CN113157501B - 一种基于ate测试机的微系统模块ac参数测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，利用测试转接板将待测微系统模块与ATE测试机连接，ATE测试机根据上电顺序控制程序和复位触发程序对待测微系统模块进行上电和复位，并将程序存储器中的功能测试程序加载到待测微系统模块内处理器对应的数据存储器中，并利用测试接口输入激励程序给待测微系统模块提供激励，待测微系统模块内处理器根据激励执行相应的功能测试程序，并将执行结果发送给测试接口输出结果监测程序，测试结果判定程序根据测试接口输出结果监测程序的监测结果判定微系统模块AC参数是否满足要求。本发明能够实现微系统模块AC参数的快速精准测试，提高了微系统模块AC参数测试和筛选效率。

Description

一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法

技术领域

本发明属于集成电路设计、测试领域，具体涉及一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法。

背景技术

微系统模块通过集成技术将多种功能芯片及无源器件封装在一个单元内形成具有一定功能的系统或者子系统。目前对于整机系统和单芯片均有相应成熟的测试方法，针对整机系统，往往更关注与其他系统间的接口功能，通过研制专用单元检测设备，利用成熟通用设备(比如逻辑分析仪、示波器、矢量网络分析仪)手动对功能接口进行测试验证。针对微系统模块中的单片集成电路，芯片厂家会根据半导体集成电路测试方法在自动测试设备(ATE)上对自研芯片进行结构测试(DFT)、功能测试、电参数测试。

随着芯片技术、工艺技术的进步，微系统模块朝着微小型化、系统化的方向不断发展，既有整机系统功能特性又有芯片器件特性，其测试方法和整机系统及芯片器件既有区别又有联系。单片集成电路的AC参数在量产阶段通过在自动测试设备(ATE)上利用设计文档波形(测试向量)对延迟时间、上升/下降时间等AC参数进行测量，而微系统模块内集成的单片集成电路大多数通过外购获得，AC参数测试用的设计文档波形(测试向量)因涉及芯片内部结构无法从厂家直接获取，同时封装在微系统模块中的单片电路也因引出端限制输入激励施加，单芯片的AC参数测试方法无法适用。因此目前微系统模块AC参数测试时主要借鉴整机系统的接口测试方法，利用逻辑分析仪、示波器矢量网络分析仪等成熟通用设备对微系统模块的接口进行参数测试，其测试效率较低，不利于微系统模块的批量生产。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，能够实现微系统模块AC参数的快速精准测试，既可以避免因外购单芯片无法获得测试向量的困难，又大大提高了微系统模块AC参数测试和筛选效率。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，包括：

提供一测试转接板，所述测试转接板上设置有调试接口、数据存储器、程序存储器和用于传输待测微系统模块信号的通道；

编写待测微系统模块中待测接口的功能测试程序并通过所述调试接口完成调试，将调试完成的所述功能测试程序固化到程序存储器中；

编写ATE测试机专用测试程序，所述专用测试程序包括上电顺序控制程序、复位触发程序、测试接口输入激励程序、测试接口输出结果监测程序和测试结果判定程序；

利用所述测试转接板将待测微系统模块与ATE测试机连接，ATE测试机根据所述上电顺序控制程序和所述复位触发程序对待测微系统模块进行上电和复位，并将程序存储器中的所述功能测试程序加载到待测微系统模块内处理器对应的数据存储器中，并利用所述测试接口输入激励程序给待测微系统模块提供激励，待测微系统模块内处理器根据激励执行相应的功能测试程序，并将执行结果发送给所述测试接口输出结果监测程序，所述测试结果判定程序根据所述测试接口输出结果监测程序的监测结果判定微系统模块AC参数是否满足要求。

