CN109633413A - 一种32位mcu芯片测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种32位MCU芯片测试系统及测试方法，该测试系统包括有ATE测试机台和嵌入式微处理器，所述ATE测试机台与嵌入式微处理器通过数据传输接口连接；嵌入式微处理器中设置有：用于完成核心计算及控制功能的控制模块、存储模块、固件更新模块、多电源管理模块、自适应接口模块、接触检测模块、扫描模块、指标测试模块和良率控制模块；本发明旨在利用多平台协同处理，对芯片模拟性能特性进行测试和良率分析，同时可以测试多种模拟参数，采用多电源控制和高精度线扫技术，整个测试和良率分析控制过程无需人为参与，能够自动完成多批次产品的良率信息并分析，便捷高效。

Description

一种32位MCU芯片测试系统及其测试方法

技术领域

本发明属于芯片测试领域，特别涉及一种针对32位MCU芯片产品性能的测试方法及其芯片生产过程中的产品良率控制方法。

背景技术

目前的32位MCU芯片模拟信号量的测试大多在研发阶段进行测试，完成测试后缺少对量产CP阶段主要模块性能进行有效监控，同时芯片会由于设计、工艺及封装等因素影响产品的品质，使得客户端会由于批次工艺偏差导致的应用问题及批次良率低下，这无疑会增加公司的客诉量，严重影响品牌竞争力。目前的测试设备不能对批量测试的芯片进行良率分析和控制，极大的限制了研发端对芯片设计水平的改进和盈利能力提升，且对后续制定良率不能提供数据参考；限于机台没有高精度信号源，传统的产测测试方式在高精度电压和线扫信号很难达到应用需求，限制了对高精度微小信号的检测，给32位MCU芯片测试带来了困难。

例如在专利申请号为“201611020255.X”的专利申请文件中公开了一种ICE自动化测试系统及测试方法，所述测试系统包含上位机和下位机两大部分，所述上位机使用脚本作为测试系统的中央控制台，所述下位机包含：DUT和TB测试板；所述上位机和下位机通过API接口进行通信。该申请中公开了通过上位机和下位机进行测试，但是对于通讯协议及特定的串口配置指令并未揭示。

针对32位MCU芯片产品，目前已有的CP测试机台不能提供1mV以下的模拟信号量供给，多项模拟指标进行测试有效精度低，灵活性差且重复测试时间多，且不能对芯片的良率情况进行分析和控制，给后面的良率分析工作带来困难，且没有接触电阻和漏电电流检测，电压电流信号量测试、ADC测试及供电电压产生等都是独立分开的且不能同时进行多项模拟性能进行测试的，不同项目的测试都需要重新开发测试平台，由于精度问题不能对ADC进行有效的评估，重复性工作量大，芯片因高精度基准出现的问题没有一个完整的检测方法解决，大量重复工作使得人力物力与时间资源的成本增高，大量的内耗造成测试成本较高。

受传统的开发思路的影响CP测试开发模式没有使用外加器件组成功能模块的形式实现，缺少集成度高的协调测试系统，制约了量产CP测试效率，不满足公司业务发展需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种32位MCU芯片测试系统及其测试方法，该测试系统及测试方法能够对芯片模拟性能特性进行测试和良率分析，同时可以测试多种模拟参数，采用多电源控制和高精度线扫技术，整个测试和良率分析控制过程无需人为参与，能够自动完成多批次产品的良率信息。

本发明的另一个目的在于提供一种32位MCU芯片测试系统及其测试方法，该系统自动化程度较高，集成度高，该方法具备实时性好、高性能、高可靠性、维护便捷等特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种32位MCU芯片测试系统，该系统包括有ATE测试机台和嵌入式微处理器，所述ATE测试机台与嵌入式微处理器通过数据传输接口连接；嵌入式微处理器中设置有：用于完成核心计算及控制功能的控制模块、

以及设置用于完成多种类型的烧录电压的供给和和供电电压供给的多电源管理模块，在多电源管理模块中，供电电压和烧录电压是根据芯片配置文件获取控制模块输出特定电压的指令，通过操作控制指令实现对不同ID类型芯片烧录电压供电，同时对烧录电压的精准控制，并同时对多个芯片中哪一个芯片供电或者掉电的控制，实现一个自适应控制方式；多电源管理吗模块根据系统运行的方式和客户使用的不同类型的ID确定哪一个芯片在特定时间段进入烧录模式和设置供电电压的有效手段，通过对烧录电源和供电电源的协调运作，以确保对芯片工作模式的有效的控制。

