CN112305402B - 一种混合集成电路产品测试专用控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合集成电路产品测试专用控制器，具体涉及电子技术中集成电路测试技术领域，包括I/F产品测试专用控制器本体，该控制器连接管理计算机，用于测试总控，该控制器一端连接n个测试信号源设备，另一端连接k个被测试产品夹具，每个被测试产品夹具安放三个被测试产品，用于形成N个测试通道；控制器包括矩阵开关单元、电源单元、计数器单元和控制单元；矩阵开关单元用于控制输入测试信号到相应的产品输入端，并将被测试产品的输出信号传递到计数器单元；电源单元用于给被测试产品供电。本发明专用测试控制器含有并行测试方式，又包含串行测试方式，两种模式相结合，能够降低成本、减少产品测试时间，提高测试产能。

Description

一种混合集成电路产品测试专用控制器

技术领域

本发明实施例涉及电子技术中集成电路测试技术领域，具体涉及一种混合集成电路产品测试专用控制器。

背景技术

在信息化时代的今天，集成电路是信息产业重要的组成部分之一，集成电路的相关测试设备也随着集成电路的快速发展而不断完善和创新。随着集成电路的广泛应用，产品的测试必须面对大批量、多种环境的要求，并且产品的测试成本在总成本中的比重也越来越大，设计和选择较好的测试工作模式，也是解决产品测试产能瓶颈的最有效的手段之一。

为了降低成本、减少产品测试时间，提高测试产能，根据产品测试的特点，有必要将串行处理技术与并行处理技术相结合的方式引入到产品的测试模式中。

并行测试：并行测试是指测试系统在同一时间内完成多个产品的测试任务。包括在同一时间内完成对多个被测试产品的测试；或者同时完成对被测试产品多项参数的测试。并行测试技术是通过增加单位时间内被测试产品的数量来提高系统的测试速度和吞吐量，最大限度的降低工作人员数量，因此采用并行测试技术可大大减少测试时间，降低测试成本；

串行测试：串行测试是指测试系统在完成一个产品的测试后，再进行另一个产品的测试，即多个产品以排队的方式顺序进行测试，通过对价格非常高的测试设备共享来节约投资成本。在测试设备固定的情况下，通过减少测试设备以及计算机的闲置时间来提高设备的利用率；通过对测试设备的共享来节约测试成本和增加系统测试的吞吐量。

产品测试模式选择的好与坏，将会影响产品的质量、产能的提高、生产成本和业务发展，所以，既要解决好产品测试的速度问题，也要考虑到贵重测试设备资源的共享问题，基于这两方面的考虑本发明提出一种混合集成电路产品测试专用控制器。

发明内容

为了降低成本、减少测试时间，提高产品测试产能，根据产品测试的特点，有必要将并行处理技术和串行测试方式有机的结合，引入到产品的测试模式中，采用并行测试就是为了提高测试速度，而采用串行测试就是为了提高一次测试过程中的系统吞吐量，如果串行和并行处理技术在产品测试过程中运用得好，将会在产品的质量、产能的提高、降低生产成本和业务发展起到良好的作用。为此，本发明的目的是提供一种既含有并行测试方式、又包含串行测试方式，两种模式相结合的一种专用测试控制器，以解决在产品测试中的速度和高价值产品测试设备的共享等问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种混合集成电路产品测试专用控制器，包括I/F产品测试专用控制器本体，该控制器连接管理计算机，用于测试总控，该控制器一端连接n个测试信号源设备，另一端连接k个被测试产品夹具，每个被测试产品夹具安放三个被测试产品，用于形成N个测试通道；

控制器包括矩阵开关单元、电源单元、计数器单元和控制单元；

矩阵开关单元由若干个继电器组成，继电器一端连接被测试产品夹具，另一端连接测试信号源设备和计数器单元，用于控制输入测试信号到相应的产品输入端，并将被测试产品的输出信号传递到计数器单元；

