CN109406916A - 一种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，包括界面工具，设置于上位机的、与界面工具之间具有交互的第一子平台，设置于下位机的、与第一子平台之间具有交互的第二子平台；界面工具作为人机交互接口，用于进行测试代码编辑和编译，供用户编辑测试项流程、输入测试控制指令、进行测试项调试；第一子平台根据从界面工具接收的指令对半导体存储器老化测试装置进行硬件设置；第二子平台根据加载的测试主程序以及在界面工具中编辑的测试项流程控制半导体存储器老化测试装置的测试核心板进行半导体存储器测试；该测试平台可充分发挥硬件装置的测试性能，兼顾了软件开发的可重用性，并提供了多种测试工具，可极大提高测试程序的调试验证效率。

Description

一种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台

技术领域

本发明属于半导体存储器老化测试技术领域，更具体地，涉及一种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台。

背景技术

通过老化测试可以加速半导体存储器件失效让其缺陷单元尽早暴露出来。老化测试系统包括老化测试箱、测试模块、数据处理模块及系统控制模块。从软件工程层面，测试开发工程师首先需要根据用户的测试计划建立测试项目，对程式进行在线检查和调试，确保每个测试项调试通过，然后对整个测试流程进行试运行，并根据用户的需求规范将测试结果与用户原有的结果进行比对，确保测试结果满足用户的需求，最后，产品工程师将验证好的测试程式导入产线，开始进行量产测试。在以上各个环节，测试人员都需要操作相应的软件工具来达成各阶段目标，最终实现产品的量产。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其目的在于为半导体存储器老化测试装置提供程式调试工具以及测试工具。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，包括界面工具，设置于上位机的、与界面工具之间通过内部通讯协议交互的第一子平台，以及设置于下位机的、与第一子平台之间通过TCP/IP通讯协议交互的第二子平台；

其中，界面工具作为人机交互接口，用于为开发测试程式提供编辑和编译工具以供进行测试代码的编辑和编译生成测试主程序；供用户编辑测试项流程、输入测试控制指令、进行测试项调试；

第一子平台具有与界面工具通信的接口，用于根据从界面工具接收的指令对半导体存储器老化测试装置进行硬件设置；

第二子平台用于根据加载的测试主程序以及在界面工具中编辑的测试项流程控制半导体存储器老化测试装置的测试核心板对半导体存储器进行测试，并读取测试结果反馈给上位机；测试结果发送到界面工具显示给用户；并可通过上位机加载的分析工具进一步对当前批次或所有批次的DUT老化测试数据进行分析。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，第一子平台还包括硬件抽象层，该硬件抽象层用于模拟下位机返回的数据，使得第一子平台不依赖于下位机和半导体存储器老化测试装置的硬件独立运行，以进行不依赖于设备的离线测试。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其界面工具包括并列的测试主界面、编辑界面以及测试工具；

其中，测试主界面用于编辑测试项流程、根据用户的测试控制指令进行测试控制、显示测试监控信息以及测试结果、以及对半导体存储器老化测试装置老化室温度进行监控和控制；

编辑界面用于为开发测试程式提供编辑和编译工具，在编辑界面可以进行代码的编辑和编译，Scramble和Pattern文件的编辑和编译；

测试工具用于测试项调试，包括分配测试资源的Pin脚分配工具，查看和修改测试条件的测试条件监控工具，查看和修改时序信息的时序调试工具，查看波形并检查输入输出信号是否与模板一致的波形绘制工具，扫描多维测试参数用于寻找合格范围以确定合适参数的二维参数扫描测试工具，分步调试DUT测试程序并根据调试结果来修改DUT测试程序的调试工具，根据测试结果显示被测芯片的故障单元数量及所在位置的故障单元显示工具。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其第一子平台包括接口层和业务层；

其中，接口层用于提供对外的接口和协议，方便开发人员通过界面工具开发不同功能的测试程序；

业务层封装有与测试业务关联的功能设置模块以对界面工具进行支撑，用于进行引脚状态设置、电压和电流条件设置、时序发生设置、交流/直流测试及功能测试的设置、测试结果处理、内存模块设置、报警显示设置、时钟脉冲设置。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其第一子平台还包括基础层；基础层封装有适用上位机和下位机的跨平台基础库以进行日志打印、基础通讯库和/或文件操作；通过对基础库按照跨平台的要求进行封装，使封装好的跨平台基础库适用上位机和下位机，从而极大地提高软件系统开发效率。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其跨平台基础库包括日志打印库、基础通讯库、文件操作库。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，接口层包括界面工具通讯模块、下位机通讯模块以及用户接口；