本发明中还设置用于将采集到的数据和状态信息保存，实现对量产CP测试数据、芯片配置信息和代烧录hex文件的存储功能的存储模块。存储模块分为文件索引表、芯片配置文件信息区、hex文件区、测试数据区、MAP数据区和和批次良率数据区等。存储模块通过获取嵌入式微处理器及外部芯片测试设备的测试数据和状态信息，实时动态对芯片配置文件索引表、芯片良率数据信息及测试数据信息、管脚及模块输入电阻、电气特性信息、芯片型号、标识信息及测试系统版本号等相关文件信息获取和状态信息进行记录。

本发明提供的系统中还设置来了用于主要实现嵌入式从控系统进行固件升级和芯片时序逻辑功能的更新固件更新模块，嵌入式微处理器从控系统利用IAP功能读取机台主控制系统的发送的固件程序，并将其更新到单板系统中，同时根据用户的固件程序版本自动选择不同更新需求，更新速度快，具备差错检测机制，具备很好的用户体验效果，对后续的系统功能和性能的拓展提供便捷，缩短软件开发周期。

同时，本发明还设置了用于作为对芯片进行烧录操作的SWD接口，并且实现测试数据和状态信息传输的通信接口的自适应接口模块，嵌入式协处理系统接收到机台的固件更新指令后，开始与SWD接口建立连接，通过时序读写操作SWD接口，将代烧录hex烧录到被测芯片的FLASH区，同时反馈烧录信息及完成标志；自适应通信接口模块主要是实现被测芯片与测试机台和嵌入式协处理系统进行命令传递、信息的交互和数据传输，为保证接口通信的安全，采取四线制串行通信的方式，设置收发控制信号线，对传输过程进行差错处理，保证传输可靠性。

本发明提供的系统中还设置了用于检测CP针卡与被测芯片PAD的接触电阻和漏电电流的测试，同时预估芯片连接性是否正常的接触检测模块，当探针卡与芯片接触不良时，芯片表面会存在一定的接触电阻，接触电阻在1欧姆左右，正常接触时，被测芯片管脚对地的电动势是相等的，当接触不良时会产生电势差，所以在芯片测试时，把芯片一管脚配置为输出低电平，测试另一管脚的电压，然后通过测试机给输出低电平的管脚加10mA的电流，再次测试此时另一管脚的电压，比较两次的压差是否在正负8mV以内在判断芯片接触情况；漏电电流可通过输出高低电压来测试相应的电流，漏电流在10nA以下，从而计算出相应的漏电电流。

同时本发明提供的系统中还设置了用完成对被测芯片的性能参数进行检测的指标测试模块，该模块中包含DFT功能测试单元、电流级电压检测单元；DFT功能测试单元主要完成对被测芯片的功能模块的功能测试；电流及电压检测单元主要通过测试机台实现对IOH、IOL、VIH、VIL、VOH、VOL、SLEEEP、HALT功耗及漏电电流等电量信号检测。

以及，用于完成外部DAC对被测芯片高速SAR ADC模块输入高精度模拟信号量，被测芯片的ADC将输入的模拟量转换成对应的数字量，并将数字量通过通信接口输出给嵌入式协处理系统，进而发送给测试机台处理的线性扫描模块。

同时设置主要对芯片DFT功能、电气特性参数及芯片失效数量进行统计分析的良率控制模块，每一批次良率情况统计分析，源于功能、电压、电流、功耗等参数的失效统计，如VIL、VIH、VOL、VOH、单个模块功耗、sleep、halt功耗及漏电等电量参数进行检测等等。实现所有测试指标项的良率分析及处理，嵌入式协处理单元实现对被测芯片高精度模块及线扫指标是否满足设计要求，并将实测值与设计指标值对比以判断其失效项，进而统计分析每一批次的良品与不良品比例数据和各测试项失效等数据，每一批次产品进行同样的良率分析工作，达到规定设置批次统计数量时进行良率控制线计算和划定，目前良率控制没有更多的理论依据，所以良率标准制订方法迫切而生，当芯片产品性能稳定后，取十个LOT的测试数据，去除最大良率和最差良率，然后取平均良率，根据平均良率计算均方差，把平均良率减去3倍的均方差值作为良率基准，输出给相关人员制定工厂良率指标控制线，测试厂对高于良率基准的芯片可继续安排测试，制造商可特别留意低于良率基准的芯片批次并有效处理，分析其良率低的原因，进而提升自身产品的整体质量。