电源单元包括一组电源，且通过被测试产品夹具与被测试产品连接，用于给被测试产品供电，使测试时被测试产品能够正常进行工作；

计数器单元通过控制单元连接管理计算机，用于根据被测试产品的输出信号和管理计算机的控制信息进行数据处理，处理结果自动传递到管理计算机；

控制单元连接管理计算机，用于根据管理计算机的控制信号控制各个测试信号的输入、矩阵开关两路的选择、计数单元参数的传递，以及测试结果的数据采集。

进一步地，所述控制器上表面设有控制面板，所述控制面板上设有测试结果检验区、测试信号源接入区、连接产品输入区、连接产品输出区、产品供电电源区等五个部分，每个区域都包括多个连接器；

所述测试结果检验区采用的连接器为BNC母头，用于测试期间，随时抽检某个产品的测试结果数据；

所述测试信号源接入区采用的连接器为接线端子，用于连接测试信号源设备，通过将测试信号源设备的输出端连接到此接线端子上，实现测试信号的输入，且测试信号源设备与管理计算机连接，由管理计算机控制各个测试信号源设备发送测试信号；

所述连接产品输入区采用的连接器为航空插头座，用于连接矩阵开关单元和被测试产品夹具，将测试输入信号通过矩阵开关单元连接到被测试产品夹具上，实现被测试产品的信号输入；

所述连接产品输出区采用的连接器为航空插头座，用于连接矩阵开关单元和控制单元，将测试产品的输出信号源通过矩阵开关单元连接到本控制器上；

所述产品供电电源区采用的连接器为航空插头座，通过此航空插头座将电源连接到测试夹具上，用于为被测试产品提供工作电源。

进一步地，所述管理计算机、控制器、n个测试信号源设备、k个被测试产品夹具和3k个被测试产品连接构成一个多通道控制器系统。

进一步地，所述多通道控制器系统以测试信号源设备发出的测试信号源作为一个通道的输入，即一个测试链路，每个测试链路完全独立，每个通道的输入信号源通过控制器与多个被测试产品夹具连接，而每个被测试产品夹具上安放三个被测试产品，形成的N个测试通道组成整个多通道控制器系统。

进一步地，所述矩阵开关单元根据管理计算机的控制器命令，可自由选择通道内的被测试产品的测试，也可以依次对通道内的多个被测试产品测试，同时将相应的被测试产品的输出传送到计数器单元，能够提高系统吞吐量。

进一步地，所述计数器单元通过使用FPGA设计完成，实现对被测试产品输出信号的频率计算，PFGA使用了赛灵思的SPARTAN6，根据被测产品的指标要求，管理计算机发送相关指令参数，由计数器单元实现任何时间长的频率计算，并将结果返回管理计算机。

进一步地，所述控制单元用于实现控制器与管理计算机之间的通信，以达到控制需要测试的产品和接收测试结果的功能，所述控制单元采用标准RS-232数据格式与电平格式和物理标准，用来完成与管理计算机的联接与数据命令的交换。

进一步地，所述电源单元为被测试产品提供一组电源，使被测试产品处于正常的工作状态，供电电压分别是+15V、-15V、+5V、-5V、5V2+、5V2GND、GND，电源接口采用GX-20-12-T/P。

本发明实施例具有如下优点：

1、本发明测试专用控制器的测试通道完全独立，每个通道相当于一个独立测试系统，也就是说N个通道可以同时测试N个产品；将多路供电及参数测试单元模块集成于该系统中，为并行测试提供了足够的系统电源容量，由管理计算机控制各个测试信号源设备同时发送测试信号，在每个通道内又串行了多个产品，从而降低了更换测试温度环境的等待时间，这就大大降低了并行测试中对共享资源调度，极大地提高测试系统的集成度和测试吞吐量，在以时间决定成本的量产测试中，该技术极具市场价值；

