CN109239576B - 一种高速光通信芯片测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速光通信芯片测试系统及方法，包括控制终端、测试源、高速接口板和探针卡；测试源与控制终端相连，包括Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器，用于在控制终端的控制下生成测试信号；高速接口板与控制终端、测试源和探针卡相连，用于在控制终端的控制下选择Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个作为当前测试源，并将当前测试源生成的测试信号发送至所述探针卡；探针卡与待测高速光通信芯片相连，用于基于测试信号测试待测高速光通信芯片，获取待测高速光通信芯片的测试参数。本发明的高速光通信芯片测试系统及方法既可在芯片工程验证时保证测试精度与覆盖率，又可在大批量生产测试时有效提升并行测试效率，减少测试时间，降低测试成本。

Description

一种高速光通信芯片测试系统及方法

技术领域

本发明涉及集成电路的技术领域，特别是涉及一种高速光通信芯片测试系统及方法。

背景技术

随着云计算、移动互联网、数据中心等的大力建设，对带宽和宽带网络具有迫切和直接的需求。现有技术中光通信网络正向着集成化、低功耗、智能化和大容量的方向发展。高速光通信芯片及其相应光器件具有功能上和尺寸上的高度集成，以及低成本、低功耗和大带宽等的优点，能够满足不断增长的数据业务、网络资源等的要求。

随着光通信作为未来数据通信的主流技术，高速光通信芯片将被广泛应用于超级计算机、高性能服务器、数字通讯交换机和数据中心等国家战略性信息基础设施，成为宽带通信系统和新型网络的核心部件。现有技术中，主流的高速光通信芯片的单通道数传速率已达25Gbps或更高，一颗芯片上可集成4个或更多通道。目前对于光通信芯片的ATE(Automatic TestEquipment，自动测试设备)量产测试需要外接高速测试仪器，如网络分析仪、误码仪等等。然而，现有的高速光通信芯片测试具有以下不足：

(1)测试仪器昂贵，只能单通道测试，无法并行测试；

(2)测试时间长，导致测试成本高；

(3)生产效率低，不利于大规模量产。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高速光通信芯片测试系统及方法，既可在芯片工程验证时保证测试精度与覆盖率，又可在大批量生产测试时有效提升并行测试效率，从而减少了测试时间，降低测试成本。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高速光通信芯片测试系统，包括控制终端、测试源、高速接口板和探针卡；所述测试源与所述控制终端相连，包括GoldenDevice、FPGA、光源和高速测试仪器，用于在所述控制终端的控制下生成测试信号；所述高速接口板与所述控制终端、所述测试源和所述探针卡相连，用于在所述控制终端的控制下选择GoldenDevice、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个作为当前测试源，并将当前测试源生成的测试信号发送至所述探针卡；所述探针卡与所述控制终端和待测高速光通信芯片相连，用于基于所述测试信号测试所述待测高速光通信芯片，以获取所述待测高速光通信芯片的测试参数。

于本发明一实施例中，所述Golden Device、FPGA和高速测试仪器还用于接收所述待测高速光通信芯片返回的响应信号。

于本发明一实施例中，所述测试信号采用速率不小于10Gbps的伪随机二进制序列。

于本发明一实施例中，所述测试参数包括误码率、抖动、抖动容限和输入灵敏度中的一种或多种组合。

于本发明一实施例中，所述Golden Device和所述FPGA均包括至少一个测试通道；所述光源用于实现待测高速光通信芯片的光电测试；所述高速测试仪器还用于实现待测高速光通信芯片的测试精度校准。

于本发明一实施例中，所述测试源通过高速线缆与所述高速接口板相连；所述高速接口板通过高速线缆与所述探针卡相连。

于本发明一实施例中，所述探针卡通过探针芯与所述待测高速光通信芯片相连。

于本发明一实施例中，所述探针卡上设置有环回电路，基于所述环回电路用于与所述待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列发生器与高速伪随机二进制序列检验器、以及程控抖动源与程控衰减器实现所述待测高速光通信芯片的高速码流自发自收，以获取测试参数，所述测试参数包括但不限于误码率、抖动、抖动容限和输入灵敏度。