进一步地，所述用于传输待测微系统模块信号的通道包括电信号通道、地信号通道、普通IO信号通道和高速IO信号通道。

进一步地，所述测试转接板上还设置有阻容网络。

进一步地，所述调试接口为JTAG调试接口。

进一步地，还包括测试插座，通过测试插座将待测微系统模块固定在所述测试转接板上。

进一步地，当待测微系统模块内部集成有数据存储器和程序存储器时，既可以选用待测微系统模块内部集成的数据存储器和程序存储器存储功能测试程序，也可以选用测试转接板上的数据存储器和程序存储器存储功能测试程序。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，提出了一套适应于在无法获取单芯片ATE测试向量的情况下，结合微系统模块特性，基于ATE测试机和功能测试程序实现微系统模块AC参数测试方法，完善了微系统模块的测试覆盖性，将以往采用通用设备测试时间由近半个小时缩短到一分钟内，大大提高了微系统模块AC参数测试效率，为微系统模块的批量生产提供了测筛保障。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为微系统模块组成框图；

图2为微系统模块AC参数测试硬件系统框图；

图3为微系统模块与ATE测试机连接关系图；

图4为微系统模块EMIF总线AC参数测试图；

图5为微系统模块UART接口TX端AC参数测试图；

图6为微系统模块UART接口RX端AC参数测试图；

图7为微系统模块SRIO接口AC参数测试图；

图8为微系统模块复位时序图；

图9为微系统模块程序加载完成时序图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

本发明一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，包括：

提供一测试转接板，测试转接板上设置有调试接口、数据存储器、程序存储器和用于传输待测微系统模块信号的通道；具体的，用于传输待测微系统模块信号的通道包括电信号通道、地信号通道、普通IO信号通道和高速IO信号通道；优选的，测试转接板上还设置有阻容网络；调试接口为JTAG调试接口；

编写待测微系统模块中待测接口的功能测试程序并通过调试接口完成调试，将调试完成的功能测试程序固化到程序存储器中；

编写ATE测试机专用测试程序，专用测试程序包括上电顺序控制程序、复位触发程序、测试接口输入激励程序、测试接口输出结果监测程序和测试结果判定程序；

利用测试转接板将待测微系统模块与ATE测试机连接，具体的说，通过测试插座将待测微系统模块固定在测试转接板上；

ATE测试机根据上电顺序控制程序和复位触发程序对待测微系统模块进行上电和复位，并将程序存储器中的功能测试程序加载到待测微系统模块内处理器对应的数据存储器中，并利用测试接口输入激励程序给待测微系统模块提供激励，待测微系统模块内处理器根据激励执行相应的功能测试程序，并将执行结果发送给测试接口输出结果监测程序，测试结果判定程序根据测试接口输出结果监测程序的监测结果判定微系统模块AC参数是否满足要求。

本发明中，当待测微系统模块内部集成有数据存储器和程序存储器时，既可以选用待测微系统模块内部集成的数据存储器和程序存储器存储功能测试程序，也可以选用测试转接板上的数据存储器和程序存储器存储功能测试程序。

下面对本发明进行详细的说明。

(1)硬件系统设计

结合微系统模块的信号引出，进行专用测试转接板设计，将微系统模块电信号、地信号、普通IO信号和高速IO信号进行分类分组，并分别通过测试插座转接入ATE测试机相应的电通道、地通道、普通IO信号通道和高速IO信号通道，实现微系统模块所有信号与ATE测试机的一一映射。同时在专用测试转接板中为微系统模块内的处理器配置数据存储器、程序存储器(当然，当微系统内部集成了数据存储器和程序存储器的情况下，可以不在测试转接板中额外配置)、阻容网络和JTAG调试接口，以便微系统模块内处理器能够正确执行功能测试程序，ATE测试机为微系统模块、配置数据存储器、配置程序存储器以及JTAG调试接口提供各类电信号、地信号、时钟信号、复位信号以及输入激励信号，并采集微系统模块的信号输出。

(2)软件系统设计

由于在微系统模块中使用的外购芯片一般不会提供涉及设计信息的测试激励波形文件，因此无法转换成不同测试设备适用的测试向量来进行AC参数的测试。因此，针对微系统模块的AC参数测试，需要从微系统模块内程序设计和ATE测试机程序设计两方进行考虑。