2、本发明专用测试控制器含有并行测试方式，又包含串行测试方式，两种模式相结合，能够降低成本、减少产品测试时间，提高测试产能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的整体系统结构示意图；

图2为本发明提供的多通道控制器系统连接图；

图3为本发明提供的控制面板布局示意图；

图4为本发明提供的矩阵开关结构示意图；

图5为本发明提供的计数器单元流程图；

图6为本发明提供的电源单元的电源接口图；

图中：1 I/F产品测试专用控制器本体、11矩阵开关单元、12电源单元、13计数器单元、14控制单元、2管理计算机、3测试信号源设备、4被测试产品夹具、5被测试产品、6测试结果检验区、7测试信号源接入区、8连接产品输出区、9连接产品输入区、10产品供电电源区。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照说明书附图1，该实施例的一种混合集成电路产品测试专用控制器，包括I/F产品测试专用控制器本体1，该控制器连接管理计算机2，用于测试总控，该控制器一端连接n个测试信号源设备3，另一端连接k个被测试产品夹具4，每个被测试产品夹具4安放三个被测试产品5，用于形成N个测试通道；

控制器包括矩阵开关单元11、电源单元12、计数器单元13和控制单元14；

矩阵开关单元11由若干个继电器组成，继电器一端连接被测试产品夹具4，另一端连接测试信号源设备3和计数器单元13，用于控制输入测试信号到相应的产品输入端，并将被测试产品5的输出信号传递到计数器单元13；

电源单元12包括一组电源，且通过被测试产品夹具4与被测试产品5连接，用于给被测试产品5供电，使测试时被测试产品5能够正常进行工作；

计数器单元13通过控制单元14连接管理计算机2，用于根据被测试产品5的输出信号和管理计算机2的控制信息进行数据处理，处理结果自动传递到管理计算机2；

控制单元14连接管理计算机2，用于根据管理计算机2的控制信号控制各个测试信号的输入、矩阵开关两路的选择、计数单元参数的传递，以及测试结果的数据采集。

进一步地，所述控制单元14用于实现控制器与管理计算机2之间的通信，以达到控制需要测试的产品和接收测试结果的功能，所述控制单元14采用标准RS-232数据格式与电平格式和物理标准，用来完成与管理计算机2的联接与数据命令的交换。

参照说明书附图2，所述管理计算机2、控制器、n个测试信号源设备3、k个被测试产品夹具4和3k个被测试产品5连接构成一个多通道控制器系统。

进一步地，所述多通道控制器系统以测试信号源设备3发出的测试信号源作为一个通道的输入，即一个测试链路，每个测试链路完全独立，每个通道的输入信号源通过控制器与多个被测试产品夹具4连接，而每个被测试产品夹具4上安放三个被测试产品5，形成的N个测试通道组成整个多通道控制器系统。

参照说明书附图3，所述控制器上表面设有控制面板，所述控制面板上设有测试结果检验区6、测试信号源接入区7、连接产品输入区9、连接产品输出区8、产品供电电源区10等五个部分，每个区域都包括多个连接器；

所述测试结果检验区6采用的连接器为BNC母头，此区域设立的目的是为了方便工作人员测试期间，随时抽检某个产品的测试结果数据；

所述测试信号源接入区7采用的连接器为接线端子，用于连接测试信号源设备3，通过将测试信号源设备3的输出端连接到此接线端子上，实现测试信号的输入，且测试信号源设备3与管理计算机2连接，由管理计算机2控制各个测试信号源设备3发送测试信号；

所述连接产品输入区9采用的连接器为航空插头座，用于连接矩阵开关单元11和被测试产品夹具4，此区域是将测试输入信号通过矩阵开关单元11连接到被测试产品夹具4上，实现被测试产品5的信号输入；