其中，界面工具通讯模块用于与界面工具进行信息交互，发送处理后的信息给界面工具，接收用户从界面工具输入的信息；

下位机通讯模块用于与下位机进行信息交互，发送需要下位机处理的信息，接收下位机处理后的信息；

用户接口用于接收来测试主程序的数据，向下位机发送这些数据并获取处理后的结果。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，基础层还包括日志管理模块，通过日志管理模块统一管理系统打印的日志和测试打印的日志，提高设备的开发和调试的效率，并为后期维护提供便利。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，业务层还包括预编译模块，用于对测试程式进行统一的代码检查和设定检查，统一管理包括Scramble编译器、Pattern编译器的不同编译器以及链接器，并整合arm-linux的编译器，以在windows平台编译适用于下位机运行的程序，简化代码开发和编译步骤，提升测试效率。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其第二子平台包括测试主模块、硬件控制模块和设备驱动模块；

其中，测试主模块运行测试主程序，根据测试主界面编辑的测试项流程对半导体存储器老化测试装置的测试核心板进行控制以给待测DUT提供测试信号和电源，并读取DUT测试结果反馈给上位机；

设备驱动模块用于对半导体存储器老化测试装置测试核心板上的硬件进行驱动；包括对FPGA寄存器及外设进行驱动，温度传感器驱动，FPGA寄存器读写驱动，RAM读写驱动，EEPROM存储器驱动，实时时钟驱动；

硬件控制模块用于为测试主模块和上位机提供统一的接口，包括引脚操作相关接口、电压和电流设置接口、时序发生的设置接口、AC/DC(交流/直流)测试及功能测试相关的设置接口、测试结果处理接口、内存模块操作接口、报警设置接口、时钟脉冲设置接口。

优选的，上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其第二子平台还包括FPGA程序升级模块、主程序加载模块；

其中，FPGA程序升级模块用于接收上位机下发的待升级FPGA程序，自动替换旧版程序并备份，从而实现FPGA程序的升级功能；

主程序加载模块用于响应上位机发送的开始测试命令，自动将最新的测试主程序加载到下位机并运行。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，上位机可采用搭载Windows操作系统的PC机，下位机采用嵌入式的ARM+FPGA架构，采用Linux操作系统，通过对上位机软件工具和下位机软件工具的合理架构，充分利用ARM嵌入式系统高性能和低功耗的优势，从而可以更好地发挥硬件装置的测试性能；其优选方案通过规划统一的跨平台基础库，方便上位机和下位机软件共同使用，兼顾了软件开发的可重用性，可极大提高测试程序的调试验证效率；界面工具配合第一子平台业务层为测试研发人员以及用户应用需求提供了灵活的测试项流程和一系列实用的界面工具，可以极大地提高产品量产前测试程序的调试验证效率；其优选方案通过硬件抽象层模拟下位机返回的数据，使得第一子平台不依赖于下位机和半导体存储器老化测试装置的硬件独立运行，以进行不依赖于设备的离线测试。

附图说明

图1是半导体存储器老化测试装置架构示意图；

图2是实施例中用于半导体存储器老化测试装置的测试平台的架构示意图；

图3是实施例中采用用于半导体存储器老化测试装置的测试平台进行测试程式编译的流程示意图；

图4是实施例中采用用于半导体存储器老化测试装置的测试平台进行测试的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1是半导体存储器老化测试装置的硬件架构，包括上位机、以太网交换机、测试核心板、第一背板、直通板、第二背板和DUT(Device Under Test，被测试器件)测试板。上位机和以太网交换机设置在常温区，上位机运行本发明所提出的测试平台，包括分配测试资源、编辑测试项流程、分析测试结果；以太网交换机提供若干个百兆/千兆/万兆端口连接上位机与测试核心板，每块测试核心板对应一个端口，承担上位机与测试核心板之间的测试命令、测试结果的信息交换。测试核心板给待测DUT提供测试信号和电源，并对DUT输出信号进行比较，将测试结果分别保存到不同的存储区间以便于分析；DUT测试板用于承载待测的DUT，将测试核心板提供的测试信号和电源引到每个待测DUT，将每个待测DUT反馈的输出信号发送到测试核心板；第一背板给测试核心板和直通板提供插槽，实现信号和电源的传输；由测试核心板与第一背板、直通板、第二背板和DUT测试板构成的一个组合称为一个slot/site(插卡/单元，以下称slot)，每个slot可支持多个DUT同时测试。

