CN101957402A - 瞬时电流的测试系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种瞬时电流的测试系统与方法，利用参数测量单元进行测试，其中所述参数测量单元包括施加端和检测端，且施加端耦接一激励源，检测端为高阻态，所述瞬时电流的测试方法包括：预设参数测量单元的电压上限和下限；在所述参数测量单元的施加端串联一电阻，以通过该电阻引出测试信号；将所述测试信号引入测试通道；当所述测试信号位于所述上限和下限之间时，测试结果为合格，否则，为不合格。以上瞬时电流的测试方法与系统通过在施加端串联电阻，将瞬时电流的测试转换为瞬时电压，进行测试，从而无需设置复杂的外加电路，大大降低了测试成本，提高了测量的效率与准确率。

Description

瞬时电流的测试系统与方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试技术领域，特别是涉及一种瞬时电流的测试系统与方法。

背景技术

随着集成电路复杂性的提高和相关领域的应用要求，集成电路芯片实时功耗测量在芯片设计和制造过程中的重要性正在逐步提升，仅仅进行平均功耗、静态功耗的测量已经不能完全满足新的需要。集成电路芯片工作的实时功耗信息为芯片低功耗设计、密码集成电路芯片安全度评估、失效分析提供了有价值的参考依据。高速高精度的功耗采集数据可以准确地反应集成电路芯片工作的实时功耗消耗情况，为有效地降低芯片功耗，检测芯片保密程度提供直接的分析凭据。

因此，对于集成电路瞬时电流的测试便日益凸显其重要性。然而，目前的集成电路测试系统一般都不具备瞬时电流的测试功能，少数具有瞬时电流测量能力的测试设备则价格昂贵。而且一般的芯片电流测量的激励产生、数据采集与数据处理是分开的独立步骤，软硬件间和不同工具软件间的数据交换需要较多的人工工作，缺少一个集成的系统来提高效率。

现有的芯片测试往往是利用自动测试设备(ATE)来进行的，参数测量单元(PMU)是ATE的一部分，用来测量或调节芯片管脚的电压或者电流之类的参数。参数测量单元具有施加端(force)和检测端(sense)，施加端用以向被测器件(DUT)施加激励；检测端则检测所需点(通常是被测器件管脚)的电流，通常，测试期间，施加端和检测端之间短接，且检测端接到一个高阻电路上，以使得通向被测器件电路路径上的电压降相对可以被忽略。此外，PMU具有上限和下限两个可编程的测量边界，实际测量值大于上限或者小于下限的器件均会被系统判为不良品。

由于瞬时电流具有不可控的特点，因此利用以上设备无法直接进行瞬时电流测试。目前，采用以下两种改进方式进行瞬时电流的测试，具体如下：

第一种为峰值保持法，其将检测信号引入到峰值保持电路后进行处理，判断测量结果是否超出PMU的上限和下限。然而，峰值保持电路较为复杂，干扰问题也比较严重。

另一种为延迟处理法，测试人员依据经验或者多次试验的结果，选择一个延迟时间，获取一个时间延迟内的检测信号，进行处理，判断测量结果是否超出PMU的上限和下限。然而，对于不同类型或不同批次的芯片其瞬时电流产生的时间是不同的，因此，测试人员需要对每个批次的芯片进行新的试验，选取新的延迟时间，导致测试效率下降，成本增加。另外，即使同一个批次的芯片，其瞬时电流的产生也不同，尤其会受到一些外界因素的干扰，而瞬时电流的产生是不可控的，因此，很有可能出现，时间延迟内无法检测到瞬时电流峰值的情况，导致测试结果不准确。

因此，如何提供一种低成本、高效率的瞬时电流测试方法已成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瞬时电流的测试方法，以解决瞬时电流测试复杂、成本高等技术问题。

为解决以上技术问题，本发明提供一种瞬时电流的测试方法，利用参数测量单元进行测试，其中所述参数测量单元包括施加端和检测端，且施加端耦接一激励源，检测端为高阻态，所述瞬时电流的测试方法包括：预设参数测量单元的电压上限和下限；在所述参数测量单元的施加端串联一电阻，以通过该电阻引出测试信号；将所述测试信号引入测试通道；当所述测试信号位于所述上限和下限之间时，测试结果为合格，否则，为不合格。

进一步的，所述参数测量单元的电压上限和下限的预设如下：电压上限：施加电压+R*上限电流；电压下限：施加电压+R*下限电流；其中施加电压为施加端所耦接的电压，R为所述施加端串联电阻的电阻值，所述上限电流为3mA，所述下限电流为1mA。