所述连接产品输出区8采用的连接器为航空插头座，用于连接矩阵开关单元11和控制单元14，此区域是将测试产品的输出信号源通过矩阵开关单元11连接到本控制器上；

所述产品供电电源区10采用的连接器为航空插头座，通过此航空插头座将电源连接到测试夹具上，用于为被测试产品5提供工作电源。

参照说明书附图4，为了提高系统吞吐量，矩阵开关单元11根据管理计算机2的控制器命令，可自由选择通道内的被测试产品5的测试，也可以依次对通道内的多个被测试产品5测试，同时将相应的被测试产品5的输出传送到计数器单元13。

参照说明书附图5，所述计数器单元13通过使用FPGA设计完成，实现对被测试产品5输出信号的频率计算，PFGA使用了赛灵思的SPARTAN6，根据被测产品的指标要求，管理计算机2发送相关指令参数，由计数器单元13实现任何时间长的频率计算，并将结果返回管理计算机2，该模块是整个控制器的核心器件之一，具体流程如下：

系统上电，根据被测产品的指标要求，管理计算机2发送相关指令参数给计数器单元13，当其接收到数据后，其将数据发回给管理计算机2，将系统变量清零，并设置计量时间，如果没有接收到管理计算机2发送指令参数，则直接采用默认参数进行计量；

计量时间确定后，开始测量，矩阵开关单元11将待测试信号发送给计数器单元13，当矩阵开关单元11将待测试信号A发送给计数器单元13时，判断是否为待测试信号A，如果是，则再判断是否计量到时间，如果是，则计数结果存放在结果寄存器内，并将并向管理计算机2发送结果，如果不计量到时间，则计数器增加一个；

如果不是待测试信号A，则判断其是否是待测试信号B，如果是，则再判断是否计量到时间，如果是，则计量到时间，计数结果存放在结果寄存器内，并向管理计算机2发送结果，如果不计量到时间，则计数器增加一个；

如果也不是待测试信号B，则继续判断其是否是其他待测试信号，直至对应到合适的测试信号；

计数结果存放在结果寄存器后，直接将对应的计量时间反馈至管理计算机2，用于下一次测量的计量时间设置。

参照说明书附图6，所述电源单元12为被测试产品5提供一组电源，使被测试产品5处于正常的工作状态，供电电压分别是+15V、-15V、+5V、-5V、5V2+、5V2GND、GND，电源接口采用GX-20-12-T/P。

实施场景具体为：本发明综合考虑测试信号源设备3以及温箱环境设备等因素，进行通道数量的配置；每个通道同时有一个产品进行测试，N个通道就有N个产品被测试，即实现N个产品并行测试，如4个通道，就有4个产品同时进行测试，针对I/F转换电路产品，输入为电流信号，输出为频率信号；在通道内的产品以串行模式进行测试，串行模式的应用主要是为了减少更换测试环境的等待时间，从而最大限度的提高测试信号源设备3（高精度信号源设备成本都比较高）的利用率，大大降低了并行测试中对共享资源调度，极大地提高测试系统的集成度和测试吞吐量。在以时间决定成本的量产测试中，该技术极具市场价值。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种混合集成电路产品测试专用控制器，其特征在于：包括I/F产品测试专用控制器本体(1)，该控制器连接管理计算机(2)，用于测试总控，该控制器一端连接n个测试信号源设备(3)，另一端连接k个被测试产品夹具(4)，每个被测试产品夹具(4)安放三个被测试产品(5)，用于形成N个测试通道；

控制器包括矩阵开关单元(11)、电源单元(12)、计数器单元(13)和控制单元(14)；

矩阵开关单元(11)由若干个继电器组成，继电器一端连接被测试产品夹具(4)，另一端连接测试信号源设备(3)和计数器单元(13)，用于控制输入测试信号到相应的产品输入端，并将被测试产品(5)的输出信号传递到计数器单元(13)；

