CN105807134A - 频率测试仪及频率测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种频率测试仪，其包括基准时钟产生模块、信号比对模块、结果输出模块；本发明还涉及一种实现频率测试的系统，其包括待测设备以及所述的频率测试仪，待测设备包括待测频率发生器、频率测试模块以及频率比较模块，频率测试模块的使能端与所述的基准时钟产生模块的输出端相连接，频率测试模块的输入端与待测频率发生器的输出端相连接，频率测试模块的输出端与所述的频率比较模块的输入端相连接，所述的频率比较模块的输出端与所述的信号比对模块的输入端相连接。采用该种结构的频率测试仪及频率测试系统，将频率测试模块即频率比较模块内置到待测设备中，频率比较完全由硬件实现，结构简单，提高了测试效率及可靠性，应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及集成电路，具体是指一种频率测试仪及频率测试系统。
背景技术
集成电路测试中的频率测试是常见的测试项目，目前集成电路频率测试，依靠测试仪中频率测试模块对频率进行采集，然后测试仪再通过软件判断采集的频率是否符合测试规范，即目前集成电路频率测试过程中，测试仪需要做两件事：频率采集，频率判断。一般频率测试项目依靠测试仪的频率测试模块(TMU)可实现频率测试，在多管芯同测时，一个TMU在同一时间内仅负责一个管芯频率采集，如测试卡板上仅存在一个TMU，在多管芯同测时，频率测试按单管芯方式轮流测试，此处降低了测试效率。
如要依靠TMU实现真正意义多管芯同测，需增加测试卡板上TMU数量，但测试卡板成本成倍提高。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种将频率测试实质转化为普通的功能测试、提高了测试效率及可靠性、结构简单、应用范围广泛的频率测试仪及频率测试系统。
为了实现上述目的，本发明的频率测试仪及频率测试系统具有如下构成：
该频率测试仪，其主要特点是，所述的测试仪包括：
基准时钟产生模块，用以提供参考时钟信号；
信号比对模块，用以将待测设备频率测试后产生的标记信号与测试仪内部存储的不同的标准标记信号进行比较；
结果输出模块，用以输出所述的待测设备的频率测试结果。
进一步地，所述的结果输出模块为显示屏。
本发明还涉及一种实现频率测试的系统，其主要特点是，所述的系统包括待测设备以及所述的频率测试仪，所述的待测设备包括待测频率发生器、频率测试模块以及频率比较模块，所述的频率测试模块的使能端与所述的基准时钟产生模块的输出端相连接，所述的频率测试模块的输入端与所述的待测频率发生器的输出端相连接，所述的频率测试模块的输出端与所述的频率比较模块的输入端相连接，所述的频率比较模块的输出端与所述的信号比对模块的输入端相连接。
进一步地，所述的待测频率发生器为所述的待测设备内部的时钟模块。
进一步地，所述的频率测试模块为N位计数器，所述的计数器的位数与所述的待测频率的测试精度有关。
进一步地，所述的频率比较模块包括频率上限单元、频率下限单元以及频率检测结果生成单元；所述的频率上限单元的输入端、所述的频率下限单元的输入端以及所述的频率测试模块的输出端相连接，所述的频率上限单元的输出端与所述的频率检测结果生成单元的第一输入端相连接，所述的频率下限单元的输出端与所述的频率检测结果生成单元的第二输入端相连接，所述的频率检测结果生成单元的输出端与所述的信号比对模块的输入端相连接。
采用了该发明中的频率测试仪及频率测试系统，在基本不影响电路成本的前提下，解决目前集成电路频率测试依赖于测试设备频率测试模块(TMU)的问题，将频率测试模块及频率比较模块集成到待测设备内部，频率采集和频率比较均由硬件完成，测试仪仅需要负责信号的输入及比对，频率测试实质转化为普通的功能测试，使得多管芯同测频率时，更便捷，高效，提高了测试效率及可靠性。
附图说明
图1为本发明的频率测试系统的结构示意图。
图2为本发明的频率测试模块的结构示意图。
