CN112649719B - 一种芯片中线性稳压器的测试方法、装置以及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开一种芯片中线性稳压器的测试方法、装置及设备。该方法包括:在芯片启动后,连接待测的线性稳压器;设置电源电压为线性稳压器的最大工作电压;在旁路测试模式下,测得芯片的第一输出电压;在三个不同的偏压测试模式下,测得芯片的三个输出电压;根据最大工作电压、第一输出电压、三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算线性稳压器的参数。本发明可利用线性稳压器自身的参数,做到个性化独立管理和应用,最大程度精准发挥每个线性稳压器的功能,以此不仅提升了芯片良率,同时芯片在可靠性试验中的表现也有较大改善。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路测试领域,尤其涉及一种芯片中线性稳压器的测试方法、装置以及设备。
背景技术
随着全球节能需求的不断提高,数字技术的不断进步,分体式电源结构已经广泛应用于集成电路领域,其通过降低组件闲置时的能耗,可以将电源有效分配给系统的不同组件。大量的CPU(Central Processing Unit,中央处理器)和SOC(System-on-a-Chip,系统级芯片)产品中通常包括多个线性稳压器和电源管理模块,用以节省电源消耗。而随着越来越多的线性稳压器集成到CPU和SOC芯片上,如何配置和使用这些线性稳压器,怎么使用正确的方法量测出芯片内部真实的动态电压降,从而保证芯片有稳定的电源和正确的时序,成为芯片测试工程师需要考虑的关键因素。
目前,芯片测试工程师采用的常规测试方法是通过ATE(Automatic TestEquipment,自动化测试设备)测试获得线性稳压器模块的参数,即设计者根据仿真结果先定义一个标准趋势线:然后测量每个线性稳压器模块的输出电压,测量值与该标准趋势线在固定一点处的差值(截距)被记录下来,作为该模块的个性化参数。当使用者配置芯片内部稳压器模块时,会根据仿真值与测的截距值进行修正,以此达到芯片供电的需求。
但是,线性稳压器在不同工艺偏差下会表现不同的特性。因此,仅通过标准趋势线与截距值进行修正的方式配置线性稳压器,可能在实际使用中导致芯片存在供电不足或者电压过大的风险。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种芯片中线性稳压器的测试方法、装置以及设备。
为实现上述发明目的,本发明实施例的一方面提供一种芯片中线性稳压器的测试方法,包括:
在芯片启动后,连接待测的线性稳压器;
设置电源电压为所述线性稳压器的最大工作电压;
在旁路测试模式下,测得所述芯片的第一输出电压;
在三个不同的偏压测试模式下,测得所述芯片的三个输出电压;
根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数。
可选的,所述述在芯片启动后,连接待测的线性稳压器,包括:
根据预先在寄存器保存的线性稳压器的配置信息连接待测的线性稳压器。
可选的,所述根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数,包括:
确定A、B、C三点的坐标值;其中,A点的坐标为(V1+Vmax-V0,P1),V1为偏移值P1偏压测试模式下的输出电压,Vmax为线性稳压器的最大工作电压,V0为所述第一输出电压;B点的坐标为(V2+Vmax-V0,P2),V2为偏移值P2偏压测试模式下的输出电压;C点的坐标为(V3+Vmax-V0,P3),V3为偏移值P3偏压测试模式下的输出电压;
根据A、B、C三点的坐标值计算趋势线y=ax+b的斜率和截距,其中,a为斜率,b为截距,x为横坐标值,y为纵坐标值。
可选的,所述偏压测试模式的偏移值为正最大偏移值,零点值,以及负最大偏移值。
可选的,所述芯片为SOC芯片、CPU芯片、FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)芯片、DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)芯片中的任一种或几种。
本发明实施例的另一方面,还提供一种芯片中线性稳压器的测试装置,包括:
连接单元,用于在芯片启动后,连接待测的线性稳压器;
设置单元,用于设置电源电压为所述线性稳压器的最大工作电压;
检测单元,用于在旁路测试模式下,测得所述芯片的第一输出电压;以及在三个不同的偏压测试模式下,测得所述芯片的三个输出电压;
计算单元,用于根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数。