电源单元(12)包括一组电源，且通过被测试产品夹具(4)与被测试产品(5)连接，用于给被测试产品(5)供电，使测试时被测试产品(5)能够正常进行工作；

计数器单元(13)通过控制单元(14)连接管理计算机(2)，用于根据被测试产品(5)的输出信号和管理计算机(2)的控制信息进行数据处理，处理结果自动传递到管理计算机(2)；

控制单元(14)连接管理计算机(2)，用于根据管理计算机(2)的控制信号控制各个测试信号的输入、矩阵开关两路的选择、计数单元参数的传递，以及测试结果的数据采集；所述管理计算机(2)、控制器、n个测试信号源设备(3)、k个被测试产品夹具(4)和3k个被测试产品(5)连接构成一个多通道控制器系统；所述多通道控制器系统以测试信号源设备(3)发出的测试信号源作为一个通道的输入，即一个测试链路，每个测试链路完全独立，每个通道的输入信号源通过控制器与多个被测试产品夹具(4)连接，而每个被测试产品夹具(4)上安放三个被测试产品(5)，形成的N个测试通道组成整个多通道控制器系统；所述矩阵开关单元(11)根据管理计算机(2)的控制器命令，可自由选择通道内的被测试产品(5)的测试，也可以依次对通道内的多个被测试产品(5)测试，同时将相应的被测试产品(5)的输出传送到计数器单元(13)。

2.根据权利要求1所述的一种混合集成电路产品测试专用控制器，其特征在于：所述控制器上表面设有控制面板，所述控制面板上设有测试结果检验区(6)、测试信号源接入区(7)、连接产品输入区(9)、连接产品输出区(8)、产品供电电源区(10)等五个部分，每个区域都包括多个连接器；

所述测试结果检验区(6)采用的连接器为BNC母头，用于测试期间，随时抽检某个产品的测试结果数据；

所述测试信号源接入区(7)采用的连接器为接线端子，用于连接测试信号源设备(3)，通过将测试信号源设备(3)的输出端连接到此接线端子上，实现测试信号的输入，且测试信号源设备(3)与管理计算机(2)连接，由管理计算机(2)控制各个测试信号源设备(3)发送测试信号；

所述连接产品输入区(9)采用的连接器为航空插头座，用于连接矩阵开关单元(11)和被测试产品夹具(4)，将测试输入信号通过矩阵开关单元(11)连接到被测试产品夹具(4)上，实现被测试产品(5)的信号输入；

所述连接产品输出区(8)采用的连接器为航空插头座，用于连接矩阵开关单元(11)和控制单元(14)，将测试产品的输出信号源通过矩阵开关单元(11)连接到本控制器上；

所述产品供电电源区(10)采用的连接器为航空插头座，通过此航空插头座将电源连接到测试夹具上，用于为被测试产品(5)提供工作电源。

3.根据权利要求1所述的一种混合集成电路产品测试专用控制器，其特征在于：所述计数器单元(13)通过使用FPGA设计完成，实现对被测试产品(5)输出信号的频率计算，PFGA使用了赛灵思的SPARTAN6，根据被测产品的指标要求，管理计算机(2)发送相关指令参数，由计数器单元(13)实现任何时间长的频率计算，并将结果返回管理计算机(2)。

4.根据权利要求1所述的一种混合集成电路产品测试专用控制器，其特征在于：所述控制单元(14)用于实现控制器与管理计算机(2)之间的通信，以达到控制需要测试的产品和接收测试结果的功能，所述控制单元(14)采用标准RS-232数据格式与电平格式和物理标准，用来完成与管理计算机(2)的联接与数据命令的交换。

5.根据权利要求1所述的一种混合集成电路产品测试专用控制器，其特征在于：所述电源单元(12)为被测试产品(5)提供一组电源，使被测试产品(5)处于正常的工作状态，供电电压分别是+15V、-15V、+5V、-5V、5V2+、5V2GND、GND，电源接口采用GX-20-12-T/P。

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