存储模块、固件更新模块、多电源管理模块、自适应接口模块、接触检测模块、扫描模块、指标测试模块和良率控制模块均与控制模块连接，且嵌入式微处理器通过自适应接口模块与外部芯片测试设备连接。

本发明利用主从处理系统协同控制等方式进行芯片测试和良率管控的技术在量产测试CP阶段对DFT功能、多项电量及模数转换器等模拟参数指标进行测试，使用嵌入式协处理系统实现对高速高精度模数转换器进行关键指标的测试，实现高质量产测要求，自动根据多批次测试结果制定良率控制线，应用于工艺封测等阶段评估，嵌入式处理器的引入在很大程度上提高测试质量和节省人员效率成本。

多电源管理模块包括有供给单元与电压检测单元，供给单元与反馈单元连接，且所述电压检测单元还与控制模块连接。

一种32位MCU芯片测试系统的测试方法，该方法分为以下步骤：

S1：系统初始化；

S2：检查是否需要固件更新；

S3：连接外部芯片测试设备；

S4：系统调用多电源管理模块和指标测试模块烧录芯片，连接外部被测芯片任两个IO端口，通过配置被测芯片SFR，测量在不同情况下的管脚电压输出，以此判断接触是否正常。如果接触异常且超过规定次数，则存储和显示测试数据；反之确定芯片接触良好，记录测试数据保持，显示当前测试结果和状态；

S5：系统调用指标测试模块检测电量相关参数芯片的DFT性能；

S6：系统调用线性扫描模块，输出ADC输入信号量，同时启动利用多电源管理模块给被测芯片ADC提供参考电压，连接北侧芯片IO管脚，等待被测芯片准备完成信号，线性扫描模块输出阶梯型电压值，每一次输出电压值获取一组被测芯片ADC数据，系统检测线性扫描是否完成，如果没有完成，继续S6；反之对测试数据进行分析，针对不符合要求的IO管脚，系统记录测试失效编号并保存测试数据，显示当前测试结果和状态，将该IO管脚分入坏bin；针对符合设计要求的IO管脚，跳转至S7继续测试；

S7：系统调用良率控制模块对外部被测芯片进行良率分析。

步骤S1：系统初始化具体为：时钟系统、IO端口、FMC外设接口、prober探针台、自适应接口模块、多电源管理模块、指标测试模块、良率控制模块和良率控制模块初始化，测试系统模块自校准和自检，如果确认自检失败且小于设定自检次数，则系统重新初始化，继而各模块再次进行自校准和自检；如自校准和自检失败且超过规定次数，则系统故障报警，反之系统自校准和自检成功。

S2：从控系统固件更新具体为：接到用户指令后，系统获取外部移动存储设备中存储的系统固件更新程序数据及版本信息，完成读取后，系统调用固件更新模块读取系统自身固件程序数据及版本信息，继而对比当前系统固件与外部移动存储设备中的固件版本，进而判断是否需要是否需要更新；如果需要更新，则系统判断是否被烧录新固件程序，如果烧录了固件程序，系统获取移动存储设备的最新固件程序，更新固件程序，更新完成后，系统返回步骤S1中重新初始化；如果不需要更新，则跳转步骤S3。

S3：连接外部芯片测试设备具体为：被测芯片上电，启动系统与外部芯片测试设备之间的通信连接，系统解析命令，判断设备连接是否正常；如果连接异常，设备故障报警，红指示灯闪烁，提示用户重新插接设备，如果连接正常，则跳转S4。

S5：系统调用指标测试模块检测电量相关参数芯片的DFT性能，具体包括有以下步骤：

S51：电流信号检测：系统调用指标测试模块，获取芯片配置信息及直流电流特性设计值、漏电IO端口和输入电阻信息，如果IO是漏电管脚，则芯片在烧录模式下配置SFR寄存器，开启大电流检测功能IO端口，如果IO不是漏电管脚，则跳转S52；