同时，本发明提供一种上述的高速光通信芯片测试系统的测试方法，包括以下步骤：

在控制终端的控制下基于高速接口板选择Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个作为当前测试源；

基于所述当前测试源生成测试信号；

基于所述高速接口板将所述测试信号传送至探针卡；

基于所述探针卡和所述测试信号对待测高速光通信芯片进行测试。

于本发明一实施例中，本发明提供一种上述的高速光通信芯片测试系统的测试方法，包括以下步骤：

在控制终端的控制下基于待测高速光通信芯片自带高速伪随机二进制序列发生器产生测试信号；

基于环回电路传送所述测试信号传送，并基于程控衰减器和程控抖动源对所述测试信号进行幅度和抖动调制；

基于待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列检验器测试幅度和抖动调制后的测试信号的测试参数。

如上所述，本发明所述的高速光通信芯片测试系统及方法，具有以下有益效果：

(1)能够根据高速光通信芯片的测试需求灵活选择合适的测试资源进行量产测试，提升并行测试效率，减少测试时间；

(2)能够在不降低测试标准的情况下选择最优配置，从而降低测试成本，提高生产率；

(3)能够进行不同测试方法之间的校准，保证测试精度。

附图说明

图1显示为本发明的高速光通信芯片测试系统于一实施例中的结构示意图；

图2显示为本发明的高速光通信芯片测试方法于一实施例中的流程图；

图3显示为本发明的高速光通信芯片测试方法于另一实施例中的流程图。

元件标号说明

1 控制终端

2 测试源

21 Golden Device

22 FPGA

23 光源

24 高速测试仪器

3 高速接口板

4 探针卡

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的高速光通信芯片测试系统及方法能够根据高速光通信芯片的测试需求灵活选择合适的测试资源进行量产测试，提升并行测试效率，减少测试时间，从而为高速光通信芯片的快速量产提供了支持。

需要说明的是，本发明的高速光通信芯片包括但不限于跨阻放大器、驱动器。

如图1所示，于发明一实施例中，本发明的高速光通信芯片测试系统包括：控制终端1、测试源2、高速接口板3和探针卡4。

控制终端1为本发明的高速光通信芯片测试系统的核心控制组件，用于控制测试源2的选择和测试信号的生成；用于控制高速接口板3的测试信道选择与切换，用于控制探针卡4的测试信道选择与切换，及其上程控衰减器与程控抖动源的设置，以及通过探针卡4对待测高速光通信芯片的模式配置。优选地，所述控制终端1采用市场上通用测试机台。

所述测试源2与所述控制终端1相连，包括Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器，用于在所述控制终端1的控制下生成测试信号。

具体地，在发明中为了满足不同高速光通信芯片的测试需求，同时提供了GoldenDevice21、FPGA22、光源23和高速测试仪器24这四种测试方式。

其中，所述Golden Device21和所述FPGA22均包括至少一个测试通道，从而能够实现待测高速光通信芯片的多通道并行测试，为高速光通信芯片的量产测试提供了可能。

所述光源23用于实现待测高速光通信芯片的光电测试。

所述高速测试仪器24具有非常高的测试精度，还被用于实现待测高速光通信芯片的测试精度校准。例如，所述FPGA222的测试精度相较于所述高速测试仪器的测试精度要低，故可采用所述高速测试仪器24进行测试精度校准。

优选地，所述测试信号采用速率不小于10Gbps的伪随机二进制序列(PseudoRandom Binary Sequence，PRBS)，从而满足高速光通信芯片的测试需求。PRBS是指只包含0和1的伪随机序列。如果一个序列，一方面它是可以预先确定的，并且是可以重复地生产和复制的；一方面它又具有某种随机序列的随机特性(即统计特性)，则这种序列为伪随机序列。优选地，于本发明一实施例中，所述伪随机二进制序列一般采用但不限于PRBS7、PRBS15、PRBS23或PRBS31。

