CN110824337A - 一种soc芯片高温测试的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种SOC芯片高温测试的方法和装置，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；所述统计分析模块用于实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。通过上述方案，在进行芯片老化测试时，不仅能覆盖到芯片内部各个模块的系统级功能的HTOL测试，也能够覆盖芯片管脚电路的测试，同时，还可以监控每颗HTOL芯片的实时电性参数和运行状态，便于老化数据分析和老化失效分析。

Description

一种SOC芯片高温测试的方法和装置

技术领域

本发明涉及SOC芯片电路领域，特别涉及一种SOC芯片高温测试的方法和装置。

背景技术

芯片在投入使用之前需要进行老化测试，现有的测试方案是参考《JESD22-A108》的HTOL测试标准，委托第三方实验室进行老化板的电路设计、制造和调试，其基本框架如图1所示。

该HTOL的测试方案，存在不足：

1、该测试方案无法覆盖GPIO和功能IO的测试，存在测试覆盖率不足的问题。

2、第三方实验室不开放金手指部分的接口电路，电路设计无法自行掌控。在老化测试过程，无法实时监控被测芯片的工作状态，只能等读点测试才能发现是否失效。

3、测试时最多只能提供6组电源，当DUT的电源回路较多，相同电压的电源回路需要合并连接或者on board进行电压转换；通过Power Supply只能监控6组总电流，无法观测单颗被测芯片的电流变化，不利于HTOL老化失效的芯片分析。

4、针对功率差异较大的被测芯片，需要增加独立温控，额外增加硬件成本。被测芯片如果无法通过IO配置进入测试模式，该方案不适用，存在兼容性不足的问题。

发明内容

为此，需要提供一种SOC芯片高温测试的的技术方案，用以解决现有技术在进行芯片老化测试时测试覆盖率不足、需要增加额外温控模块导致测试成本高等问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种SOC芯片高温测试的装置，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；

所述统计分析模块用于实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。

进一步地，所述运行辅助电路包括待测芯片测试运行的外部电路，所述外部电路包括电源模块和存储模块。

进一步地，所述测试辅助电路包括待测芯片管脚相关的测试回路，所述待测芯片管脚包括GPIO、I2C、I2S、USB、UART中的任一项或多项。

进一步地，所述测试辅助电路包括芯片模式配置模块；

所述芯片模式配置模块用于配置当前芯片的运行模式，所述运行模式包括正常使用模式和测试模式。

进一步地，所述测试辅助电路包括待测芯片测试过程的电气参数采集组件，所述电气参数组件包括电压采集模块和电流采集模块；

所述电压采集模块用于实时采集待测芯片测试过程的回路电压；

所述电流采集模块用于实时采集待测芯片测试过程的回路电流。

进一步地，所述基础系统模块用于执行待测芯片的预处理操作，所述预处理操作包括待测芯片的启动、固件加载、基础时钟配置和各功能模块的初始化。

进一步地，所述功能运行模块用于配置待测芯片内部的功能组件，以使能各功能组件；所述功能组件包括中断器、处理器、缓存器、定时器、解码器中的一项或多项。

进一步地，所述回路测试模块用于在待测芯片进行回路测试，所述回路测试包括数据发送、接收以及结果比对。

进一步地，所述温度控制模块用于实时采集当前待测芯片的温度，并将采集的温度与预设温度范围进行比对，并在采集的温度与预设温度范围不匹配时，实时调整待测芯片的测试负载，直至待测芯片的温度符合预设温度范围。

发明人还提供了一种SOC芯片高温测试的方法，所述方法应用于SOC芯片高温测试的装置，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；

所述方法包括以下步骤：

统计分析模块实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。

上述技术方案所述的SOC芯片高温测试的方法和装置，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；所述统计分析模块用于实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。通过上述方案，在进行芯片老化测试时，不仅能覆盖到芯片内部各个模块的系统级功能的HTOL测试，也能够覆盖芯片管脚电路的测试，同时，还可以监控每颗HTOL芯片的实时电性参数和运行状态，便于老化数据分析和老化失效分析。

附图说明

图1为现有技术老化测试的基础架构的示意图；

图2为本发明一实施例涉及的SOC芯片高温测试的装置的示意图；

图3为本发明另一实施例涉及的SOC芯片高温测试的装置的示意图；

图4为本发明另一实施例涉及的SOC芯片高温测试的装置的示意图；

附图标记说明：

10、运行辅助电路；

20、测试辅助电路；

30、待测芯片；301、基础系统模块；302、功能运行模块；303、回路测试模块；304、温度控制模块；

40、统计分析模块。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

如图2所示，为本发明一实施例涉及的SOC芯片高温测试的装置的示意图。所述装置包括运行辅助电路10、测试辅助电路20、待测芯片30和统计分析模块40；所述待测芯片30分别与运行辅助电路10、测试辅助电路20、统计分析模块40连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块301、功能运行模块302、回路测试模块303和温度控制模块304；