S52：电压信号检测：配置调节可编程电阻，根据测量电流值，计算出功耗；进入VIL、VIH、VOH、VOL电压类指标项检测，调用外部芯片测试设备电量检测单元测试被测芯片输入输出电压，将电压、电流类测试项数据与涉及指标值对比，判断电压电流是否符合设计；如果不符合且在规定复测次数内，则系统记录失效的电量指标项检测；反之，如超出规定复测次数内，系统记录测试失效编号和测试数据保存，显示当前测试结果和状态；如果符合设计要求，系统存储测试数据；判断管脚检测完成且电量模块检测是否完成，如果没有完成，则重复执行S51-S52；反之跳转S53；

S53：系统系统启动DFT测试，调用多电源管理模块使得被测芯片进入烧录状态，调用芯片时序配置文件，检测芯片DFT相关参数是否在设计范围内；如果不在设计范围内，切不超出规定复测次数，则重复执行S53；如果在设计范围内，则系统显示和保存记录测试数据。

S7：系统调用良率控制模块对外部北侧芯片进行良率分析具体为：读取以前各批次良率数据，计算本批次良率数据信息，判断当前测试的良率批次是否大于10个LOT数据，如果小于10个LOT数据，则系统显示当前批次良率结果和状态，提示用户良率批次数据量不够，完成一次测试，继续下一批次芯片测试；如果满足10个LOT数据，则系统取最近的10个LOT数据，调用良率分析模块，对良率数据进行分析并计算出良率控制线，显示良率控制线及本批次良率信息，关闭电源控制及电压自校准等模块，完成本次测试。

本发明的优势在于：相比于现有技术，本发明所涉及测试系统是将高精度信号量供给、模拟性能测试和批量批次性良率分析集成一体的测试系统，利用dies芯片的多电源控制、接触电阻检测、自适应同步控制接口、外部基准电压控制、芯片良率分析、测试系统固件在线更新和管控和线性扫描的方法；采取移动存储设备在系统升级固件，被测dies芯片测试数据信息实时保存在移动存储设备，用户使用和良率数据分析和收集方便，不受限于应用终端影响；能够根据芯片配置文件产生基准电压和线扫精度、工作电压及电压范围确认等不同应用需求设计的模块。

且本发明将软硬件架构进行模块化设计，解决数据的准确性和重复测试的问题，整个过程自动完成，工作效率高，通过良率统计分析控制更好的掌握批次良率差异，判断芯片设计、工艺及封装等因素对芯片良率的影响，及时改善设计能力和工艺参数，达到更好的控制终端客户产品品质。

附图说明

图1是本发明所实现测试系统的总体构架框图。

图2是本发明所实现测试系统的硬件系统框图。

图3是本发明所实现接触检测模块的流程图。

图4是本发明所实现固件更新模块的流程图。

图5是本发明所实现线性扫描模块的流程图。

图6是本发明所实现的总体流程图。

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。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

参见图1-2所示，本发明所实现的32位MCU芯片测试系统，该系统包括有ATE测试机台和嵌入式微处理器，所述ATE测试机台与嵌入式微处理器通过数据传输接口连接；嵌入式微处理器中设置有：用于完成核心计算及控制功能的控制模块、以及设置用于完成多种类型的烧录电压的供给和和供电电压供给的多电源管理模块，在多电源管理模块中，供电电压和烧录电压是根据芯片配置文件获取控制模块输出特定电压的指令，通过操作控制指令实现对不同ID类型芯片烧录电压供电，同时对烧录电压的精准控制，并同时对多个芯片中哪一个芯片供电或者掉电的控制，实现一个自适应控制方式；多电源管理吗模块根据系统运行的方式和客户使用的不同类型的ID确定哪一个芯片在特定时间段进入烧录模式和设置供电电压的有效手段，通过对烧录电源和供电电源的协调运作，以确保对芯片工作模式的有效的控制。

本发明中还设置用于将采集到的数据和状态信息保存，实现对量产CP测试数据、芯片配置信息和代烧录hex文件的存储功能的存储模块。存储模块分为文件索引表、芯片配置文件信息区、hex文件区、测试数据区、MAP数据区和和批次良率数据区等。存储模块通过获取嵌入式微处理器及外部芯片测试设备的测试数据和状态信息，实时动态对芯片配置文件索引表、芯片良率数据信息及测试数据信息、管脚及模块输入电阻、电气特性信息、芯片型号、标识信息及测试系统版本号等相关文件信息获取和状态信息进行记录。