所述高速接口板3与所述控制终端1、所述测试源2和所述探针卡4相连，用于在所述控制终端2的控制下选择Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个作为当前测试源，并将当前测试源生成的测试信号发送至所述探针卡4。

具体地，所述控制终端1在Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中选择一个作为当前测试源，并通过所述高速接口板3的选择功能实现当前测试源的选择，以将当前测试源所生成的测试信号的传输至所述探针卡4。

于本发明一实施例中，所述控制终端1控制高速接口板3上的元器件如继电器(Relay)，来选择测试源。

需要说明的是，所述高速接口板3还实现了所述测试源2和所述探针卡4之间的接口匹配，从而使得所述测试信号能够传送至所述探针卡4。

于本发明一实施例中，所述测试源2通过高速线缆与所述高速接口板3相连。

所述探针卡4与所述控制终端1和待测高速光通信芯片相连，用于基于所述测试信号测试所述待测高速光通信芯片，以获取所述待测高速光通信芯片的测试参数。

于本发明一实施例中，所述控制终端1控制所述探针卡4的组件，如读写寄存器，控制继电器。

具体地，所述测试信号经由所述探针卡4传送至所述待测高速光信号芯片上，从而获取所述待测高速光信号芯片的测试参数，以实现对所述待测高速光通信芯片的性能测试。

于本发明一实施例中，所述测试参数包括误码率、抖动、抖动容限和输入灵敏度中的一种或多种组合。

于本发明一实施例中，所述高速接口板3通过高速线缆与所述探针卡4相连。

于本发明一实施例中，所述探针卡4通过探针芯与所述待测高速光通信芯片相连。

于本发明一实施例中，所述探针卡4上设置有环回电路，基于所述环回电路用于与所述待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列发生器与高速伪随机二进制序列检验器、以及程控抖动源与程控衰减器实现所述待测高速光通信芯片的高速码流自发自收，以获取测试参数，所述测试参数包括但不限于误码率、抖动、抖动容限和输入灵敏度。具体地，所述环回电路、配合外设的程控抖动源与程控衰减器、所述待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列发生器与高速伪随机二进制序列检验器能够实现高速码流自收发，从而可实现所述待测高速光通信芯片的测试，并获取相应的测试参数。

需要说明的是，在测试过程中，所述待测高速光通信芯片从所述探针卡4、高速接口板3发送响应信号至所述测试源2中的所述Golden Device21、所述FPGA22和所述高速测试仪器24，从而便于所述Golden Device21、所述FPGA22和所述高速测试仪器24根据所述测试信号和所述响应信号获知所述待测高速光通信芯片的性能参数。

如图2所示，于一实施例中，本发明的高速光通信芯片测试系统的测试方法包括以下步骤：

步骤S21、在控制终端的控制下基于高速接口板选择Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个作为当前测试源。

具体地，基于控制终端在Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个选择作为当前测试源，并通过高速接口板导通所述当前测试源。

步骤S22、基于所述当前测试源生成测试信号。

具体地，所述当前测试源在所述控制终端的控制下，根据所述待测高速光通信芯片的测试需求，生成对应的测试信号。

步骤S23、基于所述高速接口板将所述测试信号传送至探针卡。

具体地，所述高速接口板通过接口转换的方式将所述当前测试源生成的测试信号传送至所述探针卡。

步骤S24、基于所述探针卡和所述测试信号对待测高速光通信芯片进行测试。

具体地，所述探针卡与所述待测高速光通信芯片相连，将所述测试信号发送至所述待测光通信芯片上，以实现所述待测光通信芯片的测试。

如图3所示，于本发明另一实施例中，本发明的高速光通信芯片测试系统的测试方法包括以下步骤：

步骤S31、在控制终端的控制下基于待测高速光通信芯片自带高速伪随机二进制序列发生器产生测试信号。

具体地，控制终端控制待测高速光通信芯片自带高速伪随机二进制序列发生器产生测试所需的测试信号。

步骤S32、基于环回电路传送所述测试信号传送，并基于程控衰减器和程控抖动源对所述测试信号进行幅度和抖动调制。

具体地，所述测试信号传送至所述环回电路，并通过程控衰减器和程控抖动源来进行幅度和抖动调制。

步骤S33、基于待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列检验器测试幅度和抖动调制后的测试信号的测试参数。

