CN103344906A - 1553总线通信控制器收发器芯片kgd板级测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，提高了功能测试的覆盖性和输出模拟参数的测试精度。其包括依次连接的主控计算机、仿真器、测试电路板和示波器；主控计算机通过仿真器实现对测试电路板的控制；示波器用于采集测试电路板上由被测的收发器芯片输出的模拟信号和/或数字参数；测试电路板包括设置在测试电路板上的CPU、等效电阻网络和两个1553协议电路；CPU分别与两个1553协议电路对应连接实现控制；两个1553协议电路输出端和输入端分别与被测的两个收发器芯片数字输入端和输出端对应连接；等效电阻网络连接在被测的两个收发器芯片模拟输入/输出端之间，用作被测的两个收发器芯片的等效负载。
Description
技术领域
本发明属于芯片测试技术领域，具体涉及一种1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置。
背景技术
多芯片组件(Multiple Chip Module，MCM)为一种高密度封装技术，具有体积小、重量轻，延时短、传输速率高，性能多样化和可靠性高等优点；这些技术优点使得MCM在军事电子、航空航天等领域内具有非常广泛的应用市场与发展前景。已知合格芯片（Known Good Die，KGD）是MCM发展的关键支撑技术之一，KGD完成裸芯片的功能测试、参数测试、老化筛选和可靠性试验，确保多芯片结构中裸芯片的质量和可靠性，从而提高MCM的成品率。
1553总线通信控制器为一种采用MCM技术实现的数模混合电路，收发器芯片实现1553总线上的模拟信号和1553协议处理器数字信号的接收和发送功能；具有独立的数字输入输出通道，复用的模拟输入输出通道；将1553协议处理器输出的Manchester II编码数字信号转换为模拟信号输出至1553通信总线，并将1553通信总线上的模拟信号转换为Manchester II编码数字信号输入1553协议处理器。
目前，1553总线通信控制器中的收发器芯片多采用晶圆级芯片KGD技术，这种技术是在晶圆分割裂片之前对整个晶圆上的芯片进行测试；这一方式具有效率高、大批量生产时测试成本低等优点。但是，依赖于ATE的晶圆级测试对于收发器这类数模接口芯片，测试模拟输出的参数值与负载直接相关，其标配的50Ω/75Ω采集通道的电阻不能满足收发器模拟输出测试的35Ω负载要求，输出的模拟参数精度低；功能测试很难满足应用要求；如果产品没有达到足够的批量，还会造成测试成本过高的缺点。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明解决的问题在于提供一种1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，提高了功能测试的覆盖性和输出模拟参数的测试精度，为MCM技术实现1553总线通信控制器的高可靠性提供保障。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，包括依次连接的主控计算机、仿真器、测试电路板和示波器；主控计算机通过仿真器连接实现对测试电路板的控制；示波器用于采集测量测试电路板上由被测的收发器芯片输出的模拟信号和/或数字参数；
所述的测试电路板包括设置在测试电路板上的CPU、等效电阻网络和两个1553协议电路；
所述的CPU分别与两个1553协议电路对应连接实现控制；
所述的两个1553协议电路输出端和输入端分别与被测的两个收发器芯片的数字输入端和输出端对应连接。
所述的等效电阻网络连接在被测的两个收发器芯片的模拟输入/输出端之间，用作被测的两个收发器芯片的等效负载。
优选的，所述的测试电路板上还设置有用于连接仿真器的仿真器接口，以及收发器插座；两个收发器芯片分别通过分立芯片KGD夹具与收发器插座连接。
优选的，所述的两只1553协议电路既产生测试激励又接收测试响应。
优选的，所述的1553协议电路和两个收发器芯片数字输出端的连接的通路上设置数字参数探测点。
优选的，所述的收发器芯片的数字输入端与1553协议电路的ManchesterII编码数字信号输出端连接；收发器芯片的数字输出端与1553协议电路的Manchester II编码数字信号输入端连接。
优选的，所述的等效电阻网络还用于提供模拟信号的示波器探头采集探测点。
优选的，所述的两个收发器芯片的模拟输入/输出端分别通过隔离变压器与等效电阻网络连接。
优选的，所述的两只1553协议电路的寄存器区和内存区通过地址译码电路映射到CPU的不同物理地址位置，CPU对映射后的不同物理地址进行读写操作，实现对1553协议电路的控制，1553协议电路工作在总线控制模式下，输出Manchester II编码的数字信号作为输入激励，用于测试收发器的模拟发送功能。