a、微系统模块内程序设计

为了实现微系统模块AC参数测试，结合整机的功能测试程序和微系统模块的特点，根据待测接口信号的功能特性，通过专用测试转接板中的JTAG调试接口将预先编程好的功能测试程序固化到微系统模块内相应处理器对应的程序存储器FLASH中(这里提到的微系统模块内部有程序存储器，如果微系统模块内部没有程序存储器，则将功能测试程序固化到测试转接板上的程序存储器中)，在ATE测试机提供微系统模块及配置数据存储器所需要的电信号、地信号、时钟信号、复位信号后，微系统模块内的处理器会将功能测试程序自动搬运至数据存储器中并从零地址开始执行，此时，ATE测试机待测信号对应的通道会检测到数据输出，完成微系统模块的AC参数测试。

b、ATE测试机程序设计

为了配合测试转接板中功能测试程序的执行，结合微系统模块的设计特性，ATE测试机需编写专用测试程序，包括上电顺序控制程序、复位触发程序、测试接口输入激励程序、测试接口输出结果监测程序和测试结果判定程序。

综上可见，本发明基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法主要包括两个部分：硬件系统设计和软件系统设计。两个部分设计需依据微系统模块待测信号的功能协调进行。

下面结合图1至图9，提供一具体实施例，本实施例中的微系统模块中包含有程序存储器。

图1为本发明的微系统模块示意图，主要包括两个处理器和两个FLASH存储器。

图2为本发明的微系统模块AC参数测试硬件系统框图，主要包括测试转接板和ATE测试机，其中测试转接板包括数据存储器、JTAG调试接口和阻容网络，因为本实施例中的微系统模块中包含有程序存储器，因此直接使用微系统模块中的程序存储器。微系统模块通过测试插座实现与ATE测试机通道的互连，数据存储器作为微系统模块内处理器的程序执行单元，以便功能测试程序的执行。ATE测试机为微系统模块以及配置数据存储器提供各类电信号、地信号、时钟信号、复位信号、输入激励信号，并采集微系统模块的信号输出。

图3为微系统模块与ATE测试机连接关系图，其中LCDSP1601ARH和LC801E为微系统模块内的两款处理器；JFM29LV641RH和JFM29LV160RH型FLASH为微系统模块内处理器对应的程序存储器；MT41J128M16JT型DDR3颗粒和LCAM512K8BRH型SRAM为微系统模块内处理器对应的板级数据存储器；JTAG调试接口1和JTAG调试接口2分别作为微系统模块内两款处理器的调试接口；阻容网络为微系统模块的各类供电进行滤波，以保证其供电信号的良好性；ATE测试机为微系统模块提供各类电信号3.3×(1±5％)V、2.5×(1±5％)V、1.8×(1±5％)V、1.5×(1±5％)V、1.2×(1±5％)V、0.75×(1±5％)V以及地信号；复位信号RESET，低有效且有效时间不小于200ms；单端时钟信号(16-50)MHz、差分时钟信号125MHz，精度优于30ppm；微系统模块的AC参数待测接口EMIF总线(ADDR/CE/DATA/WE/OE)、UART接口(UART_RX/UART_TX)、SRIO接口(SRIO_RX+/SRIO_RX-/SRIO_TX+/SRIO_TX-)与ATE测试机的通道互连。

图4至图7分别为微系统模块EMIF接口、UART接口和SRIO接口的AC参数测试图。

图8为微系统模块的复位时序图。

图9为微系统模块程序加载完成时序图。

该实施例具体的说，一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，包括下列步骤：

(1)设计硬件系统，将微系统模块及微系统模块测试插座、数据存储器MT41J128M16JT型DDR3颗粒和LCAM512K8BRH型SRAM、阻容网络、JTAG调试口1、JTAG调试口2按照PCB设计要求放置在专用测试转接板上，并依据ATE测试机测试转接板的结构通道定义，分别将微系统模块的信号点接入ATE测试机相应的电通道、地通道、普通IO信号通道、高速IO信号通道，实现微系统模块所有信号与ATE测试机的一一映射，其中电地信号按微系统模块的电源电流1mm承载1A的原则进行电源信号设计，微系统模块的普通IO信号按照阻抗50欧姆进行设计，微系统模块的高速差分信号按照阻抗100欧姆进行设计，在完成专用转接板PCB完成信号互连后进行电源完整性和信号完整性仿真，以便保证设计正确性。