具体地，待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列检验器对幅度和抖动调制后的测试信号进行测试，从而获取测试参数。所述测试参数包括误码率、抖动、抖动容限和输入灵敏度中的一种或多种组合。

综上所述，本发明的高速光通信芯片测试系统及方法能够根据高速光通信芯片的测试需求灵活选择合适的测试资源进行量产测试，提升并行测试效率，减少测试时间；能够在不降低测试标准的情况下选择最优配置，从而降低测试成本，提高生产率；能够进行不同测试方法之间的校准，保证测试精度。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种高速光通信芯片测试系统，其特征在于，包括控制终端、测试源、高速接口板和探针卡；

所述测试源与所述控制终端相连，包括Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器，用于在所述控制终端的控制下生成测试信号；

所述高速接口板与所述控制终端、所述测试源和所述探针卡相连，用于在所述控制终端的控制下选择Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个作为当前测试源，并将当前测试源生成的测试信号发送至所述探针卡；

所述探针卡与所述控制终端和待测高速光通信芯片相连，用于基于所述测试信号测试所述待测高速光通信芯片，以获取所述待测高速光通信芯片的测试参数；

所述Golden Device和所述FPGA均包括至少一个测试通道；所述光源用于实现待测高速光通信芯片的光电测试；所述高速测试仪器还用于实现待测高速光通信芯片的测试精度校准。

2.根据权利要求1所述的高速光通信芯片测试系统，其特征在于：所述Golden Device、FPGA和高速测试仪器还用于接收所述待测高速光通信芯片返回的响应信号。

3.根据权利要求1所述的高速光通信芯片测试系统，其特征在于：所述测试信号采用速率不小于10Gbps的伪随机二进制序列。

4.根据权利要求1所述的高速光通信芯片测试系统，其特征在于：所述测试参数包括但不限于误码率、抖动、抖动容限和输入灵敏度中的一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的高速光通信芯片测试系统，其特征在于：所述测试源通过高速线缆与所述高速接口板相连；所述高速接口板通过高速线缆与所述探针卡相连。

6.根据权利要求1所述的高速光通信芯片测试系统，其特征在于：所述探针卡通过探针芯与所述待测高速光通信芯片相连。

7.根据权利要求1所述的高速光通信芯片测试系统，其特征在于：所述探针卡上设置有环回电路，基于所述环回电路用于与所述待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列发生器与高速伪随机二进制序列检验器、以及所述控制终端上设置的程控抖动源与程控衰减器实现所述待测高速光通信芯片的高速码流自发自收，以获取测试参数，所述测试参数包括但不限于误码率、抖动、抖动容限和输入灵敏度。

8.一种权利要求1-6之一所述的高速光通信芯片测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

在控制终端的控制下基于高速接口板选择Golden Device、FPGA、光源和高速测试仪器中的一个作为当前测试源；

基于所述当前测试源生成测试信号；

基于所述高速接口板将所述测试信号传送至探针卡；

基于所述探针卡和所述测试信号对待测高速光通信芯片进行测试。

9.一种权利要求7所述的高速光通信芯片测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

在控制终端的控制下基于待测高速光通信芯片自带高速伪随机二进制序列发生器产生测试信号；

基于环回电路传送所述测试信号传送，并基于程控衰减器和程控抖动源对所述测试信号进行幅度和抖动调制；

基于待测高速光通信芯片自带的高速伪随机二进制序列检验器测试幅度和抖动调制后的测试信号的测试参数。

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