图3为本发明的频率比较模块的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1至图3所示，本发明的频率测试仪包括：
基准时钟产生模块，用以提供参考时钟信号；
信号比对模块，用以将待测设备频率测试后产生的标记信号与测试仪内部存储的不同的标准标记信号进行比较；
结果输出模块，用以输出所述的待测设备的频率测试结果。
所述的结果输出模块为显示屏。
通过上述的频率测试仪，在实现频率测试的过程中，本发明的频率测试仪仅需要输入基准时钟，控制频率测试模块的使能时间，电路内置的频率测试模块将自动完成频率计量及检测，给出频率测试是否符合测试规范标记信号，测试仪仅需比对标记信号，即可判定频率是否符合测试规范，实际将频率测试转换成普通的功能测试，大大简化了测试，同时，由于频率判断直接由电路内置的硬件完成，测试可靠性也得到提升。
请参阅图1所示，本发明的频率测试系统包括待测设备以及所述的频率测试仪，所述的待测设备包括待测频率发生器、频率测试模块以及频率比较模块，所述的频率测试模块的使能端与所述的基准时钟产生模块的输出端相连接，所述的频率测试模块的输入端与所述的待测频率发生器的输出端相连接，所述的频率测试模块的输出端与所述的频率比较模块的输入端相连接，所述的频率比较模块的输出端与所述的信号比对模块的输入端相连接。
其中，所述的待测频率发生器为所述的待测设备内部的时钟模块。一般在集成电路中都会内部集成时钟，该时钟是整个集成电路工作的基础，所以在测试的时候需要针对该时钟进行测试，因此集成电路的时钟模块输出的即是待测频率。
另外，请参阅图2所示，本发明的频率测试模块内置到待测设备的内部，负责完成时钟的采集，其中本发明中的频率测试模块是指为一个N位计数器，所述的计数器的位数与所述的待测频率的测试精度有关，其中，待测频率与所述的N位计数器的输入端相连接，频率测试仪的基准时钟产生模块的输出端与所述的N位计数器的使能端相连接，N位计数器的输出即为待测频率的测试结果。
本发明中当频率测试仪输出的基准时钟使能N位计数器时，开始测量频率，使能时间需要精确控制。
当频率测试仪输出的基准时钟禁止N位计数器时，频率计量结果保持。
此外，本发明的频率测试模块的原理如下所示：
假设待测试频率目标值为f，设定N位计数器计数至A时，对应的频率为f，则对应计数器使能时间T＝A/f。
实际测试过程中，N位计数器使能时间T由频率测试仪控制(对应基准时钟)，在N位计数器使能期间，若计数结果大于A，则频率高于目标频率f；若计数结果小于A，则频率低于目标频率f。
通过频率测试模块后，频率转换为计数器计数结果，方便后续频率比较模块处理。
本发明中频率测试模块可通过调整计数器位数，实现频率测量精度的调整，精度调整原理如下：
假设待测目标频率需要达到的测试精度为X，则设定目标频率下计数值A，则仅需满足1/A≤X即可，可知A≥1/X，在设计N位计数器时，仅需保证2N≥A，即可以满足测量精度要求，N值越大测量精度越高。
另外，在确定计数器位数时还需要结合设计中目标频率可能出现的最大值fmax，求出对应的Amax，Amax/fmax＝A/f，故Amax＝A*fmax/f，故Amax≥fmax/X*f，并需要保证2N≥Amax；
满足精度及最大值要求后，N一般选取最小值，保证设计面积最小。
为了更加清楚地说明该频率测试模块的工作原理，特在此引用以下具体实施例：
假设，待测频率目标值4M，频率上限5.2M，要求测量精度1％。
从给定情况易知f＝4M，fmax＝5.2M，X＝1％，由上述原理描述，容易得出：
A≥1/X＝100，Amax≥130，考虑最小化设计，取A＝100，Amax＝130，由于2N≥Amax，故N≥8，N位计数器使能时间T＝A/f＝25us，即要到达测试目标频率4M，频率上限5.2M，测量精度1％的测试要求，频率测试模块只需要设计一个8位的计数器即可满足频率测量要求，单次频率测试时间为25us。