参照图2，实施例提供的用于上述半导体存储器老化测试装置的测试平台，包括界面工具，设置于上位机的、与界面工具之间通过内部通讯协议交互的第一子平台，以及设置于下位机的、与第一子平台之间通过TCP/IP通讯协议交互的第二子平台；

其中，界面工具作为人机交互接口，提供编辑编译工具、供用户编辑测试项流程、输入测试控制指令、进行测试项调试，显示测试结果；第一子平台具有与界面工具通信的接口，用于根据从界面工具接收的指令对半导体存储器老化测试装置进行硬件设置；第二子平台用于根据加载的测试主程序以及在界面工具中编辑的测试项流程控制半导体存储器老化测试装置的测试核心板对半导体存储器进行测试，并读取测试结果反馈给上位机；测试结果发送到界面工具显示给用户；并可通过上位机加载的分析工具进一步对当前批次或所有批次的DUT老化测试数据进行分析。

实施例中，界面工具包括并列的测试主界面、编辑界面以及测试工具；其中，测试主界面用于编辑测试项流程、测试控制、测试信息监控及测试结果展示，以及对老化室温度的监控和控制；

编辑界面用于为开发测试程式提供编辑和编译工具，在此界面可以进行代码的编辑和编译，Scramble和Pattern文件的编辑和编译；

测试工具用于测试项调试，包括分配测试资源的Pin脚分配工具，查看和修改测试条件的测试条件监控工具，查看和修改时序信息的时序调试工具，查看波形并检查输入输出信号是否与模板一致的波形绘制工具，扫描多维测试参数用于寻找PASS/FAIL(合格/不合格)范围以确定合适参数的二维参数扫描测试工具，分步调试Pattern程序(DUT测试程序)并根据其信息和结果来修改Pattern程序的Pattern调试工具，根据测试结果显示被测半导体存储器芯片的故障单元数量及所在位置的故障单元显示工具；

测试工具可以极大地提高开发人员的调试效率，帮助测试人员尽快完成针对新产品的测试程式和测试参数的开发和调试，为量产测试做准备。

第一子平台包括接口层、业务层和基础层；

其中，接口层用于提供对外的接口和协议；

业务层封装了与测试业务关联的功能设置模块，用于进行引脚状态设置、电压和电流条件设置、时序发生的相关设置、AC/DC(交流/直流)测试及功能测试相关的设置、测试结果处理、内存模块设置、报警显示设置、时钟脉冲相关设置，对测试工具进行支撑；

基础层封装了适用于上位机和下位机的跨平台基础库，基础库包括日志打印库、基础通讯库、文件操作库的功能，基于上位机Windows系统和下位机Linux系统的软件都会用到这些基础的功能，本发明中对基础库按照跨平台的要求进行封装，使它们同时适用上位机和下位机，从而极大地提高了软件系统开发效率。

在一个优选实施例中，接口层包括界面工具通讯模块、下位机通讯模块以及用户接口；

其中，界面工具通讯模块用于与界面工具进行信息交互，包括发送处理后的信息给界面工具，接收用户从界面工具输入的信息；

下位机通讯模块用于与下位机进行信息交互，包括发送需要下位机处理的信息，接收下位机处理后的信息；

用户接口用于接收来自用户编写的程序的数据，向下位机发送这些数据并获取处理后的结果。

在一个优选实施例中，基础层还提供了一个硬件抽象层，该层用于模拟下位机返回的数据，使得第一子平台可不依赖于下位机和硬件设备独立运行，方便测试人员进行不依赖于设备的离线测试，可以更早地进行测试程式的验证，发现问题，解决问题，提高了测试程式调试的效率，还可更方便对用户进行系统的培训。

在一个优选实施例中，基础层还包括日志管理模块，通过日志管理模块统一管理系统打印的日志和测试打印的日志，提高了设备的开发和调试的效率，并为后期的维护提供了极大便利。