结合图4所示，本发明提供的系统中还设置来了用于主要实现嵌入式从控系统进行固件升级和芯片时序逻辑功能的更新固件更新模块，嵌入式微处理器从控系统利用IAP功能读取机台主控制系统的发送的固件程序，并将其更新到单板系统中，同时根据用户的固件程序版本自动选择不同更新需求，更新速度快，具备差错检测机制，具备很好的用户体验效果，对后续的系统功能和性能的拓展提供便捷，缩短软件开发周期。

同时，本发明还设置了用于作为对芯片进行烧录操作的SWD接口，并且实现测试数据和状态信息传输的通信接口的自适应接口模块，嵌入式协处理系统接收到机台的固件更新指令后，开始与SWD接口建立连接，通过时序读写操作SWD接口，将代烧录hex烧录到被测芯片的FLASH区，同时反馈烧录信息及完成标志；自适应通信接口模块主要是实现被测芯片与测试机台和嵌入式协处理系统进行命令传递、信息的交互和数据传输，为保证接口通信的安全，采取四线制串行通信的方式，设置收发控制信号线，对传输过程进行差错处理，保证传输可靠性。

图3所示，本发明提供的系统中还设置了用于检测CP针卡与被测芯片PAD的接触电阻和漏电电流的测试，同时预估芯片连接性是否正常的接触检测模块，当探针卡与芯片接触不良时，芯片表面会存在一定的接触电阻，接触电阻在1欧姆左右，正常接触时，被测芯片管脚对地的电动势是相等的，当接触不良时会产生电势差，所以在芯片测试时，把芯片一管脚配置为输出低电平，测试另一管脚的电压，然后通过测试机给输出低电平的管脚加10mA的电流，再次测试此时另一管脚的电压，比较两次的压差是否在正负8mV以内在判断芯片接触情况；漏电电流可通过输出高低电压来测试相应的电流，漏电流在10nA以下，从而计算出相应的漏电电流。

同时本发明提供的系统中还设置了用完成对被测芯片的性能参数进行检测的指标测试模块，该模块中包含DFT功能测试单元、电流级电压检测单元；DFT功能测试单元主要完成对被测芯片的功能模块的功能测试；电流及电压检测单元主要通过测试机台实现对IOH、IOL、VIH、VIL、VOH、VOL、SLEEEP、HALT功耗及漏电电流等电量信号检测。

结合图5所示，线性扫描模块，用于完成外部DAC对被测芯片高速SAR ADC模块输入高精度模拟信号量，被测芯片的ADC将输入的模拟量转换成对应的数字量，并将数字量通过通信接口输出给嵌入式协处理系统，进而发送给测试机台处理。

同时设置主要对芯片DFT功能、电气特性参数及芯片失效数量进行统计分析的良率控制模块，每一批次良率情况统计分析，源于功能、电压、电流、功耗等参数的失效统计，如VIL、VIH、VOL、VOH、单个模块功耗、sleep、halt功耗及漏电等电量参数进行检测等等。实现所有测试指标项的良率分析及处理，嵌入式协处理单元实现对被测芯片高精度模块及线扫指标是否满足设计要求，并将实测值与设计指标值对比以判断其失效项，进而统计分析每一批次的良品与不良品比例数据和各测试项失效等数据，每一批次产品进行同样的良率分析工作，达到规定设置批次统计数量时进行良率控制线计算和划定，目前良率控制没有更多的理论依据，所以良率标准制订方法迫切而生，当芯片产品性能稳定后，取10个LOT的测试数据，去除最大良率和最差良率，然后取平均良率，根据平均良率计算均方差，把平均良率减去3倍的均方差值作为良率基准，输出给相关人员制定工厂良率指标控制线，测试厂对高于良率基准的芯片可继续安排测试，制造商可特别留意低于良率基准的芯片批次并有效处理，分析其良率低的原因，进而提升自身产品的整体质量。

存储模块、固件更新模块、多电源管理模块、自适应接口模块、接触检测模块、扫描模块、指标测试模块和良率控制模块均与控制模块连接，且嵌入式微处理器通过自适应接口模块与外部芯片测试设备连接。