可选的,所述连接单元,具体用于:
根据预先在寄存器保存的线性稳压器的配置信息连接待测的线性稳压器。
可选的,所述计算单元,具体用于:
确定A、B、C三点的坐标值;其中,A点的坐标为(V1+Vmax-V0,P1),V1为偏移值P1偏压测试模式下的输出电压,Vmax为线性稳压器的最大工作电压,V0为所述第一输出电压;B点的坐标为(V2+Vmax-V0,P2),V2为偏移值P2偏压测试模式下的输出电压;C点的坐标为(V3+Vmax-V0,P3),V3为偏移值P3偏压测试模式下的输出电压;
根据A、B、C三点坐标值计算趋势线y=ax+b的斜率和截距,其中,a为斜率,b为截距,x为横坐标值,y为纵坐标值。
可选的,所述偏压测试模式的偏移值为正最大偏移值,零点值,以及负最大偏移值。
可选的,所述芯片为SOC芯片、CPU芯片、FPGA芯片、DSP芯片中的任一种或几种。
本发明实施例的再一方面提供一种设备,包括:壳体、处理器、存储器、电路板和电源电路,其中,电路板安置在壳体围成的空间内部,处理器和存储器设置在电路板上;电源电路,用于为上述电子设备的各个电路或器件供电;存储器用于存储可执行程序代码;所述处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序,用于执行前述权利要求1-5中任一项所述的方法。
本发明实施例提供的芯片中线性稳压器测试方法、装置及设备,根据在芯片不同工作状态下测得的线性稳压器的输出值来计算线性稳压器的个性化参数,在配置芯片时,可利用线性稳压器自身的参数,做到个性化独立管理和应用,最大程度精准发挥每个线性稳压器的功能,以此不仅提升了芯片良率,同时芯片在可靠性试验中的表现也有较大改善;同时由于芯片的电源模块在使用过程中得到了更精准的适配参数,使得芯片能够在更低的功耗下达到更好的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的实施例提供的芯片中线性稳压器的测试方法的流程示意图;
图2为线性稳压器在芯片中的示意图;
图3为本发明一具体实施例提供的芯片中线性稳压器的测试方法的流程示意图;
图4为本发明的实施例提供的芯片中线性稳压器的测试装置的原理框图;
图5为本发明的实施例提供的电子设备的一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确,所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例所提供的芯片中线性稳压器的测试方法,包括如下步骤:
步骤101,在芯片启动后,连接待测的线性稳压器。
这里的芯片为包含但不限于SOC芯片、CPU芯片、FPGA芯片以及DSP芯片等大规模集成电路芯片。其中,线性稳压器可以为低压差线性稳压器,也可以为普通的线性稳压器,本发明中不做具体的限定。
在该类大规模集成电路芯片中通常在不同位置放置有线性稳压器,用于给分立功能模块提供稳定电压,如图2所示。在进行测试时,需要逐一连接线性稳压器,并将每次测得线性稳压器参数记录并保存。
其中,在芯片启动后,由于每个线性稳压器的位置分别通过寄存器配置并保存。在实际连接时,通过调用寄存器中相应的线性稳压器的配置信息可将线性稳压器接入ATE测试机中。
步骤102,设置电源电压为所述线性稳压器的最大工作电压。
在该步骤中,需要预先确定线性稳压器的最大工作电压。在线性稳压器接入测试机后,测试机设置电源电压为该线性稳压器的最大工作电压。
步骤103,在旁路测试模式下,测得所述芯片的第一输出电压。
在旁路测试模式,测试芯片的第一输出电压。根据该第一输出电压可以确定在线性稳压器的压差。
步骤104,在三个不同的偏压测试模式下,测得所述芯片的三个输出电压。
在该步骤中,可以选择不同的偏移值的偏压测试模式。例如,偏移值分别为P1,P2以及P3。在偏移值P1偏压测试模式下,测得芯片的输出电压为V1,在偏移值P2偏压测试模式下,测得芯片的输出电压为V2;在偏移值P3偏压测试模式下,测得芯片的输出电压为V3。其中,对于偏移值,优选的,选择测试机的正负最大偏移值以及零点偏移值。由于不同线性稳压器的最大工作电压会不同,为了在测试时全面覆盖所有类型的线性稳压器,因此选择测试机的正负最大偏移值以及零点偏移值作为上述的三个不同偏压测试模式下的偏移值,当然也可以选择其他偏移值。
步骤105,根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数。
这里的参数为线性稳压器的趋势线的斜率a和截距b两个参数,其中,趋势线的公式为y=ax+b,x为横坐标值,y为纵坐标值。