在一个优选实施例中，业务层还包括预编译模块，用于对测试程式进行统一的代码检查和设定检查，统一管理包括Scramble编译器、Pattern编译器等不同的编译器以及链接器，并整合arm-linux的编译器，可以在windows平台编译适用于下位机运行的程序，简化了测试人员的代码开发和编译步骤，提升了测试效率。

第二子平台包括测试主模块、硬件控制模块和设备驱动模块；

其中，测试主模块运行测试主程序，用于根据界面工具测试主界面编辑的测试项流程对半导体存储器老化测试装置的测试核心板进行调度和控制以给待测DUT提供测试信号和电源，并读取DUT测试结果反馈给上位机；

设备驱动模块用于对半导体存储器老化测试装置的测试核心板上的FPGA寄存器及外设进行驱动，包括温度传感器驱动，FPGA寄存器读写驱动，RAM读写驱动，EEPROM存储器驱动，实时时钟驱动。

硬件控制模块是基于设备驱动程序和FPGA寄存器地址表的逻辑业务封装，用于为测试主程序和上位机功能模块操作硬件提供统一的接口，包括引脚操作相关接口、电压和电流设置接口、时序发生的设置接口、AC/DC(交流/直流)测试及功能测试相关的设置接口、测试结果处理接口、内存模块操作接口、报警设置接口、时钟脉冲设置接口。

在一个优选实施例中，第二子平台还包括FPGA程序升级模块、主程序加载模块；

其中，FPGA程序升级模块用于接收上位机下发的待升级FPGA程序，自动替换旧版程序并备份，从而实现FPGA程序的升级功能；

主程序加载模块用于响应上位机发送的开始测试命令，自动将最新的测试主程序加载到下位机并运行。

参照图3，是利用实施例提供的上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台进行测试程序编译的流程示意图；通过界面工具里的编辑界面对包括Scramble程序、Pattern程序、测试主程序等不同类型程序文件进行统一编译，具体包括如下步骤：

(1)对所有代码和配置项进行检查，当检查发现错误语法或错误配置，停止编译并提示人员进行修改，直到预编译成功；

(2)使用Scramble编译器进行Scramble程式的编译，并将编译结果拷贝到固定的目录下；

(3)使用Pattern编译器进行Pattern程式的编译，并将编译结果拷贝到固定的目录下；

(4)使用Windows下的嵌入式编译器进行主程式的编译，并将编译结果拷贝到程序所在目录的bin目录；

(5)使用链接器对Scramble程式和Pattern程式的编译结果进行链接；

(6)使用Windows下的嵌入式链接器对主程序进行链接；

(7)生成可执行的测试主程序并存放在固定目录下。

通过以上方法对各类型的测试程序进行编译，生成最终的测试主程序并上传至下位机建立的FTP服务器上；在测试中，第二子平台的测试主模块从FTP服务器上自动加载测试主程序并自动运行进行测试。

参照图4，是利用实施例提供的上述用于半导体存储器老化测试装置的测试平台进行半导体存储器自动测试的流程示意图；包括如下步骤：

(1)通过第二子平台的测试主模块加载配置文件，设置测试参数；

(2)通过第二子平台的测试主模块根据测试参数选择待测的DUT；

(3)加载在界面工具编辑好的测试项流程并下发给半导体存储器老化测试装置的测试核心板；

(4)通知第二子平台的测试主模块从FTP服务器上自动加载测试主程序(TestPGM)并按照测试项流程执行测试；

(5)测试完成后测试主模块从硬件中读取测试结果，并反馈给上位机，通过界面工具的测试主界面显示。

上位机在收到测试结果后，可通过搭载的分析工具进一步对当前批次或所有批次的DUT老化测试数据进行分析，特别是对失效信息进行数据分析，输出图表信息，供芯片厂商发现失效规律，改善良率；并将测试结果按照预设格式上传至工厂的服务器保存。

通实施例提供的这种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，充分发挥了硬件系统的测试性能，兼顾了软件开发的可重用性；并为测试研发人员以及用户的应用需求提供了灵活的测试项流程和一系列实用的界面工具，可以极大地提高产品量产前测试程序的调试验证效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于半导体存储器老化测试装置的测试平台，其特征在于，包括界面工具，设置于上位机的、与界面工具之间通过内部通讯协议交互的第一子平台，以及设置于下位机的、与第一子平台之间通过TCP/IP通讯协议交互的第二子平台；