请参阅图3所示，为本发明的频率比较模块的结构示意图，所述的频率比较模块包括频率上限单元、频率下限单元以及频率检测结果生成单元；所述的频率上限单元的输入端、所述的频率下限单元的输入端以及所述的频率测试模块的输出端相连接，所述的频率上限单元的输出端与所述的频率检测结果生成单元的第一输入端相连接，所述的频率下限单元的输出端与所述的频率检测结果生成单元的第二输入端相连接，所述的频率检测结果生成单元的输出端与所述的信号比对模块的输入端相连接。
其中，频率上限单元、频率下限单元根据频率计量结果与系统预设的频率上限以及频率下限比较，输出频率符合或不符合规范的判定结果。
频率上限单元、频率下限单元由纯组合逻辑实现，实时判断频率计量结果，反应速度快，工作可靠。
频率检测结果生成单元通过与门或者或门的方式，将频率上限单元、频率下限单元输出的判定结果合成为最终频率测试是否通过的标志信号，仅当频率上限单元、频率下限单元的判定结果均为符合的情况下，频率检测结果生成单元才输出频率测试通过的标志信号。
为了更加清楚地说明该频率比较模块的工作原理，特在此引用以下具体实施例：
待测频率目标值4M，要求频率上限4.4M，频率下限3.6M，要求测量精度1％，由上文已求出A＝100。
系统预设的频率上限以及频率下限与Amax计算方式相同，易得出A上限＝110，A下限＝90。
若频率计量结果大于110，则频率上限单元输出频率不符合规范的判定结果，频率下限单元输出频率符合规范的判定结果，频率检测结果生成单元将输出频率测试不通过的标志信号。
若频率计量结果小于90，则频率上限单元输出频率符合规范的判定结果，频率下限单元输出频率不符合规范的判定结果，频率检测结果生成单元将输出频率测试不通过的标志信号。
若频率计量结果小于110，大于90，则频率上限单元输出频率符合规范的判定结果，频率下限单元输出频率符合规范的判定结果，频率检测结果生成单元将输出频率测试通过的标志信号。
采用了该发明中的频率测试仪及频率测试系统，在基本不影响电路成本的前提下，解决目前集成电路频率测试依赖于测试设备频率测试模块(TMU)的问题，将频率测试模块及频率比较模块集成到待测设备内部，频率采集和频率比较均由硬件完成，测试仪仅需要负责信号的输入及比对，频率测试实质转化为普通的功能测试，使得多管芯同测频率时，更便捷，高效，提高了测试效率及可靠性。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (6)
1.一种频率测试仪，其特征在于，所述的频率测试仪包括：
基准时钟产生模块，用以提供参考时钟信号；
信号比对模块，用以将待测设备频率测试后产生的标记信号与测试仪内部存储的不同的标准标记信号进行比较；
结果输出模块，用以输出所述的待测设备的频率测试结果。
2.根据权利要求1所述的频率测试仪，其特征在于，所述的结果输出模块为显示屏。
3.一种基于权利要求1所述的频率测试仪实现频率测试的系统，其特征在于，所述的频率测试仪实现频率测试的系统包括待测设备以及所述的频率测试仪，所述的待测设备包括待测频率发生器、频率测试模块以及频率比较模块，所述的频率测试模块的使能端与所述的基准时钟产生模块的输出端相连接，所述的频率测试模块的输入端与所述的待测频率发生器的输出端相连接，所述的频率测试模块的输出端与所述的频率比较模块的输入端相连接，所述的频率比较模块的输出端与所述的信号比对模块的输入端相连接。
4.根据权利要求3所述的实现频率测试的系统，其特征在于，所述的待测频率发生器为所述的待测设备内部的时钟模块。
5.根据权利要求3所述的实现频率测试的系统，其特征在于，所述的频率测试模块为N位计数器，所述的计数器的位数与所述的待测频率的测试精度有关。
6.根据权利要求3所述的，其特征在于，所述的频率比较模块包括频率上限单元、频率下限单元以及频率检测结果生成单元；所述的频率上限单元的输入端、所述的频率下限单元的输入端以及所述的频率测试模块的输出端相连接，所述的频率上限单元的输出端与所述的频率检测结果生成单元的第一输入端相连接，所述的频率下限单元的输出端与所述的频率检测结果生成单元的第二输入端相连接，所述的频率检测结果生成单元的输出端与所述的信号比对模块的输入端相连接。
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