其中,根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数,需要根据三个点来确定趋势线斜率和截距。这里三个点分别为A,B,C。
具体地,A的坐标值为(V1+Vmax-V0,P1),B的坐标值为(V2+Vmax-V0,P2),C的坐标值为(V3+Vmax-V0,P3)。
其中,V1为偏移值P1偏压测试模式下的输出电压,Vmax为线性稳压器的最大工作电压;V0为所述第一输出电压,V2为偏移值P2偏压测试模式下的输出电压,V3为偏移值P3偏压测试模式下的输出电压。
在步骤105后,记录所述线性稳压器的参数,并连接下一待测的线性稳压器,直至所有线性稳压器测试完成。记录斜率a和截距b作为线性稳压器的参数。由于集成芯片中通常包括多个线性稳压器,按此方法测试直到最后一个稳压器测试结束。这样每一个线性稳压器分别测试,得到每个线性稳压器独立的特性趋势线的特征参数斜率a和截距b,这个a和b被按照单个线性稳压器的结果被烧入fuse,在芯片应用时候按照每个线性稳压器独立的趋势线进行配置应用。
基于上述可知,现有技术通过标准趋势线+截距的形式,这种方式忽略了稳压器模块在不同工艺偏差下不同的特性(斜率)表现。这种使用固定基准的方式,使得独立模块的参数与标准间,最大差距达到30%及以上,导致需要的电压或者被配置过高,或者过低。而本发明实施例根据在芯片不同工作状态下测得的线性稳压器的输出值来计算线性稳压器的个性化参数,在配置芯片时,可利用每个线性稳压器自身的参数,做到个性化独立管理和应用,最大程度精准发挥每个线性稳压器的功能。
下面结合一具体实施例对本发明的技术内容做进一步详细说明。其中,在该实施例中,测试所用的ATE机台为爱德万测试93K机,测试所用语言为93K机机器语言,测试芯片为SOC芯片,线性稳压器为低压差线性稳压器LDO。在量产测试程序下,ATE测试机对于每个LDO模块的特性进行分析评估。测试流程,如图3所示,具体包括如下步骤:
步骤301,SOC芯片启动;
步骤302,连接第一个可调线性稳压器;
步骤303,设置电源在1.1V;
步骤304,测试模式进入旁路模式,探针端读取芯片输出电压V0;
步骤305,设置进入32+偏压模式,探针端读取芯片电压V1;
步骤306,设置进入0+偏压模式,探针端读取芯片电压V2;
步骤307,设置进入32-偏压模式,探针端读取芯片电压V3;
步骤308,A(V1+(1.1-V0),32+),B(V2+(1.1-V0),0+),C(V3+(1.1-V0),-32),根据3点计算趋势线y=ax+b;
步骤309,记录(a,b)作为第一个可调线性稳压器的参数;
步骤310,连接第二个可调线性稳压器,重复步骤303~309,直到最后一个稳压器测试结束。
基于上述可知,为了改善现有状态,上述测试方法按照SOC芯片内各个稳压器都是独立可调稳压器各自的特点,可以同时取得表征完整曲线的每个稳压器的斜率和截距两个参数,实现每个可调稳压器的完全独立控制和配置。
基于上述的方法,本发明实施例还提供了一种芯片中线性稳压器的测试装置,如图4所示包括:
连接单元41,用于在芯片启动后,连接待测的线性稳压器;
设置单元42,用于设置电源电压为所述线性稳压器的最大工作电压;
检测单元43,用于在旁路测试模式下,测得所述芯片的第一输出电压;以及在三个不同的偏压测试模式下,测得所述芯片的三个输出电压;
计算单元44,用于根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数;
在一些实施方式中,所述连接单元,具体用于:
根据预先在寄存器保存的线性稳压器的配置信息连接待测的线性稳压器。
在一些实施方式中,所述计算单元44,具体用于:
确定A、B、C三点的坐标值;其中,A点的坐标为(V1+Vmax-V0,P1),V1为偏移值P1偏压测试模式下的输出电压,Vmax为线性稳压器的最大工作电压,V0为所述第一输出电压;B点的坐标为(V2+Vmax-V0,P2),V2为偏移值P2偏压测试模式下的输出电压;C点的坐标为(V3+Vmax-V0,P3),V3为偏移值P3偏压测试模式下的输出电压;
根据A、B、C三点坐标值计算趋势线y=ax+b的斜率和截距,其中,a为斜率,b为截距,x为横坐标值,y为纵坐标值。
在一些实施方式中,所述偏压测试模式的偏移值为正最大偏移值,零点值,以及负最大偏移值。
在一些实施方式中,所述芯片为SOC芯片、CPU芯片、FPGA芯片、DSP芯片中的任一种或几种。
相应的,如图5所示,本发明的实施例提供的电子设备,可以包括:壳体61、处理器62、存储器63、电路板64和电源电路65,其中,电路板64安置在壳体61围成的空间内部,处理器62和存储器63设置在电路板64上;电源电路65,用于为上述电子设备的各个电路或器件供电;存储器63用于存储可执行程序代码;处理器62通过读取存储器63中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序,用于执行前述实施例提供的任一种芯片中线性稳压器的测试方法。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