进一步的，该方法用于存储器瞬间写入或掉电保护的瞬时电流测试。

本发明还提供一种瞬时电流测试系统，其包括参数测量单元，其内存储有参数测量单元的电压上限和下限，该参数测量单元包括施加端和检测端，施加端耦接一激励源，检测端为高阻态；测量电阻，串联于所述施加端，以通过该测量电阻引出一测试信号；且，当所述测试信号位于所述上限和下限之间时，测试结果为合格，否则，为不合格。

进一步的，所述参数测量单元的电压上限和下限如下：电压上限：施加电压+R*上限电流；电压下限：施加电压+R*下限电流；其中施加电压为施加端所耦接的电压，R为所述施加端串联电阻的电阻值，所述上限电流为3mA，所述下限电流为1mA。

进一步的，该系统用于存储器瞬间写入或掉电保护的瞬时电流测试。

可见，以上测试系统与方法不同于现有技术的测试方法：直接将检测端S与施加端F短接，并直接从检测端S引出测试信号。而是利用测量电阻10从施加端F引出测试信号，将不可控的瞬时电流的数值波形转换为一瞬时电压的数字向量。而对数字向量的判断的难度远远小于对数值波形的判断难度，同时无需引入数字化仪等设备，大大降低了测试成本。

附图说明

图1为本发明一实施列所提供的瞬时电流测试系统的简单示意图；

图2为本发明一实施列所提供的瞬时电流测试方法的流程示意图；

图3为本发明一实施列中存储器瞬时写入瞬时电流的波形示意图；

图4为本发明一实施列中电压上限H与下限L之间定义出的电压区间示意图；

图5为本发明一实施列中存储器掉电保护瞬时电流的波形示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明充分考虑到瞬时电流不可控的特点，将瞬时电流的测试转换为瞬时电压的测试，从而降低测试难度。具体，利用现有的参数测量单元来实现，同时不需要设置复杂的外加电路，只需将施加端串联一电阻，瞬时电流通过该电阻产生一压降，即瞬时电压，将该瞬时电压作为测试信号引入到测试通道上。这样，就将一不可控的瞬时电流的数值波形转换为一瞬时电压的数字向量。而对数字向量的判断的难度远远小于对数值波形的判断难度，同时无需引入数字化仪等设备，大大降低了测试成本。

具体，请参考图1，其为本发明一实施列所提供的瞬时电流测试系统的简单示意图。如图所示，该瞬时电流测试系统利用现有的参数测量单元(PMU)来实现，其内存储有参数测量单元的上限和下限。由于本发明的实质与参数测量的单元的内部结构无关，且也没有对参数测量单元的内部结构做出改进，故在此仅以参数测量单元的几个重要端子示意之。具体如图，该参数测量单元包括施加端F和检测端S，施加端F耦接一激励源P，检测端S为高阻态。本发明的改进在于在施加端F串联一测量电阻10，以通过该测量电阻10引出测试信号，此时，由于测量电阻10的存在，引出的测试信号为瞬间电压，故仅需设定好参数测量单元的电压上限与下限，便可以有效的判断测试结果。即当所述测试信号位于所述上限和下限之间时，测试结果即为合格，否则，为不合格。

可见，本发明不同于现有技术的测试方法：直接将检测端S与施加端F短接，并直接从检测端S引出测试信号。而是利用测量电阻10从施加端F引出测试信号，将不可控的瞬时电流的数值波形转换为一瞬时电压的数字向量。而对数字向量的判断的难度远远小于对数值波形的判断难度，同时无需引入数字化仪等设备，大大降低了测试成本。

需要说明的是，以上参数测量单元的上限和下限为电压上限和下限，是根据其电流上限和下限设定得到，具体如下：

电压上限＝施加电压+R*上限电流

电压下限＝施加电压+R*下限电流

其中施加电压为施加端所耦接的电压，R为所述施加端串联电阻的电阻值，上限电流和下限电流为参数测量单元的上限电流和下限电流，通常，将上限电流和下限电流分别设置为3mA和1mA，即可以满足测试需求。

对应于以上测试系统，本发明一实施列还给出相应的瞬时电流测试方法，具体请结合参考图1与图2。该方法利用现有的参数测量单元进行测试，该参数测量单元包括施加端F和检测端S，且施加端F耦接一激励源P，检测端S为高阻态。该瞬时电流的测试方法包括如下步骤：

S1：预设参数测量单元的电压上限和下限；

S2：在参数测量单元的施加端串联一电阻，以通过该电阻引出测试信号；

S3：将所述测试信号引入测试通道channel；

S4：当所述测试信号位于所述上限和下限之间时，测试结果为合格，否则，为不合格。

以上参数测量单元的上限和下限为电压上限和下限，是根据其电流上限和下限设定得到，具体如下：

电压上限＝施加电压+R*上限电流

电压下限＝施加电压+R*下限电流

其中施加电压为施加端所耦接的电压，R为所述施加端串联电阻的电阻值，上限电流和下限电流为参数测量单元的上限电流和下限电流，通常，将上限电流和下限电流分别设置为3mA和1mA，即可以满足测试需求。

