CN103064011A - 一种rfid读写器芯片中测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RFID读写器芯片中测系统及方法，系统包括：包括探针台、中央控制器、上位机、RFID卡和芯片阅读器。方法包括：探针台向中央处理器发出开始测试信号；中央处理器响应探针台发出的开始测试信号，并通过上位机对芯片阅读器发出测试请求；芯片阅读器与RFID卡进行通信测试，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央控制器；中央处理器处理测试结果并将测试结束信号发送给探针台；探针台显示被测芯片的测试结果。本发明一种RFID读写器芯片中测系统及方法，保证了测试系统的稳定运行，并且能维持各个部件之间通信的高效时序处理，不仅适用于芯片中测过程，同时也适用于芯片封装后的成品测试，具有良好的扩展能力，大大节约研发成本。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路测试技术领域，尤其涉及一种RFID读写器芯片中测系统及方法。
背景技术
芯片中测，是指在对芯片封装之前对晶圆进行探针测试，标记甚至淘汰在该测试中不合格的芯片。其目的在于，如果该芯片是设计中的芯片，芯片设计人员将直接根据芯片中测的结果改善设计中存在的缺陷，有效地缩短了芯片设计的周期；而如果该芯片是量产中的芯片，芯片投资商将根据芯片中测的良率结果，评估这批晶圆的质量以及后续工序的资金成本预算。
RFID读写器芯片中测，不同于传统的模拟、数字或数模混合芯片的晶圆探针测试。RFID读写器芯片的特点在于：该芯片内部集成了高集成度的数字电路和模拟电路。数字部分除了处理ISO/IEC14443A/B帧和错误校验（奇偶&CRC）之外，还同时兼容8位并行、SPI等六种与主机的通信方式；模拟部分则集成了坚固有效的调制解调电路，且包含了多达十六种模拟调试信号的输出。因此，RFID读写器芯片对中测平台有着十分苛刻的要求。
但是，芯片中测所处的环境错综复杂，测试实验室内通常有上百台机器同时运作，里面的通风设备、上位机、探针台、复杂的电缆线等无时无刻在辐射着能量，这给芯片中测加了诸如噪声等许多不良的因素。而且传统的芯片中测系统虽然兼容了多类芯片的测试方案，但是一般来说只适用于芯片封装之前的中测，封装之后的成品测试则没有办法进行了。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能保证高效时序处理，并且具有良好扩展设计的一种RFID读写器芯片中测系统。
本发明的另一个目的是提供一种能保证高效时序处理，并且具有良好扩展设计的一种RFID读写器芯片中测方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种RFID读写器芯片中测系统，包括：
探针台，用于对被测芯片自动对针、跳针和完成探针测试；
中央控制器，用于根据各指令信号控制执行指定的运算或操作；
上位机，用于控制各个部件协同工作，以及让操作人员监控整个测试过程；
RFID卡，用于与芯片阅读器进行通信；
芯片阅读器，用于通过与RFID卡进行通信进而对被测芯片进行性能测试；
所述的探针台分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述上位机分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述芯片阅读器还与RFID卡连接。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测系统的进一步改进，所述的探针台包括：
探针，用于引出被测芯片的接点；
第一TTL电平接口，用于与中央控制器通信；
控制模块，用于控制探针台中各个部件的运作；
显示屏，用于显示BIN信号和被测芯片的测试结果；
所述的探针与芯片阅读器连接，所述第一TTL电平接口与中央控制器连接，所述控制模块分别与探针和第一TTL电平接口相连接，所述控制模块的输出端连接显示屏的输入端。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测系统的进一步改进，所述的中央处理器包括：
第二微控制器，用于与上位机进行通信和对信号进行转换；
FPGA控制板，用于对数字信号进行处理；
光耦隔离电路，用于电平转换和噪声隔离；
第二TTL电平接口，用于与探针台进行通信；
所述的第二微控制器与上位机连接，所述第二微控制器还依次通过FPGA控制板、光耦隔离电路和第二TTL电平接口进而与第一TTL电平接口连接。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测系统的进一步改进，所述的芯片阅读器包括：
第一微控制器，用于与上位机进行通信和对测试数据进行分析；
芯片测试座，用于连接被测芯片，使被测芯片与RFID卡进行通信；
32Pins接口，用于与探针进行通信；
射频天线，用于连接在芯片测试座与RFID卡之间；