本发明利用主从处理系统协同控制等方式进行芯片测试和良率管控的技术在量产测试CP阶段对DFT功能、多项电量及模数转换器等模拟参数指标进行测试，使用嵌入式协处理系统实现对高速高精度模数转换器进行关键指标的测试，实现高质量产测要求，自动根据多批次测试结果制定良率控制线，应用于工艺封测等阶段评估，嵌入式处理器的引入在很大程度上提高测试质量和节省人员效率成本。

多电源管理模块包括有供给单元与电压检测单元，供给单元与反馈单元连接，且所述电压检测单元还与控制模块连接。

结合图6所示，本发明所实现的测试方法，包括有以下步骤：

101、测试系统上电，时钟系统、IO端口、FMC外设接口、外部prober探针台、自适应接口模块、多电源管理模块、指标测试模块和线性扫描模块等模块初始化，系统自校准和自检，如果确认自检失败且自检次数小于设定次数，系统重新初始化，各模块再次进行自校准和自检；反之，如系统自校准并且自检失败次数且超过设定次数，则系统故障报警，提示用户装置模块失效；否则，装置自校准和自检成功。

102、系统进入嵌入式协处理系统固件更新阶段，系统接到用户指令后，系统获取外部移动存储设备中系统固件更新程序数据及版本信息，完成读取后，系统调用IAP固件更新程序读取系统自身固件程序数据及版本信息，继而对比当前系统固件版本与移动存储设备中的固件版本，判定是否需要更新，显示系统准备进行固件更新和对比结果供用户选择，如果需要更新，执行步骤103，反之执行步骤104。

103、如系统判断当前系统固件不是最新固件版本，则系统判断是否被烧录新固件程序，如果烧录了固件程序，则系统获取外部移动存储设备的最新固件程序，更新固件程序，更新完成后，系统重新初始化各单元并关闭烧录电压和供电电压，系统重新自校准和自检。如果是最新版本，则不需更新固件程序，系统跳转步骤104。

104、装置被测芯片上电，重新启动功能模块，启动prober通信连接，系统解析命令，执行相关功能，开始等待用户输入命令，系统进行命令解析，开始判断设备连接是否正常，如果连接异常，设备故障报警，红指示灯闪烁，提示用户重新插接设备；如果连接正常，进入测试和良率处理模式。

105、芯片进入测试和良率处理模式，调用多电源管理模块和指标测试模块使芯片进入烧录模式，调整电子开关至被测芯片任意两个IO端口，通过配置被测芯片SFR，测量在不同情况下的管脚电压输出，以此判断接触是否正常。如果接触异常且超过规定次数，则存储和显示测试数据；反之，确定芯片接触良好，记录测试数据保持，显示当前测试结果和状态。

106、进入电流类指标项检测，获取芯片配置信息及直流电流特性设计值、漏电IO端口和输入电阻信息等数据，如果IO是漏电管脚，则芯片在烧录模式下配置SFR寄存器，开启大电流检测功能IO端口，如果IO不是漏电管脚，则执行步骤107。

107、需要配置调节可编程电阻，根据测量的模块工作电流，继而计算出模块功耗；进入VIL/VIH、VOH/VOL等电压类指标项检测，调用指标测试模块测试被测芯片输入输出电压，将电压电流类测试项数据与涉及指标值对比，判断电压电流是否符合设计，如果不符合且在规定复测次数内，则系统记录失效的电量指标项检测，设置单项检测函数模式，重复执行106、107步骤；反之，如测试次数超出规定复测次数范围，则系统记录测试失效编号和测试数据保存，显示当前测试结果和状态。如果符合设计要求，则系统存储测试数据。系统判断管脚检测是否完成，如果未完成，则重复执行106、107步骤；如已完成，则跳转步骤108。

108、进入DFT功能测试模式，测试系统系统启动DFT测试功能，调整电子开关，切换至DFT输出端口，调用电源控制模块使得被测芯片进入烧录模式，调用芯片时序配置文件，是否在设计范围内，如果不在设计范围内，满足规定复测次数，重复执行108步骤；如果在设计范围内，则系统显示和记录测试数据保存。