下面分别以存储器瞬间写入或掉电保护的瞬时电流测试为例，来详细描述以上测试方法与系统。当然本发明不以此为限，这两种瞬时电流的测试比较常见，也具有典型意义，故本发明以此为例。

实施列一：存储器瞬间写入所产生的瞬时电流的测试

请参考图3，其为存储器瞬时写入瞬时电流的波形示意图。在本实施列中，参数测量单元的施加端耦接的激励源为5V直流电压，即施加电压为5V，且施加端串联的电阻阻值为R。且令参数测量单元的上限电流和下限电流分别为3mA和1mA。此时，可以预设参数测量单元的电压上限和下限，如下：

电压上限H＝5+3R

电压下限L＝5+R

则电压上限H与下限L之间定义出一个电压区间，如图4所示。

而后，将阻值为R的电阻串联于施加端，以通过该电阻将测试信号引入到一测试通道。此时引出的测试信号为瞬时电压。只要其在以上所定义的电压区间内，则测试结果合格，否则，为不合格。

实施列二：存储器掉电保护所产生的瞬时电流的测试

请参考图3，其为存储器掉电保护所产生的瞬时电流的波形示意图。在本实施列中，参数测量单元的施加端耦接的激励源为5V直流电压，即施加电压为5V，且施加端串联的电阻阻值为R。且令参数测量单元的上限电流和下限电流分别为3mA和1mA。此时，可以预设参数测量单元的电压上限和下限，如下：

电压上限H＝5+3R

电压下限L＝5+R

则电压上限L与下限L之间定义出一个电压区间，如图4所示。

而后，将阻值为R的电阻串联于施加端，以通过该电阻将测试信号引入到一测试通道。此时引出的测试信号为瞬时电压。只要其在以上所定义的电压区间内，则测试结果合格，否则，为不合格。

以上瞬时电流的测试方法与系统，将瞬时电流的测试转换为瞬时电压的测试，从而降低测试难度。具体而言，其利用现有的参数测量单元来实现，同时不需要设置复杂的外加电路，只需在施加端串联一电阻，瞬时电流通过该电阻产生一压降，即瞬时电压，将该瞬时电压作为测试信号引入到测试通道上。这样，就将一不可控的瞬时电流的数值波形转换为一瞬时电压的数字向量。而对数字向量的判断的难度远远小于对数值波形的判断难度，同时无需引入数字化仪等设备，大大降低了测试成本。此外，由于无需引入复杂的外加电路，例如峰值保持电路，减少了测量的干扰因素，提高了测量的准确率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种瞬时电流的测试方法，利用参数测量单元进行测试，其中所述参数测量单元包括施加端和检测端，且施加端耦接一激励源，检测端为高阻态，其特征是，所述瞬时电流的测试方法包括：预设参数测量单元的电压上限和下限；

在所述参数测量单元的施加端串联一电阻，以通过该电阻引出测试信号；

将所述测试信号引入测试通道；

当所述测试信号位于所述上限和下限之间时，测试结果为合格，否则，为不合格。

2.根据权利要求1所述的瞬时电流的测试方法，其特征是，所述参数测量单元的电压上限和下限的预设如下：

电压上限：施加电压+R*上限电流

电压下限：施加电压+R*下限电流

其中施加电压为施加端所耦接的电压，R为所述施加端串联电阻的电阻值，所述上限电流为3mA，所述下限电流为1mA。

3.根据权利要求1所述的瞬时电流的测试方法，其特征是，该方法用于存储器瞬间写入或掉电保护的瞬时电流测试。

4.一种瞬时电流测试系统，其特征是，包括

参数测量单元，其内存储有参数测量单元的电压上限和下限，该参数测量单元包括施加端和检测端，施加端耦接一激励源，检测端为高阻态；

测量电阻，串联于所述施加端，以通过该测量电阻引出一测试信号；且，

当所述测试信号位于所述上限和下限之间时，测试结果为合格，否则，为不合格。

5.根据权利要求4所述的瞬时电流测试系统，其特征是，所述参数测量单元的电压上限和下限如下：

电压上限：施加电压+R*上限电流

电压下限：施加电压+R*下限电流

其中施加电压为施加端所耦接的电压，R为所述施加端串联电阻的电阻值，

所述上限电流为3mA，所述下限电流为1mA。

6.根据权利要求4所述的瞬时电流测试系统，其特征是，该系统用于存储器瞬间写入或掉电保护的瞬时电流测试。

Images