所述第一微处理器与上位机连接，所述第一微控制器依次通过芯片测试座和32Pins接口进而与探针连接。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种RFID读写器芯片中测方法，包括以下步骤：
A、探针台向中央处理器发出开始测试信号；
B、中央处理器响应探针台发出的开始测试信号，并通过上位机对芯片阅读器发出测试请求；
C、芯片阅读器与RFID卡进行通信测试，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央控制器；
D、中央处理器处理测试结果并将测试结束信号发送给探针台；
E、探针台显示被测芯片的测试结果。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测方法的进一步改进，所述的步骤B包括：
B1、第二TTL电平接口接收到开始测试信号；
B2、FPGA控制板对经光耦隔离电路处理后的开始测试信号采样；
B3、FPGA控制板对采样后的开始测试信号进行确认，并向第二微控制器发出测试请求；
B4、第二微控制器通过上位机向芯片阅读器发出测试请求。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测方法的进一步改进，所述的步骤C包括：
C1、第一微控制器接收测试请求；
C2、被测芯片发送调制信号到射频天线，进而激活进入射频天线磁场的RFID卡后，RFID卡与被测芯片进行双向通信以实现对被测芯片进行性能测试；
C3、第一微控制器根据测试得到的数据判断测试结果，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央处理器。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测方法的进一步改进，所述的步骤D包括：
D1、第二微控制器将接收到的测试结果和测试结束信号转换为BIN信号、REJ信号和EOT信号，并发送给FPGA控制板；
D2、FPGA控制板将接收到的BIN信号、REJ信号和EOT信号转换为数字信号，并通过光耦隔离电路和第二TTL电平接口发送到探针台。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测方法的进一步改进，所述的芯片测试结果包括测试通过的芯片数、测试失败的芯片数和良率。
本发明的有益效果是：
本发明一种RFID读写器芯片中测系统，包括探针台、中央控制器、上位机、RFID卡和芯片阅读器，所述的探针台分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述上位机分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述芯片阅读器还与RFID卡连接，有效保证了测试系统的稳定运行，并且保证了各个部件之间的通信的高效时序处理。本发明不仅适用于芯片中测的过程，同时也适用于芯片封装后的成品测试，具有良好的扩展能力，大大节约了研发的成本。
本发明的另一个有益效果是：
本发明一种RFID读写器芯片中测方法，通过探针台向中央处理器发出开始测试信号，中央处理器响应探针台发出的开始测试信号，并通过上位机对芯片阅读器发出测试请求，芯片阅读器与RFID卡进行通信测试，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央控制器，中央处理器处理测试结果并将测试结束信号发送给探针台，探针台显示被测芯片的测试结果，有效解决了稳定性的问题，保证了测试系统的稳定运行，并且能维持各个部件之间的通信的高效时序处理。本发明不仅适用于芯片中测的过程，同时也适用于芯片封装后的成品测试，具有良好的扩展能力，大大节约了研发的成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种RFID读写器芯片中测系统的原理方框图；
图2是本发明一种RFID读写器芯片中测方法的步骤流程图；
图3是本发明一种RFID读写器芯片中测方法步骤B实施例一的步骤流程图；
图4是本发明一种RFID读写器芯片中测方法步骤C实施例二的步骤流程图；
图5是本发明一种RFID读写器芯片中测方法步骤D实施例三的步骤流程图。
具体实施方式
图1是本发明一种RFID读写器芯片中测系统的原理方框图，包括：探针台，用于对被测芯片自动对针、跳针和完成探针测试；中央控制器，用于根据各指令信号控制执行指定的运算或操作；上位机，用于控制各个部件协同工作，以及让操作人员监控整个测试过程；RFID卡，用于与芯片阅读器进行通信；芯片阅读器，用于通过与RFID卡进行通信进而对被测芯片进行性能测试；所述的探针台分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述上位机分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述芯片阅读器还与RFID卡连接。