所述统计分析模块40用于实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。

所述显示设备为具有显示功能的电子设备，优选为具有显示屏的上位机。上位机对待测芯片在测试过程的测试数据进行记录、整理和分析，技术人员可以在测试实验结束或在测试过程中对测试数据进行观察。

待测芯片对应的测试数据包括系统的运行状态、各功能模块的测试结果、测试过程中的电气参数值。所述各功能模块测试结果包括测试pass或者fail，以及错误类型或者错误数据等。

在某些实施例中，所述运行辅助电路包括待测芯片测试运行的外部电路，所述外部电路包括电源模块和存储模块。所述电源模块可以根据待测芯片的需求进行设计，电源模块的作用是为待测芯片提供测试所需的电能。存储模块包括内存、存储器等，其作用是存储待测芯片测试过程中的测试数据。

在某些实施例中，所述测试辅助电路包括待测芯片管脚相关的测试回路，所述待测芯片管脚包括GPIO、I2C、I2S、USB、UART中的任一项或多项。

GPIO(英语：General-purpose input/output)，通用型之输入输出的简称，功能类似8051的P0—P3，其接脚可以供使用者由程控自由使用，PIN脚依现实考量可作为通用输入(GPI)或通用输出(GPO)或通用输入与输出(GPIO)，如当clk generator,chip select等。

I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。主器件用于启动总线传送数据，并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件.在总线上主和从、发和收的关系不是恒定的，而取决于此时数据传送方向。如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送；如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件.然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。在这种情况下.主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

I2S(Inter—IC Sound)总线,又称集成电路内置音频总线，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专门用于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。

USB总线全称Universal Serial Bus，又叫通用串行总线是一种新兴的并逐渐取代其他接口标准的数据通信方式，由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern Telecom等计算机公司和通信公司于1995年联合制定，并逐渐形成了行业标准。USB总线作为一种高速串行总线，其极高的传输速度可以满足高速数据传输的应用环境要求，且该总线还兼有供电简单(可总线供电)、安装配置便捷(支持即插即用和热插拔)、扩展端口简易(通过集线器最多可扩展127个外设)、传输方式多样化(4种传输模式)，以及兼容良好(产品升级后向下兼容)等优点。

UART总线全称Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，又叫通用异步收发传输器，它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片，UART通常被集成于其他通讯接口的连结上。UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用于主机与辅助设备通信，如汽车音响与外接AP之间的通信，与PC机通信包括与监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。

在某些实施例中，所述测试辅助电路包括芯片模式配置模块；所述芯片模式配置模块用于配置当前芯片的运行模式，所述运行模式包括正常使用模式和测试模式。具体可以通过输入信号来控制待测芯片的模式切换，当输入信号为0时，则将当前待测芯片切换为测试模式，当输入信号为1时，将当前待测芯片切换为正常使用模式。

在某些实施例中，所述测试辅助电路包括待测芯片测试过程的电气参数采集组件，所述电气参数组件包括电压采集模块和电流采集模块；所述电压采集模块用于实时采集待测芯片测试过程的回路电压；所述电流采集模块用于实时采集待测芯片测试过程的回路电流。所述回路电压包括各个管脚对应的测试回路，电压采集模块会实时采集每一测试回路的电压，并实时反馈给上位机。同理，所述回路电流包括各个管脚对应的测试回路，电流采集模块会实时采集每一测试回路的电流，也一并反馈给上位机。

在某些实施例中，所述基础系统模块用于执行待测芯片的预处理操作，所述预处理操作包括待测芯片的启动、固件加载、基础时钟配置和各功能模块的初始化。基础系统模块可以看成是其它各个模块的控制模块或者系统模块。其它各个功能模块也有自己模块的软件线程和硬件模块组成，只是按照不同测试模式或者功能分类的。基础系统模块用于执行对其他功能模块的初始化操作和测试启动操作，具体包括：芯片硬件的上电、芯片的复位启动、固件的加载(从flash把固件load到内存运行)，linux内核的启动以及系统相关资源的配置，各个模块测试驱动的加载以及测试线程的启动等。

在某些实施例中，所述功能运行模块用于配置待测芯片内部的功能组件，以使能各功能组件；所述功能组件包括中断器、处理器、缓存器、定时器、解码器中的一项或多项。所述功能组件是指SOC芯片内部的一个比较独立的硬件模块，比如USB模块、视频编解码模块、定时器等。

在某些实施例中，所述回路测试模块用于在待测芯片进行回路测试，所述回路测试包括数据发送、接收以及结果比对。通常一种模块在一颗SOC芯片上数量都有很多个，如具有多个I2C、I2S、UART等。假设在某个SOC芯片上具有4个I2C，那么这4个I2C两两可以形成一组，一方作为master，一方模拟slave，这样，在芯片内部就可以进行发送和接收数据，从而形成芯片自身的测试回路。