优选的，所述的主控计算机通过仿真器控制测试电路板上的CPU，实现对两只1553协议电路的控制，将一只1553协议电路初始化为总线控制器工作模式对收发器进行发送功能和性能测试；将另一只1553协议电路初始化为远程终端工作模式对收发器进行接收功能和性能测试；主控计算机通过监测两只1553协议电路的总线通信状态来判断两只收发器的收发功能。
优选的，所述的1553协议电路为远程终端工作模式时，能够在CPU的控制下用来接收被测收发器芯片数字输出端输出的Manchester II编码的数字信号，通过1553协议通信功能是否正确来测试收发器的数字发送功能。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
虽然本发明与ATE测试装置都通过对被测收发器裸芯片电路施加模拟/数字输入激励，测量输出的数字/模拟响应，实现对收发器模拟和数字性能参数测试。但是本发明通过在测试电路板上完成的板级功能测试和输入/输出参数测试，实现对1553总线通信控制器收发器芯片的分立芯片KGD技术；通过1553总线通信的判断实现收发器芯片的功能测试，用示波器测量收发器芯片输出的模拟和数字信号实现参数性能测试；在一块测试电路板上同时实现两只收发器芯片的发送和接收的测试，被测收发器发送/接收状态的切换通过对与之相连的1553协议电路控制来实现。在充分保证功能测试覆盖性的前提下，既保持了分立芯片KGD技术的灵活性和低成本的优点，又提高了参数性能测试的精度，两只收发器芯片并行测试解决了分立芯片KGD技术的测试产能低的问题。
附图说明
图1是本发明的装置示意图；
图2是本发明中的测试电路板结构原理图；
图3是本发明中测试电路板上被测收发器芯片和等效电阻网络连接图；
图中，1-主控计算机，2-仿真器，3-测试电路板，4-示波器探头，5-示波器，6-仿真器接口，7-CPU，8-CPU时钟，9-SRAM，10-被测1553总线控器收发芯片1（DUT1），11-被测1553总线控制器收发芯片2（DUT2），12-等效电阻网络，13、14-1553协议电路，15、16-1553协议电路时钟，17、18-1553协议地址控制电路，19-上电复位电路，20-延时电路，21-读/写信号，22-片选信号，23-地址总线，24-数据总线，25-译码电路，26、27-中断服务请求信号，28、29-数字接收/发送信号（Tx±/Rx±），30、31-模拟总线信号（BUS±），32、33-DUT发送端正向输入数字信号（Tx+），34、35-DUT发送端负向输入数字信号（Tx-），36、37-DUT接收端正向输出数字信号（Rx+），38、39-DUT接收端负向输出数字信号（Rx-），40、41-DUT接收端输出数字信号检测点，42、43-隔离变压器，44、45、46、47-双向拨码开关，48、49、50、51-分压电阻，52-负载电阻，53、54-单向开关，55-模拟1553总线信号探测点，56、57、58、59-上拉电阻。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其包括依次连接的主控计算机、仿真器、测试电路板和示波器；主控计算机通过仿真器连接实现对测试电路板的控制；示波器用于采集测量测试电路板上由被测的收发器芯片输出的模拟信号和/或数字参数；所述的测试电路板包括设置在测试电路板上的CPU、等效电阻网络和两个1553协议电路；所述的CPU分别与两个1553协议电路对应连接实现控制；所述的两个1553协议电路输出端和输入端分别与被测的两个收发器芯片的数字输入端和输出端对应连接。所述的等效电阻网络连接在被测的两个收发器芯片的模拟输入/输出端之间，用作被测的两个收发器芯片的等效负载。
进一步，测试电路板上还设置有用于连接仿真器的仿真器接口，以及收发器插座；两个收发器芯片分别通过分立芯片KGD夹具与收发器插座连接。两只1553协议电路既产生测试激励又接收测试响应。1553协议电路和两个收发器芯片数字输出端的连接的通路上设置数字参数探测点。收发器芯片的数字输入端与1553协议电路的Manchester II编码数字信号输出端连接；收发器芯片的数字输出端与1553协议电路的Manchester II编码数字信号输入端连接。等效电阻网络还用于提供模拟信号的示波器探头采集探测点。两个收发器芯片的模拟输入/输出端分别通过隔离变压器与等效电阻网络连接。