(2)软件设计

在测试机台上通过测试程序模拟上电复位控制对微系统进行复位操作，等RESETSTAT管脚状态拉低再变高后结束。

待复位完成后，通过ATE测试机对SPI时钟配置系数、BOOT设备选择、BOOT配置、PLL锁相环配置、其他寄存器配置等操作并运行加载程序、将FLASH中的程序加载进微系统内处理器对应的数据存储器中，待ATE测试机检测到RESETFULL变高后完成程序加载。

①EMIF接口AC参数测试

在上电复位、程序加载后，进入GPIO接口控制模式，GPIO接口输入0xFFFF，进入EMIF功能，在LCDSP1601ARH中对RAM0地址0写0x55555555，再读该地址0，将读出结果写RAM1地址1，并在ATE测试机上进行结果检查；对RAM1地址2写0xAAAAAAAA，再读该地址2，将读出结果写RAM2地址3并在ATE测试机上进行结果检查；对RAM2地址4写0x55555555，再读该地址4，将读出结果写RAM3地址5并在ATE测试机上进行结果检查；对RAM3地址6写0xAAAAAAAA，再读该地址6，将读出结果写RAM0地址7并在ATE测试机上进行结果检查。

②UART接口AC参数测试

在上电复位、程序加载后，进入GPIO接口控制模式，GPIO接口输入0xAAAA，进入UART接口功能，通过测试程序先控制UART接口输出0x55确定状态，再使UART接口进行自发自收模式，通过ATE测试机给UART接口发送0x55，再使UART接口输出接收到的数据并在ATE测试机上进行采样。

③SRIO接口AC参数测试

在上电复位、程序加载后，进入GPIO接口控制模式，GPIO接口输入0x55555，进入RapidIO接口功能，通过端口配置Rapid IO的寄存器，使微系统模块Rapid IO接口持续输出一定长度伪随机码PRBS，通过ATE测试机形成眼图，测量眼图参数及抖动，测出定性抖动Dj和随机抖动σ，按Tj＝Dj+14.26×σ计算最终总抖动Tj。通过端口配置Rapid IO的寄存器，使器件Rapid IO处于接收模式，ATE测试机发送一定长度伪随机码，微系统模块判断接收数据有无错误来判断接收功能及接收误码率是否符合要求。

表1为微系统模块EMIF接口、UART接口和SRIO接口的AC参数测试结果

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，其特征在于，包括：

提供一测试转接板，所述测试转接板上设置有调试接口、数据存储器、程序存储器和用于传输待测微系统模块信号的通道；

编写待测微系统模块中待测接口的功能测试程序并通过所述调试接口完成调试，将调试完成的所述功能测试程序固化到程序存储器中；

编写ATE测试机专用测试程序，所述专用测试程序包括上电顺序控制程序、复位触发程序、测试接口输入激励程序、测试接口输出结果监测程序和测试结果判定程序；

利用所述测试转接板将待测微系统模块与ATE测试机连接，ATE测试机根据所述上电顺序控制程序和所述复位触发程序对待测微系统模块进行上电和复位，并将程序存储器中的所述功能测试程序加载到待测微系统模块内处理器对应的数据存储器中，并利用所述测试接口输入激励程序给待测微系统模块提供激励，待测微系统模块内处理器根据激励执行相应的功能测试程序，并将执行结果发送给所述测试接口输出结果监测程序，所述测试结果判定程序根据所述测试接口输出结果监测程序的监测结果判定微系统模块AC参数是否满足要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，其特征在于，所述用于传输待测微系统模块信号的通道包括电信号通道、地信号通道、普通IO信号通道和高速IO信号通道。

3.根据权利要求1所述的一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，其特征在于，所述测试转接板上还设置有阻容网络。

4.根据权利要求1所述的一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，其特征在于，所述调试接口为JTAG调试接口。

5.根据权利要求1所述的一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，其特征在于，还包括测试插座，通过测试插座将待测微系统模块固定在所述测试转接板上。

6.根据权利要求1所述的一种基于ATE测试机的微系统模块AC参数测试方法，其特征在于，当待测微系统模块内部集成有数据存储器和程序存储器时，既可以选用待测微系统模块内部集成的数据存储器和程序存储器存储功能测试程序，也可以选用测试转接板上的数据存储器和程序存储器存储功能测试程序。

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