CN112881903A - 一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体测试技术领域，具体地说是一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法。具体测试方法如下：S1：测试载具板连接可编程电源；S2：在可编程电源内设置主控电源通道及从属电源通道；S3：当进行数字货币处理器芯片工作模式测试时，自动开启主控电源通道及从属电源通道；S4：读取Imaster工作，得出消耗总电流Imeasure工作=Imaster工作*N；S5：当进行数字货币处理器芯片低功耗模式测试时，测出静态电流Imeasure静态=Imaster静态。同现有技术相比，在现有的逻辑类自动测试机的测试载具板上连接可编程电源，并将可编程电源配置成一路主控电源通道及若干路从属电源通道的并联连接形式，可根据被测芯片的需求，灵活配置通道数。

Description

一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法
技术领域
本发明涉及半导体测试技术领域，具体地说是一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法。
背景技术
近年来，数字货币及区块链技术及其应用带动了半导体市场的一块全新领域。这个领域针对其特殊应用优化出了一个全新的芯片设计制造思路，同时也给传统的芯片封装和测试业提出了不同的挑战。
数字货币处理器芯片与传统的系统级芯片（SOC）不同，它并不需要大量的高速接口，绝大部分功能测试都是内建测试（BIST），因此对于自动测试机来说，不需要提供大量的高速数字测试通道。只需要少量的数字通道去配置芯片内部的寄存器，启动内部功能或测试模式即可。
数字货币处理器芯片虽然接口数字信号速度要求不高，但是其内建算法逻辑核心功能一旦启动，其运转速度是惊人的，也是决定芯片运算效率的关键。因此，芯片进入内侧模式考察的就是全速运转状态，此时单颗芯片的电流会达到甚至超过10安培。而为了降低其内部功耗，会尽量降低核心逻辑电路运转所需的电压，一般会降到0.9V甚至更低。随着芯片制程工艺和技术的进一步发展，核心电压会进一步降低。电压降低后，就有机会在满足芯片封装散热规格的前提下，进一步提升电流，已提升芯片运算能力。
另一方面，芯片在寄存器读写阶段，是处于低功耗模式，要求静态电流要非常小，在毫安级别，以节约电能。因为数字货币应用的场合大都是专业的大规模计算阵列，其电能消耗是投入成本中最大占比。节电效能，就是此类芯片的另一个关键检测项目。
总结来说：1）芯片处于工作模式时，需要自动测试机电源提供低电压大电流（<1.0V，>10A)，并且未来的趋势是电压进一步降低，电流进一步增大；2）芯片处于低功耗模式时，需要自动测试机电源切换到小电流档位，提供精准的静态电流。测量。
而目前的情况是，自动测试机市场上两大类测试机：逻辑测试机和功率测试机。逻辑测试机的数字测试通道没有问题，但是逻辑测试机一般无法提供10A以上驱动能力的DPS（可编程电源）。有部分逻辑测试机可以选装专用的超大电流可编程电源仪器。但是这类仪器的缺点是无法同时兼顾静态电流测试所需要的小电流档位的测试精度，就相互矛盾了，一般的做法则是会牺牲小电流的测量精度要求。功率测试机有更加灵活的电源模块可以选配，但是功率测试机无法提供足够的数字测试通道，在数量和速度上都有短缺。
因此，目前市场上数字货币芯片都是逻辑测试机在牺牲部分小电流测试精度的前提下提供芯片测试服务的。
但是，上述的逻辑测试机，因为其仪器配置的原因，电源通道数大大减少，无法兼容到更多其他类型芯片的测试需求。因为绝大多数逻辑类芯片都要求大量的数字测试通道，和相应的多数独立电源通道，而这些电源通道并不需要超大电流。因此，特殊配置的逻辑测试机一般只能用于数字货币处理器芯片的测试。这会造成测试厂设备的闲置风险增加，间接提升了成本。而超大电流可编程电源仪器在小电流档位测量精度差的缺点，也牺牲了此类芯片对于静态功耗测试的准确度。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，在现有的逻辑类自动测试机的测试载具板上连接可编程电源，并将可编程电源配置成一路主控电源通道及若干路从属电源通道的并联连接形式，可根据被测芯片的需求，灵活配置通道数，而每路通道的最大电流不超过1安培的小电流，以实现大小电流同时测试的需求。