进一步，两只1553协议电路的寄存器区和内存区通过地址译码电路映射到CPU的不同物理地址位置，CPU对映射后的不同物理地址进行读写操作，实现对1553协议电路的控制，1553协议电路工作在总线控制模式下，输出Manchester II编码的数字信号作为输入激励，用于测试收发器的模拟发送功能。主控计算机通过仿真器控制测试电路板上的CPU，实现对两只1553协议电路的控制，将一只1553协议电路初始化为总线控制器工作模式对收发器进行发送功能和性能测试；将另一只1553协议电路初始化为远程终端工作模式对收发器进行接收功能和性能测试；主控计算机通过监测两只1553协议电路的总线通信状态来判断两只收发器的收发功能。1553协议电路为远程终端工作模式时，能够在CPU的控制下用来接收被测收发器芯片数字输出端输出的Manchester II编码的数字信号，通过1553协议通信功能是否正确来测试收发器的数字发送功能。
具体的，如图1所示为用于实现1553总线通信控制器收发器芯片KGD的板级功能测试的装置示意图；主控计算机1通过仿真器2与测试电路板3上的仿真器接口6连接。示波器5用于测量两只被测1553总线控器收发芯片10和11输出的数字信号36、37、38、39以及发送端输出的模拟1553总线信号30、31，实现对DUT输出的性能测试。
测试电路板3为本发明装置的关键，其结构原理图如图2所示。主控计算机1通过仿真器2和仿真器接口6连接CPU7，通过仿真开发程序实现对CPU7的程序的开发与调度，完成对两只1553协议电路13、14的控制。CPU时钟8为CPU7提供时钟信号。上电复位电路19输出的复位信号，使CPU7和1553协议电路13、14在测试板供电达到目标电压200毫秒后复位结束，复位信号经过延时电路20输出三路复位信号，其中两路相同的为1553协议电路13、14的复位信号，CPU7的复位信号结束时间比1553协议电路13、14复位信号结束的时间延时了200微秒，从硬件结构设计上保证CPU7在1553协议电路复位结束前不对其进行操作。CPU7的片选信号22与地址总线23中的部分地址线通过译码器25进行译码，输出两个片选信号将两只1553协议电路13、14分别映射到CPU7的不同内存区进行控制操作。CPU7的读/写信号21、片选信号22、地址总线23、数据总线24直接与SRAM9连接，将SRAM9映射为扩展内存进行CPU的程序加载。
1553协议时钟电路15、16为1553协议电路13、14提供16MHz或12MHz时钟信号，控制软件应根据协议时钟信号的频率配置1553协议电路的工作在16MHz或12MHz模式下；1553协议地址控制电路17、18只在1553协议电路13、14工作在远程终端模式下时配置远程终端的地址，1553协议电路工作在总线控制模式时无效。
两只1553协议电路13、14的数字输出/输入信号即为两只被测1553总线控器收发芯片10、11的数字接收/发送信号28、29；两只1553总线控器收发芯片10、11通过模拟总线信号30、31与等效电阻网络12连接；等效电阻网络和被测1553总线控制器收发芯片的输入/输出以及控制信号的连接如图3所示。模拟总线信号30、31分别与隔离变压器42、43的原边连接，隔离变压器42、43的原副边变比为1:2.5，两只隔离变压器42、43的副边通过分压电阻48、49、50、51和单向开关53、54相连，分压电阻48-51的阻值均为55Ω，负载电阻52的阻值为35Ω，其两端设有一对模拟信号探测点55用于与示波器探头4进行模拟信号测试。双向拨码开关44、45分别与DUT1、DUT2的接收使能信号引脚连接；双向拨码开关46、47分别与DUT1、DUT2的发送禁止信号引脚连接；上拉电阻56、57、58、59阻值均为10KΩ，上拉电压为5V。
CPU7将1553协议电路13初始化为总线控制器工作模式，输出1MbpsManchester II编码的数字信号Tx±32、34作为测试1553总线控制器收发芯片模拟发送功能的输入激励；双向拨码开关44、46接地，DUT1的接收使能信号和发送禁止信号均置低，DUT1接收总线信号30的功能被禁止，发送功能被使能；DUT1将发送端正向输入数字信号32和发送端负向输入数字信号34转换为模拟总线信30输出到变压器42的原边，经过变压器42升压输出至分压电阻网络；闭合开关54，断开开关53，示波器探头4在负载电阻52两端的探测点55上可以测量出DUT1的模拟发送参数。同样，对1553协议电路14和DUT2进行上述控制操作，闭合开关53，断开开关54，示波器探头4在负载电阻52两端的探测点55上可以测量出DUT2的模拟发送参数。