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测系统的进一步改进，所述的探针台包括：探针，用于引出被测芯片的接点；第一TTL电平接口，用于与中央控制器通信；控制模块，用于控制探针台中各个部件的运作；显示屏，用于显示BIN信号和被测芯片的测试结果；所述的探针与芯片阅读器连接，所述第一TTL电平接口与中央控制器连接，所述控制模块分别与探针和第一TTL电平接口相连接，所述控制模块的输出端连接显示屏的输入端。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测系统的进一步改进，所述的中央处理器包括：第二微控制器，用于与上位机进行通信和对信号进行转换；FPGA控制板，用于对数字信号进行处理；光耦隔离电路，用于电平转换和噪声隔离；第二TTL电平接口，用于与探针台进行通信；所述的第二微控制器与上位机连接，所述第二微控制器还依次通过FPGA控制板、光耦隔离电路和第二TTL电平接口进而与第一TTL电平接口连接。
优选地，FPGA控制板利用FPGA良好的数字信号处理能力，一方面处理探针台发出的信号，并反馈给第二微控制器。另一方面处理第二微控制器发出的信号，反馈给探针台，起到第二微控制器和探针台之间的桥梁作用。并且该控制板附加了一个模拟自动测试功能，通过FPGA引脚输出一个模拟探针台发出持续的开始测试信号，以调试该系统是否能稳定运行。
优选地，光耦隔离电路有3个光耦器件TLP521-4和2个三态缓冲器74LS244组成，光耦隔离电路用于电平转换和噪声隔离，增强系统的稳定性。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测系统的进一步改进，所述的芯片阅读器包括：第一微控制器，用于与上位机进行通信和对测试数据进行分析；芯片测试座，用于连接被测芯片，使被测芯片与RFID卡进行通信；32Pins接口，用于与探针进行通信；射频天线，用于连接在芯片测试座与RFID卡之间；所述第一微处理器与上位机连接，所述第一微控制器依次通过芯片测试座和32Pins接口进而与探针连接。
优选地，在阅读器芯片成品测试时，阅读器芯片可以直接放置在芯片测试座上进行性能测试。
优选地，在芯片中测时，被测芯片是内嵌于整片晶圆上的，32Pins探针引出被测芯片的接点，然后通过32Pins接口的排线连接到芯片阅读器。
优选地，射频天线由PCB板级线圈及其相应的阻抗匹配电路组成，为进入它的磁场范围的RFID卡提供能量，完成非接触式的通信。
图2是本发明一种RFID读写器芯片中测方法的步骤流程图，结合图2，本发明作为一种RFID读写器芯片中测方法，包括以下步骤：
A、探针台向中央处理器发出开始测试信号；
B、中央处理器响应探针台发出的开始测试信号，并通过上位机对芯片阅读器发出测试请求；
C、芯片阅读器与RFID卡进行通信测试，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央控制器；
D、中央处理器处理测试结果并将测试结束信号发送给探针台；
E、探针台显示被测芯片的测试结果。
图3是本发明一种RFID读写器芯片中测方法步骤B实施例一的步骤流程图，所述的步骤B包括：
B1、第二TTL电平接口接收到开始测试信号；
B2、FPGA控制板对经光耦隔离电路处理后的开始测试信号采样；
B3、FPGA控制板对采样后的开始测试信号进行确认，并向第二微控制器发出测试请求；
B4、第二微控制器通过上位机向芯片阅读器发出测试请求。
图4是本发明一种RFID读写器芯片中测方法步骤C实施例二的步骤流程图，所述的步骤C包括：
C1、第一微控制器接收测试请求；
C2、被测芯片发送调制信号到射频天线，进而激活进入射频天线磁场的RFID卡后，RFID卡与被测芯片进行双向通信以实现对被测芯片进行性能测试；
C3、第一微控制器根据测试得到的数据判断测试结果，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央处理器。
图5是本发明一种RFID读写器芯片中测方法步骤D实施例三的步骤流程图，所述的步骤D包括：
D1、第二微控制器将接收到的测试结果和测试结束信号转换为BIN信号、REJ信号和EOT信号，并发送给FPGA控制板；
D2、FPGA控制板将接收到的BIN信号、REJ信号和EOT信号转换为数字信号，并通过光耦隔离电路和第二TTL电平接口发送到探针台。
作为所述的一种RFID读写器芯片中测方法的进一步改进，所述的芯片测试结果包括测试通过的芯片数、测试失败的芯片数和良率。
具体实施中，当被测芯片为封装前的芯片时，通过探针引出晶圆中的被测芯片的接点，经过32Pins接口连接到芯片测试座，进而与RFID卡进行通信测试，从而得出测试数据；当被测芯片为封装后的成品芯片时，可以将被测芯片直接放置于芯片测试座中，进而与RFID卡进行通信测试。而且，对于被测芯片为封装前的芯片，在上述步骤完成后，探针会自动起针并探到下一颗被测芯片的接点位置，整个芯片中测过程会重新开始，直到整片晶圆测试结束，探针台会发出所有测试结束信号，此时可以根据设定保存本次测试的数据和是否对芯片进行打点或重测。
从上述内容可以看出：