为实现上述目的，设计一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，包括测试载具板，其特征在于：具体测试方法如下：
S1：自动测试机的测试载具板采用大电流供电线路连接可编程电源；
S2：在可编程电源内设置一路主控电源通道及若干路从属电源通道，并且主控电源通道与若干路从属电源通道为并联连接；
S3：当进行数字货币处理器芯片工作模式测试时，根据被测数字货币处理器芯片的工作模式的电流，自动开启主控电源通道及若干路从属电源通道，主控电源通道及若干路从属电源通道共同平均分担负载电流；
S4：读取主控电源通道上的电流值Imaster工作，然后乘以被开启的从属电源通道的数量N，即可得出被测数字货币处理器芯片的消耗总电流Imeasure工作=Imaster工作*N；
S5：当进行数字货币处理器芯片低功耗模式测试时，根据被测数字货币处理器芯片的低功耗模式的电流，由主控电源通道自动切换电流档位，以更为精确的测出静态电流Imeasure静态=Imaster静态。
所述的主控电源通道与若干路从属电源通道的总和小于等于64路，并且主控电源通道与若干路从属电源通道的每一路通道可提供0~1A的电流。
所述的主控电源通道包括1A、500mA、25mA、250uA四种电流档位。
所述的主控电源通道采用电压补偿线路与测试载具板连接。
本发明同现有技术相比，提供一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，在现有的逻辑类自动测试机的测试载具板上连接可编程电源，并将可编程电源配置成一路主控电源通道及若干路从属电源通道的并联连接形式，可根据被测芯片的需求，灵活配置通道数，而每路通道的最大电流不超过1安培的小电流，以实现大小电流同时测试的需求。
附图说明
图1为现有技术连接示意图。
图2为本发明连接示意图。其中，细实线为电压侦测补偿线路（高阻），粗实线为大电流供电线路（低阻）。
图3为本发明通道电流计算示意图。
图4为本发明单通道电流计算示意图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，是目前在使用的逻辑测试机，如图所示，测试载具板通过大电流供电线路（粗实线显示）连接超大电流的可编程直流电源，用以测试被测数字货币处理器芯片工作模式时的消耗电流，而电压补偿电路（细实线显示）则可以补偿由于大电流在传输线路上造成的额外电压降，以确保加载到被测数字货币处理器芯片端的电压准确度。但是，这一类的逻辑测试机，由于只能连接超大电流的可编程直流电源，也就只能测试测数字货币处理器芯片工作模式时的消耗电流，对于被测数字货币处理器芯片的低功耗模式的小电流就只能放弃测试了。
如图2所示，本发明提供了一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，具体测试方法如下：
S1：自动测试机的测试载具板采用大电流供电线路连接可编程电源；
S2：在可编程电源内设置一路主控电源通道及若干路从属电源通道，并且主控电源通道与若干路从属电源通道为并联连接；
S3：当进行数字货币处理器芯片工作模式测试时，根据被测数字货币处理器芯片的工作模式的电流，自动开启主控电源通道及若干路从属电源通道，主控电源通道及若干路从属电源通道共同平均分担负载电流；
S4：读取主控电源通道上的电流值Imaster工作，然后乘以被开启的从属电源通道的数量N，即可得出被测数字货币处理器芯片的消耗总电流Imeasure工作=Imaster工作*N；
S5：当进行数字货币处理器芯片低功耗模式测试时，根据被测数字货币处理器芯片的低功耗模式的电流，由主控电源通道自动切换电流档位，以更为精确的测出静态电流Imeasure静态=Imaster静态。
主控电源通道与若干路从属电源通道的总和小于等于64路，并且主控电源通道与若干路从属电源通道的每一路通道可提供0~1A的电流。
主控电源通道包括1A、500mA、25mA、250uA四种电流档位。
主控电源通道采用电压补偿线路与测试载具板连接。