在某些实施例中，所述温度控制模块用于实时采集当前待测芯片的温度，并将采集的温度与预设温度范围进行比对，并在采集的温度与预设温度范围不匹配时，实时调整待测芯片的测试负载，直至待测芯片的温度符合预设温度范围。

简言之，通过SOC内置的TSADC(温度采集传感器，将温度转换成电压再根据采样率转换成温度数值)来实现对芯片温度的动态调节。比如实验要求的测试芯片的温度达到85°，那么通过TSADC设定一定时间间隔去采集一次当前芯片温度，如果采到的温度大于85°就调节芯片的性能测试负载，并关掉一些线程，如果温度低于85°则增加一些测试线程，使芯片的工作负荷加重，达到温度上升。

如图3所示，为本发明另一实施例涉及的SOC芯片高温测试的装置的示意图。图3为前文涉及的装置的硬件设计框架，各模块功能具体如下：

PMIC是电源管理芯片，根据power supply提供的12v电源转换成芯片需求的3.3v/1.8v/1.0v等。

ADC：主要是通过I2C接口去控制采集各路的电压和电流值，作为典型参数的采集。

RS485:这是和PC的通信接口。

DDR颗粒和SPI_FLASH：是SOC芯片的固件和运行的内存。

Hardware_chip_ID:这是用来芯片电路板识别的，用于区分不同SOC芯片的平台。

如图4所示，本发明另一实施例涉及的SOC芯片高温测试的装置的示意图。图4是在图3的基础上的拓展延伸，图4中编号为1至N的测试子单元即为图3中的测试子单元的缩略图。在这一实施例中，通过一台上位机(如PC)可以监测多个测试子单元的测试数据，即多个测试装置一起构成一个老化炉，该老化炉通过通信芯片与一台上位机连接，以实现对多个待测芯片的测试过程的同步观察。

以及发明人还提供了一种SOC芯片高温测试的方法，所述方法应用于SOC芯片高温测试的装置，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；

所述方法包括以下步骤：

统计分析模块实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。

本发明还提供了一种SOC芯片高温测试的方法和装置，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；所述统计分析模块用于实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。通过上述方案，在进行芯片老化测试时，不仅能覆盖到芯片内部各个模块的系统级功能的HTOL测试，也能够覆盖芯片管脚电路的测试，同时，还可以监控每颗HTOL芯片的实时电性参数和运行状态，便于老化数据分析和老化失效分析。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；

所述统计分析模块用于实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。

2.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述运行辅助电路包括待测芯片测试运行的外部电路，所述外部电路包括电源模块和存储模块。

3.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述测试辅助电路包括待测芯片管脚相关的测试回路，所述待测芯片管脚包括GPIO、I2C、I2S、USB、UART中的任一项或多项。

4.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述测试辅助电路包括芯片模式配置模块；

所述芯片模式配置模块用于配置当前芯片的运行模式，所述运行模式包括正常使用模式和测试模式。

5.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述测试辅助电路包括待测芯片测试过程的电气参数采集组件，所述电气参数组件包括电压采集模块和电流采集模块；

所述电压采集模块用于实时采集待测芯片测试过程的回路电压；

所述电流采集模块用于实时采集待测芯片测试过程的回路电流。

6.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述基础系统模块用于执行待测芯片的预处理操作，所述预处理操作包括待测芯片的启动、固件加载、基础时钟配置和各功能模块的初始化。

7.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述功能运行模块用于配置待测芯片内部的功能组件，以使能各功能组件；所述功能组件包括中断器、处理器、缓存器、定时器、解码器中的一项或多项。

8.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述回路测试模块用于在待测芯片进行回路测试，所述回路测试包括数据发送、接收以及结果比对。

9.如权利要求1所述的SOC芯片高温测试的装置，其特征在于，所述温度控制模块用于实时采集当前待测芯片的温度，并将采集的温度与预设温度范围进行比对，并在采集的温度与预设温度范围不匹配时，实时调整待测芯片的测试负载，直至待测芯片的温度符合预设温度范围。

10.一种SOC芯片高温测试的方法，其特征在于，所述方法应用于SOC芯片高温测试的装置，所述装置包括运行辅助电路、测试辅助电路、待测芯片和统计分析模块；所述待测芯片分别与运行辅助电路、测试辅助电路、统计分析模块连接；所述待测芯片上设置有基础系统模块、功能运行模块、回路测试模块和温度控制模块；

所述方法包括以下步骤：

统计分析模块实时获取待测芯片在测试过程中的测试数据，并将测试数据发送至显示设备进行显示。

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