本发明一种RFID读写器芯片中测系统及方法，通过探针台向中央处理器发出开始测试信号；中央处理器响应探针台发出的开始测试信号，并通过上位机对芯片阅读器发出测试请求；芯片阅读器与RFID卡进行通信测试，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央控制器；中央处理器处理测试结果并将测试结束信号发送给探针台；探针台显示被测芯片的测试结果，有效解决了稳定性的问题，保证了测试系统的稳定运行，并且能维持各个部件之间的通信的高效时序处理。本发明不仅适用于芯片中测的过程，同时也适用于芯片封装后的成品测试，具有良好的扩展能力，大大节约了研发的成本。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种RFID读写器芯片中测系统，其特征在于：包括：
探针台，用于对被测芯片自动对针、跳针和完成探针测试；
中央控制器，用于根据各指令信号控制执行指定的运算或操作；
上位机，用于控制各个部件协同工作，以及让操作人员监控整个测试过程；
RFID卡，用于与芯片阅读器进行通信；
芯片阅读器，用于通过与RFID卡进行通信进而对被测芯片进行性能测试；
所述的探针台分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述上位机分别与中央控制器和芯片阅读器相连接，所述芯片阅读器还与RFID卡连接。
2.根据权利要求1所述的一种RFID读写器芯片中测系统，其特征在于：所述的探针台包括：
探针，用于引出被测芯片的接点；
第一TTL电平接口，用于与中央控制器通信；
控制模块，用于控制探针台中各个部件的运作；
显示屏，用于显示BIN信号和被测芯片的测试结果；
所述的探针与芯片阅读器连接，所述第一TTL电平接口与中央控制器连接，所述控制模块分别与探针和第一TTL电平接口相连接，所述控制模块的输出端连接显示屏的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种RFID读写器芯片中测系统，其特征在于：所述的中央处理器包括：
第二微控制器，用于与上位机进行通信和对信号进行转换；
FPGA控制板，用于对数字信号进行处理；
光耦隔离电路，用于电平转换和噪声隔离；
第二TTL电平接口，用于与探针台进行通信；
所述的第二微控制器与上位机连接，所述第二微控制器还依次通过FPGA控制板、光耦隔离电路和第二TTL电平接口进而与第一TTL电平接口连接。
4.根据权利要求2所述的一种RFID读写器芯片中测系统，其特征在于：所述的芯片阅读器包括：
第一微控制器，用于与上位机进行通信和对测试数据进行分析；
芯片测试座，用于连接被测芯片，使被测芯片与RFID卡进行通信；
32Pins接口，用于与探针进行通信；
射频天线，用于连接在芯片测试座与RFID卡之间；
所述第一微处理器与上位机连接，所述第一微控制器依次通过芯片测试座和32Pins接口进而与探针连接。
5.一种RFID读写器芯片中测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、探针台向中央处理器发出开始测试信号；
B、中央处理器响应探针台发出的开始测试信号，并通过上位机对芯片阅读器发出测试请求；
C、芯片阅读器与RFID卡进行通信测试，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央控制器；
D、中央处理器处理测试结果并将测试结束信号发送给探针台；
E、探针台显示被测芯片的测试结果。
6.根据权利要求5所述的一种RFID读写器芯片中测方法，其特征在于：所述的步骤B包括：
B1、第二TTL电平接口接收到开始测试信号；
B2、FPGA控制板对经光耦隔离电路处理后的开始测试信号采样；
B3、FPGA控制板对采样后的开始测试信号进行确认，并向第二微控制器发出测试请求；
B4、第二微控制器通过上位机向芯片阅读器发出测试请求。
7.根据权利要求5所述的一种RFID读写器芯片中测方法，其特征在于：所述的步骤C包括：
C1、第一微控制器接收测试请求；
C2、被测芯片发送调制信号到射频天线，进而激活进入射频天线磁场的RFID卡后，RFID卡与被测芯片进行双向通信以实现对被测芯片进行性能测试；
C3、第一微控制器根据测试得到的数据判断测试结果，并将测试结果和测试结束信号通过上位机反馈给中央处理器。
8.根据权利要求5所述的一种RFID读写器芯片中测方法，其特征在于：所述的步骤D包括：
D1、第二微控制器将接收到的测试结果和测试结束信号转换为BIN信号、REJ信号和EOT信号，并发送给FPGA控制板；
D2、FPGA控制板将接收到的BIN信号、REJ信号和EOT信号转换为数字信号，并通过光耦隔离电路和第二TTL电平接口发送到探针台。
9.根据权利要求5所述的一种RFID读写器芯片中测方法，其特征在于：所述的测试结果包括测试通过的芯片数、测试失败的芯片数和良率。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151223 Termination date: 20201227 |
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