将可编程电源通过软件配置成一路主控电源通道与若干路从属电源通道并联连接的形式，通道总数不超过64路，所有的从属电源通道按照菊花链方式从主控电源通道获取模拟控制信号，从而达到所有的通道共同平均分担负载电流，每一路通道可以提供不超过1安培的电流，整个的可编程电源可看成是集束电源模式。而主控电源通道通过电压补偿线路可以补偿由于大电流在传输线路上造成的额外电压降，以确保加载到被测数字货币处理器芯片端的电压准确度。
通过这样的配置，可以依据不同被测数字货币处理器芯片的电流需求去匹配相应的通道数量的集束模式，最大可达到64安培的超大电流驱动能力。
在被测数字货币处理器芯片进行工作模式测试时，由于所有的电源通道（主控电源通道和从属电源通道）共同平均分摊电流，在测量大电流时，只要读取主控电源通道上的电流值（Imaster工作），然后乘以同时工作的从属电源通道的数量N即为被测测数字货币处理器芯片消耗总电流，即Imeasure工作=Imaster工作*N，可以节约多通道测量电流后再累加的时间。
在被测数字货币处理器芯片进行低功耗模式测试时，可以快速便捷地通过软件取消集束电源模式，由主控电源通道单独给被测数字货币处理器芯片供电即可，同时该主控电源通道可以切换到适合的电流档位（1A、500mA、25mA、250uA），以便达到预期的电流测量精度。
实施例：
如图3，图4所示，被测芯片DUT工作电压0.9V，预期最大电流9.5A，这样，在进行工作模式测试时，主控电源通道和9路从属电源通道配置为集束模式。Vforce=0.9V，由主控单元来主导电压；IDUT=9.5A，N=9；则Imeasure工作=9.5/(9+1)=0.95A=Icopy；这样算出Islave-1= Islave-2= Islave-3。。。= Islave-N=Icopy =0.95A，然后IDUT=Imaster+
Figure DEST_PATH_IMAGE002
=（N+1）*Imaster；当进行低功耗模式测试时，测量真实消耗电流，只需读取主控电源通道上的工作电流，即Imeasure=Icopy。
本发明可根据被测数字货币处理器芯片的需求，灵活配置集束模式的通道数，优化测试资源；主控电源通道和从属电源通道以电流平均分享模式，简化了大电流集束模式下的电流测量；可通过软件进行集束模式和单通道模式的切换，通过集束模式，满足超大电流芯片的测试需求，也通过单通道模式，并且利用单通道模式的四种不同档位进行小电流的精准测试，实现被测数字货币处理器芯片的静态电流测试，增加了传统逻辑测试机的灵活性及适用范围。

Claims (4)

1.一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，包括测试载具板，其特征在于：具体测试方法如下：
S1：自动测试机的测试载具板采用大电流供电线路连接可编程电源；
S2：在可编程电源内设置一路主控电源通道及若干路从属电源通道，并且主控电源通道与若干路从属电源通道为并联连接；
S3：当进行数字货币处理器芯片工作模式测试时，根据被测数字货币处理器芯片的工作模式的电流，自动开启主控电源通道及若干路从属电源通道，主控电源通道及若干路从属电源通道共同平均分担负载电流；
S4：读取主控电源通道上的电流值Imaster工作，然后乘以被开启的从属电源通道的数量N，即可得出被测数字货币处理器芯片的消耗总电流Imeasure工作=Imaster工作*N；
S5：当进行数字货币处理器芯片低功耗模式测试时，根据被测数字货币处理器芯片的低功耗模式的电流，由主控电源通道自动切换电流档位，以更为精确的测出静态电流Imeasure静态=Imaster静态。
2.根据权利要求1所述的一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，其特征在于：所述的主控电源通道与若干路从属电源通道的总和小于等于64路，并且主控电源通道与若干路从属电源通道的每一路通道可提供0~1A的电流。
3.根据权利要求1所述的一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，其特征在于：所述的主控电源通道包括1A、500mA、25mA、250uA四种电流档位。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于可编程电源的数字货币处理器芯片的测量方法，其特征在于：所述的主控电源通道采用电压补偿线路与测试载具板连接。
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