校准后芯片的模拟参数性能最优。同时，本测试方法通过两次测量结果计算出待校准参数相邻校准寄存器对应的模拟量间差值的大小，从而确认待校准参数标准值对应的校准寄存器的预估值，大大缩小了校准测试区间范围，即减少了测试时间；同时为避免测量的误差导致待校准参数标准值对应的校准寄存器预估值的计算偏差，灵活的选择遍历校准测试区间，确保正确的待校准芯片能够校准到，且将芯片的待校准参数校准到最接近标准值，保证待校准芯片的校准一致性。运用此技术在量产测试中，不同工位的所述芯片对于同一待校准参数的校准次数都是一样，能实现同步处理，简化了测试程序的处理逻辑，提高了量产测试开发的便利性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明测试方法的执行流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种用于芯片模拟参数校准的装置，如图1所示，其包括用于对待校准芯片进行校准的测试机，所述测试机包括用于获取待校准芯片模拟参数的测试单元、数据处理单元和通信端口A，所述数据处理单元与测试单元、通信端口A连接；
待校准芯片至少包括校准寄存器、校准控制单元、测试输出端口和通信端口B，通信端口B与校准寄存器连接，校准寄存器与校准控制单元连接，校准控制单元与测试输出端口连接；
所述测试单元与测试输出端口连接，所述通信端口A与通信端口B连接。
优选地，所述待校准芯片的模拟参数包括电压、电流和频率。
优选地，所述通信端口A与通信端口B之间通过I2C或SPI通信协议通信。I2C或SPI通信协议为常规通信协议，一般芯片都会内置这两个通信控制模块，故采用这两种通信协议的端口，无需对其作出相应的改进，适用范围更广泛。
本发明采用包括用于获取待校准芯片模拟参数的测试单元、数据处理单元和通信端口A的测试机对待校准芯片的模拟参数进行测试，通过通信端口A给所述待校准芯片的校准寄存器分别输入两个不一样的初始值，然后通过测试单元测量两个模拟参数的输出值，再利用数据处理单元对其进行处理，并作出相应判断，实现对待校准芯片的电压、电流或频率等模拟参数的测试；减少了量产测试中的测量次数，降低了测试时间，同时保证校准后芯片的模拟参数性能最优。
一种用于芯片模拟参数校准的装置的测试方法，包括如下步骤：测试机给所述待校准芯片的校准寄存器分别输入两个不一样的初始值，然后通过对测量到得两个模拟参数的输出值进行处理，得到相邻校准寄存器对应的模拟参数的差值；其中，两个不一样的初始值取值均小于校准寄存器的最大值，两者之间差距大一点，这样对于相邻校准寄存器对应的模拟参数的差值较小的待校准参数，可以减小测量带来的误差；
测试机根据上述差值、第一次输入的校准寄存器值和模拟参数的标准值，计算得到模拟参数的标准值对应的校准寄存器的理论值，并将理论值和预设的遍历范围输入给所述待校准芯片；
测试机测量并记录所述待校准芯片校准寄存器在理论值预设的遍历范围内的模拟参数输出，找到最接近模拟参数标准值的模拟参数测试值并记录对应的校准寄存器值，然后判断是否在测试范围内，若在则校准正确，将该记录的校准寄存器值通过通信端口输入给所述待校准芯片的校准寄存器，校准完成，否则则校准失败。
具体的，若模拟参数的校准标准值为As，所述模拟参数可以是电压、电流或频率，校准位为m比特，校准寄存器的最大值为Rmax＝2m，则整个测试方法包括如下步骤：
步骤一、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R1，R1的范围为(0，Rmax)，测量校准寄存器值对应的模拟参数值A1；
步骤二、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R2，R2的范围为(0，Rmax)，R1≠R2，测量校准寄存器值对应的模拟参数值A2；
步骤三、测试机数据处理单元计算相邻校准寄存器对应的模拟参数间的差值A0，A0＝(A2-A1)/(R2-R1)；
步骤四、测试机数据处理单元计算模拟参数校准标准值对应的校准寄存器的预估值R，R＝R1+(As-A1)/A0；
步骤五、假定校准寄存器预估值的偏移量n，确定遍历校准测试的校准寄存器分布区间为[(R-n)，(R+n)]；
步骤六、测试机通过通信端口将校准寄存器的预估值R和偏移量n输入给所述待校准芯片，然后测试机测试单元测量所述待校准芯片对应步骤五确定的区间内各校准寄存器对应的模拟参数；
步骤七、测试机数据处理单元对步骤六测得的各模拟参数分别与标准模拟参数值进行比较，选取最接近标准模拟参数值的模拟参数测量值，并记录对应校准寄存器值；
步骤八、测试机数据处理单元判断步骤七选取的最接近标准模拟参数值的模拟参数测量值是否满足测试spec，满足则校准正确，然后将步骤七记录的对应校准寄存器值通过通信端口输入给所述待校准芯片的校准寄存器，校准完成，否则则校准失败。
实施例：
待校准芯片的模拟参数为电压，校准标准值为Vs，校准位为8比特，校准寄存器的最大值为Rmax＝28＝256。
一种用于芯片模拟参数校准的装置的测试方法，如图2所示，包括如下步骤：
步骤一、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R1，令R1为校准寄存器最大值的1/4，即
Figure BDA0002827149490000071
测量校准寄存器值对应的模拟电压值V1；
步骤二、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R2，令R2为校准寄存器最大值的3/4，即