109、进入线性扫面模式，调用线性扫描模块，输出ADC输入信号量，同时启动多电源管理模块给被测芯片ADC提供参考电压，切换电子开关至IO管脚，等待被测芯片准备完成信号，线性扫描模块输出阶梯型电压值，每一次输出电压值获取一组被测芯片ADC数据，系统检测线性扫描是否完成，如果没有完成，则重复执行步骤109；如已完成，则对测试数据进行分析，如测试数据不符合要求，则系统记录测试失效编号和测试数据保存，显示当前测试结果和状态,，分入坏bin；图测试数据符合设计要求，则跳转步骤110。

110、系统进入良率分析模块,计算本批次良率数据信息，读取以前各批次良率数据，判断已完成的当前测试的良率批次是否大于10个LOT数据，如果小于10个LOT数据，LCD显示当前批次良率结果和状态，提示用户良率批次数据量不够，完成一次测试，继续下一批次芯片测试；如果满足10个LOT数据，则跳转步骤111。

111、如系统满足10个LOT数据，则取最近的10个LOT数据，调用良率控制模块，对良率数据进行分析并计算出良率控制线，显示良率控制线及本批次良率信息，关闭电源控制及电压自校准等模块，系统进入命令接收状态，完成一次测试，继续下一次被测芯片测试。

112、系统是每次对32位MCU关键参数ADCINL、DNL等直流特性指标项的测试和良率分析的循环执行的一个过程，根据用户不同需求不断的测试、判断和命令的解析，目的是把VIL/VIH、VOL/VOH、单个模块功耗、sleep&halt功耗及漏电等电量参数进行检测，设备故障报警、电压自锁定和自校准、嵌入式协处理器固件更新、批次良率分析等特点相结合，实现自动化的测试和良率分析系统。

以上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 (8)

1.一种32位MCU芯片测试系统，该系统包括有ATE测试机台和嵌入式微处理器，所述ATE测试机台与嵌入式微处理器通过数据传输接口连接；其特征在于，所述嵌入式微处理器中设置有：用于完成核心计算及控制功能的控制模块、用于完成多种类型的烧录电压的供给和供电电压供给的多电源管理模块、用于将采集到的数据和状态信息保存，实现对量产CP测试数据、芯片配置信息和代烧录hex文件的存储功能存储模块、用于主要实现嵌入式从控系统进行固件升级和芯片时序逻辑功能的更新固件更新模块、用于作为对芯片进行烧录操作的SWD接口，并且实现测试数据和状态信息传输的通信接口的自适应接口模块、用于检测CP针卡与被测芯片PAD的接触电阻和漏电电流的测试，同时预估芯片连接性是否正常的接触检测模块、用完成对被测芯片的性能参数进行检测的指标测试模块、用于完成外部DAC对被测芯片高速SARADC模块输入高精度模拟信号量，被测芯片的ADC将输入的模拟量转换成对应的数字量，并将数字量通过通信接口输出给嵌入式协处理系统，进而发送给测试机台处理的线性扫描模块、主要对芯片DFT功能、电气特性参数及芯片失效数量进行统计分析的良率控制模块；

所述存储模块、固件更新模块、多电源管理模块、自适应接口模块、接触检测模块、扫描模块、指标测试模块和良率控制模块均与控制模块连接，且该嵌入式微处理器通过自适应接口模块与外部芯片测试设备连接。

2.如权利要求1所述的32位MCU芯片测试系统，其特征在于，所述多电源管理模块包括有供给单元与电压检测单元，所述供给单元与反馈单元连接，且所述电压检测单元还与控制模块连接。

3.一种32位MCU芯片测试系统的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：系统初始化；

S2：检查是否需要固件更新；

S3：连接外部芯片测试设备；

S4：系统调用多电源管理模块和指标测试模块烧录芯片，连接外部被测芯片任两个IO端口，通过配置被测芯片SFR，测量在不同情况下的管脚电压输出，以此判断接触是否正常；如果接触异常且超过规定次数，则存储和显示测试数据；反之确定芯片接触良好，记录测试数据保持，显示当前测试结果和状态；