所述界面工具作为人机交互接口，提供编辑编译工具以进行测试代码编辑和编译生成测试主程序；供用户编辑测试项流程、输入测试控制指令、进行测试项调试；

所述第一子平台用于根据从界面工具接收的指令对半导体存储器老化测试装置进行硬件设置；

所述第二子平台用于根据加载的测试主程序以及在界面工具中编辑的测试项流程控制半导体存储器老化测试装置的测试核心板对半导体存储器进行测试。

2.如权利要求1所述的测试平台，其特征在于，所述第一子平台包括接口层和业务层；

所述接口层用于提供对外的接口和协议；所述业务层封装有与测试业务关联的功能设置模块以对界面工具进行支撑。

3.如权利要求2所述的测试平台，其特征在于，所述接口层包括界面工具通讯模块、下位机通讯模块以及用户接口；

所述界面工具通讯模块用于与界面工具进行信息交互，发送处理后的信息给界面工具，接收用户从界面工具输入的信息；

下位机通讯模块用于与下位机进行信息交互，发送需要下位机处理的信息，接收下位机处理后的信息；

用户接口用于接收来测试主程序的数据，向下位机发送这些数据并获取处理后的结果。

4.如权利要求2或3所述的测试平台，其特征在于，所述业务层包括预编译模块，用于对测试程式进行统一的代码检查和设定检查，统一管理编译器以及链接器，并整合arm-linux的编译器，以在windows平台编译适用于下位机运行的程序。

5.如权利要求1或2所述的测试平台，其特征在于，所述第一子平台包括硬件抽象层；所述硬件抽象层用于模拟下位机返回的数据，使得第一子平台不依赖于下位机和半导体存储器老化测试装置的硬件独立运行，以进行离线测试。

6.如权利要求1或2所述的测试平台，其特征在于，所述第一子平台包括基础层；所述基础层封装有适用上位机和下位机的跨平台基础库以进行日志打印、基础通讯和/或文件操作。

7.如权利要求6所述的测试平台，其特征在于，所述跨平台基础库包括日志打印库、基础通讯库和文件操作库。

8.如权利要求6或7所述的测试平台，其特征在于，所述基础层还包括日志管理模块，通过日志管理模块统一管理系统打印的日志和测试打印的日志。

9.如权利要求1或2所述的测试平台，其特征在于，第二子平台包括测试主模块、硬件控制模块和设备驱动模块；

所述测试主模块运行测试主程序，根据测试主界面编辑的测试项流程对半导体存储器老化测试装置的测试核心板进行控制以给待测半导体存储器提供测试信号和电源，并读取测试结果反馈给上位机；

所述硬件控制模块用于为测试主模块和上位机提供统一的接口，包括引脚操作相关接口、电压和电流设置接口、时序发生的设置接口、交流/直流测试设置接口、测试结果处理接口、内存模块操作接口、报警设置接口、时钟脉冲设置接口；

所述设备驱动模块用于对半导体存储器老化测试装置测试核心板上的硬件进行驱动。

10.如权利要求1或2所述的测试平台，其特征在于，第二子平台包括FPGA程序升级模块、主程序加载模块；

所述FPGA程序升级模块用于接收上位机下发的待升级FPGA程序，自动替换旧版程序并备份，实现半导体存储器老化测试装置测试核心板的FPGA程序的升级；

所述主程序加载模块用于响应上位机发送的测试命令，自动将最新的测试主程序加载到下位机并运行。

11.如权利要求1或2所述的测试平台，其特征在于，所述界面工具包括并列的测试主界面、编辑界面以及测试工具；

所述测试主界面用于编辑测试项流程、根据用户的测试控制指令进行测试控制、显示测试监控信息以及测试结果、以及对半导体存储器老化测试装置老化室温度进行监控和控制；

所述编辑界面用于为开发测试程式提供编辑和编译工具，在编辑界面可以进行代码的编辑和编译；

所述测试工具用于测试项调试，包括分配测试资源的待测芯片管脚分配工具，查看和修改测试条件的测试条件监控工具，查看和修改时序信息的时序调试工具，查看波形并检查输入输出信号是否与模板一致的波形绘制工具，扫描多维测试参数用于寻找合格范围以确定合适参数的二维参数扫描测试工具，分步调试DUT测试程序并根据调试结果来修改DUT测试程序的调试工具，根据测试结果显示被测芯片的故障单元数量及所在位置的故障单元显示工具。