Figure BDA0002827149490000072
测量校准寄存器值对应的模拟电压值V2；
步骤三、测试机数据处理单元计算相邻校准寄存器对应的模拟参数间的差值V0，V0＝(V2-V1)/(R2-R1)；
步骤四、测试机数据处理单元计算电压校准标准值对应的校准寄存器的预估值R，即计算标准值对应的理论校准寄存器值，R＝R1+(Vs-V1)/V0；
步骤五、假定校准寄存器预估值的偏移量n＝2，确定遍历校准测试的校准寄存器分布区间为[(R-2)，(R+2)]；
步骤六、测试机通过通信端口将校准寄存器的预估值R和偏移量n输入给所述待校准芯片，然后测试机测试单元测量所述待校准芯片对应步骤五确定的区间内各校准寄存器对应的电压(即测量分布区间内各校准寄存器值对应的模拟参数值)；
步骤七、测试机数据处理单元对步骤六测得的各电压分别与标准电压值进行比较，选取最接近标准电压值的电压测量值，并记录对应校准寄存器值；
步骤八、测试机数据处理单元判断步骤七选取的最接近标准电压值的电压测量值是否满足测试spec，满足则校准正确，然后将步骤七记录的对应校准寄存器值通过通信端口输入给所述待校准芯片的校准寄存器，校准完成，否则则校准失败。
其中，两个输入值R1、R2的取值范围均为(0，Rmax)，其具体取值没有严格的比例关系要求，上述实施例中仅是一个举例，只要R1≠R2，且两者差距大一点，这样对于相邻校准寄存器对应的模拟参数的差值较小的待校准参数，可以减小测量带来的误差。
对于待校准芯片的电流或频率等模拟参数，也可采用上述的方法进行测试，只要将各个模拟电压值替换为模拟电流值或模拟频率值即可，整个测试流程相同，故在此不做赘述。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于芯片模拟参数校准的装置，其特征在于，包括用于对待校准芯片进行校准的测试机，所述测试机包括用于获取待校准芯片模拟参数的测试单元、数据处理单元和通信端口A，所述数据处理单元与测试单元、通信端口A连接；
待校准芯片至少包括校准寄存器、校准控制单元、测试输出端口和通信端口B，通信端口B与校准寄存器连接，校准寄存器与校准控制单元连接，校准控制单元与测试输出端口连接；
所述测试单元与测试输出端口连接，所述通信端口A与通信端口B连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于芯片模拟参数校准的装置，其特征在于，待校准芯片的模拟参数包括电压、电流和频率。
3.根据权利要求1所述的一种用于芯片模拟参数校准的装置，其特征在于，所述通信端口A与通信端口B之间通过I2C或SPI通信协议通信。
4.一种基于权利要求1所述用于芯片模拟参数校准的装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
测试机给所述待校准芯片的校准寄存器分别输入两个不一样的初始值，然后通过对测量到得两个模拟参数的输出值进行处理，得到相邻校准寄存器对应的模拟参数间的差值；
测试机根据上述差值、第一次输入的校准寄存器值和模拟参数的标准值，计算得到模拟参数的标准值对应的校准寄存器的理论值，并将理论值和预设的遍历范围输入给所述待校准芯片；
测试机测量并记录所述待校准芯片校准寄存器在理论值预设的遍历范围内的模拟参数输出，找到最接近模拟参数标准值的模拟参数测试值并记录对应的校准寄存器值，然后判断是否在测试范围内，若在则校准正确，将该记录的校准寄存器值通过通信端口输入给所述待校准芯片的校准寄存器，校准完成，否则则校准失败。
5.根据权利要求4所述一种用于芯片模拟参数校准的装置的测试方法，其特征在于，若模拟参数的校准标准值为As，校准位为m比特，校准寄存器的最大值为Rmax＝2m，则整个测试方法包括如下步骤：
步骤一、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R1，R1的范围为(0，Rmax)，测量校准寄存器值对应的模拟参数值A1；
步骤二、测试机通过通信端口向所述待校准芯片的校准寄存器输入值R2，R2的范围为(0，Rmax)，R1≠R2，测量校准寄存器值对应的模拟参数值A2；
步骤三、测试机数据处理单元计算相邻校准寄存器对应的模拟参数间的差值A0，A0＝(A2-A1)/(R2-R1)；
步骤四、测试机数据处理单元计算模拟参数校准标准值对应的校准寄存器的预估值R，R＝R1+(As-A1)/A0；
步骤五、假定校准寄存器预估值的偏移量n，确定遍历校准测试的校准寄存器分布区间为[(R-n)，(R+n)]；
步骤六、测试机通过通信端口将校准寄存器的预估值R和偏移量n输入给所述待校准芯片，然后测试机测试单元测量所述待校准芯片对应步骤五确定的区间内各校准寄存器对应的模拟参数；
步骤七、测试机数据处理单元对步骤六测得的各模拟参数分别与标准模拟参数值进行比较，选取最接近标准模拟参数值的模拟参数测量值，并记录对应校准寄存器值；
步骤八、测试机数据处理单元判断步骤七选取的最接近标准模拟参数值的模拟参数测量值是否满足测试spec，满足则校准正确，然后将步骤七记录的对应校准寄存器值通过通信端口输入给所述待校准芯片的校准寄存器，校准完成，否则则校准失败。
6.根据权利要求4或5所述一种用于芯片模拟参数校准的装置的测试方法，其特征在于，待校准芯片的模拟参数为电压、电流或频率。
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