CPU7将1553协议电路13初始化为总线控制器工作模式，将协议电路14初始化为远程终端工作模式，协议电路13输出1Mbps Manchester II编码的数字信号Tx±32、34；双向拨码开关44、46接地，DUT1的接收使能信号和发送禁止信号均置低，DUT1接收总线信号30的功能被禁止，发送功能被使能；经过DUT1转换为模拟总线信号30输出到变压器42的原边，经过变压器42升压输出至分压电阻网络；闭合开关53，54，经过变压器43，此时变压器43的原边的模拟信号31为测试DUT2模拟接收功能的输入激励信号。双向拨码开关45、47接高电平，DUT2的接收使能信号和发送禁止信号均置高，DUT2接收总线信号31的功能被使能，发送功能被禁止；示波器探头4在探测点41上测量出DUT2的接收端正向输出数字信号37和接收端负向输出数字信号39的参数。同样，CPU7将1553协议电路14初始化为总线控制器工作模式，将协议电路13初始化为远程终端工作模式；双向拨码开关44、46接高、45、47接地；示波器探头4在探测点40上测量出DUT1的接收端正向输出数字信号36和DUT2接收端负向输出数字信号38的参数。
Claims (10)
1.1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，包括依次连接的主控计算机、仿真器、测试电路板和示波器；主控计算机通过仿真器连接实现对测试电路板的控制；示波器用于采集测量测试电路板上由被测的收发器芯片输出的模拟信号和/或数字参数；
所述的测试电路板包括设置在测试电路板上的CPU、等效电阻网络和两个1553协议电路；
所述的CPU分别与两个1553协议电路对应连接实现控制；
所述的两个1553协议电路输出端和输入端分别与被测的两个收发器芯片的数字输入端和输出端对应连接；
所述的等效电阻网络连接在被测的两个收发器芯片的模拟输入/输出端之间，用作被测的两个收发器芯片的等效负载。
2.根据权利要求1所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的测试电路板上还设置有用于连接仿真器的仿真器接口，以及收发器插座；两个收发器芯片分别通过分立芯片KGD夹具与收发器插座连接。
3.根据权利要求1所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的两只1553协议电路既产生测试激励又接收测试响应。
4.根据权利要求1所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的1553协议电路和两个收发器芯片数字输出端的连接的通路上设置数字参数探测点。
5.根据权利要求1或4所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的收发器芯片的数字输入端与1553协议电路的Manchester II编码数字信号输出端连接；收发器芯片的数字输出端与1553协议电路的Manchester II编码数字信号输入端连接。
6.根据权利要求1所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的等效电阻网络还用于提供模拟信号的示波器探头采集探测点。
7.根据权利要求1或6所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的两个收发器芯片的模拟输入/输出端分别通过隔离变压器与等效电阻网络连接。
8.根据权利要求1所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的两只1553协议电路的寄存器区和内存区通过地址译码电路映射到CPU的不同物理地址位置，CPU对映射后的不同物理地址进行读写操作，实现对1553协议电路的控制，1553协议电路工作在总线控制模式下，输出Manchester II编码的数字信号作为输入激励，用于测试收发器的模拟发送功能。
9.根据权利要求1所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的主控计算机通过仿真器控制测试电路板上的CPU，实现对两只1553协议电路的控制，将一只1553协议电路初始化为总线控制器工作模式对收发器进行发送功能和性能测试；将另一只1553协议电路初始化为远程终端工作模式对收发器进行接收功能和性能测试；主控计算机通过监测两只1553协议电路的总线通信状态来判断两只收发器的收发功能。
10.根据权利要求9所述的1553总线通信控制器收发器芯片KGD板级测试装置，其特征在于，所述的1553协议电路为远程终端工作模式时，能够在CPU的控制下用来接收被测收发器芯片数字输出端输出的Manchester II编码的数字信号，通过1553协议通信功能是否正确来测试收发器的数字发送功能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131009 |