为了描述的方便,描述以上装置是以功能分为各种单元/模块分别描述。当然,在实施本发明时可以把各单元/模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种芯片中线性稳压器的测试方法,其特征在于,包括:
在芯片启动后,连接待测的线性稳压器;
设置电源电压为所述线性稳压器的最大工作电压;
在旁路测试模式下,测得所述芯片的第一输出电压;
在三个不同的偏压测试模式下,测得所述芯片的三个输出电压;
根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数;
所述根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数,包括:
确定A、B、C三点的坐标值;其中,A点的坐标为(V1+Vmax-V0,P1),V1为偏移值P1偏压测试模式下的输出电压,Vmax为线性稳压器的最大工作电压,V0为所述第一输出电压;B点的坐标为(V2+Vmax-V0,P2),V2为偏移值P2偏压测试模式下的输出电压;C点的坐标为(V3+Vmax-V0,P3),V3为偏移值P3偏压测试模式下的输出电压;
根据A、B、C三点坐标值计算趋势线y=ax+b的斜率和截距,其中,a为斜率,b为截距,x为横坐标值,y为纵坐标值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在芯片启动后,连接待测的线性稳压器,包括:
根据预先在寄存器保存的线性稳压器的配置信息连接待测的线性稳压器。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述偏压测试模式的偏移值为正最大偏移值,零点值,以及负最大偏移值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述芯片为SOC系统级芯片、CPU中央处理器芯片、FPGA现场可编程门阵列芯片、DSP数字信号处理芯片中的任一种或几种。
5.一种芯片中线性稳压器的测试装置,其特征在于,包括:
连接单元,用于在芯片启动后,连接待测的线性稳压器;
设置单元,用于设置电源电压为所述线性稳压器的最大工作电压;
检测单元,用于在旁路测试模式下,测得所述芯片的第一输出电压;以及在三个不同的偏压测试模式下,测得所述芯片的三个输出电压;
计算单元,用于根据所述最大工作电压、所述第一输出电压、所述三个输出电压以及偏压测试模式的偏移值计算所述线性稳压器的参数;
所述计算单元,具体用于:
确定A、B、C三点的坐标值;其中,A点的坐标为(V1+Vmax-V0,P1),V1为偏移值P1偏压测试模式下的输出电压,Vmax为线性稳压器的最大工作电压,V0为所述第一输出电压;B点的坐标为(V2+Vmax-V0,P2),V2为偏移值P2偏压测试模式下的输出电压;C点的坐标为(V3+Vmax-V0,P3),V3为偏移值P3偏压测试模式下的输出电压;
根据A、B、C三点的坐标值计算趋势线y=ax+b的斜率和截距,其中,a为斜率,b为截距,x为横坐标值,y为纵坐标值。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述连接单元,具体用于:
根据预先在寄存器保存的线性稳压器的配置信息连接待测的线性稳压器。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述偏压测试模式的偏移值为正最大偏移值,零点值,以及负最大偏移值。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述芯片为SOC系统级芯片、CPU中央处理器芯片、FPGA现场可编程门阵列芯片、DSP数字信号处理芯片中的任一种或几种。
9.一种用于芯片中线性稳压器的测试设备,其特征在于,包括:壳体、处理器、存储器、电路板和电源电路,其中,电路板安置在壳体围成的空间内部,处理器和存储器设置在电路板上;电源电路,用于为上述设备的各个电路或器件供电;存储器用于存储可执行程序代码;所述处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序,用于执行前述权利要求1-4中任一项所述的方法。
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