S5：系统调用指标测试模块检测电量相关参数芯片的DFT性能；

S6：系统调用线性扫描模块，输出ADC输入信号量，同时启动利用多电源管理模块给被测芯片ADC提供参考电压，连接北侧芯片IO管脚，等待被测芯片准备完成信号，线性扫描模块输出阶梯型电压值，每一次输出电压值获取一组被测芯片ADC数据，系统检测线性扫描是否完成，如果没有完成，继续S6；反之对测试数据进行分析，针对不符合要求的IO管脚，系统记录测试失效编号并保存测试数据，显示当前测试结果和状态，将该IO管脚分入坏bin；针对符合设计要求的IO管脚，跳转至S7继续测试；

S7：系统调用良率控制模块对外部被测芯片进行良率分析。

4.如权利要求3所述的32位MCU芯片测试系统的测试方法，其特征在于，所述S1步骤中，系统初始化具体为：时钟系统、IO端口、FMC外设接口、prober探针台、自适应接口模块、多电源管理模块、指标测试模块、良率控制模块和良率控制模块初始化，测试系统模块自校准和自检，如果确认自检失败且小于设定自检次数，则系统重新初始化，继而各模块再次进行自校准和自检；如自校准和自检失败且超过规定次数，则系统故障报警，反之系统自校准和自检成功。

5.如权利要求4所述的32位MCU芯片测试系统的测试方法，其特征在于，所述S2步骤中，检查是否需要固件更新具体为：接到用户指令后，系统获取外部移动存储设备中存储的系统固件更新程序数据及版本信息，完成读取后，系统调用固件更新模块读取系统自身固件程序数据及版本信息，继而对比当前系统固件与外部移动存储设备中的固件版本，进而判断是否需要是否需要更新；如果需要更新，则系统判断是否被烧录新固件程序，如果烧录了固件程序，系统获取移动存储设备的最新固件程序，更新固件程序，更新完成后，系统返回步骤S1中重新初始化；如果不需要更新，则跳转步骤S3。

6.如权利要求5所述的32位MCU芯片测试系统的测试方法，其特征在于，所述S3步骤中，连接外部芯片测试设备具体为：被测芯片上电，启动系统与外部芯片测试设备之间的通信连接，系统解析命令，判断设备连接是否正常；如果连接异常，设备故障报警，红指示灯闪烁，提示用户重新插接设备，如果连接正常，则跳转S4。

7.如权利要求6所述的32位MCU芯片测试系统的测试方法，其特征在于，所述S5步骤中，系统调用指标测试模块检测电量相关参数芯片的DFT性能包括有以下步骤：

S51：电流信号检测：系统调用指标测试模块，获取芯片配置信息及直流电流特性设计值、漏电IO端口和输入电阻信息，如果IO是漏电管脚，则芯片在烧录模式下配置SFR寄存器，开启大电流检测功能IO端口，如果IO不是漏电管脚，则跳转S52；

S52：电压信号检测：配置调节可编程电阻，根据测量电流值，计算出功耗；进入VIL、VIH、VOH、VOL电压类指标项检测，调用外部芯片测试设备电量检测单元测试被测芯片输入输出电压，将电压、电流类测试项数据与涉及指标值对比，判断电压电流是否符合设计；如果不符合且在规定复测次数内，则系统记录失效的电量指标项检测；反之，如超出规定复测次数内，系统记录测试失效编号和测试数据保存，显示当前测试结果和状态；如果符合设计要求，系统存储测试数据；判断管脚检测完成且电量模块检测是否完成，如果没有完成，则重复执行S51-S52；反之跳转S53；

S53：系统系统启动DFT测试，调用多电源管理模块使得被测芯片进入烧录状态，调用芯片时序配置文件，检测芯片DFT相关参数是否在设计范围内；如果不在设计范围内，切不超出规定复测次数，则重复执行S53；如果在设计范围内，则系统显示和保存记录测试数据。

8.如权利要求7所述的32位MCU芯片测试系统的测试方法，其特征在于，所述S7步骤中，系统调用良率控制模块对外部北侧芯片进行良率分析具体为：读取以前各批次良率数据，计算本批次良率数据信息，判断当前测试的良率批次是否大于10个LOT数据，如果小于10个LOT数据，则系统显示当前批次良率结果和状态，提示用户良率批次数据量不够，完成一次测试，继续下一批次芯片测试；如果满足10个LOT数据，则系统取最近的10个LOT数据，调用良率分析模块，对良率数据进行分析并计算出良率控制线，显示良率控制线及本批次良率信息，关闭电源控制及电压自校准等模块，完成本次测试。