CN113589142B - 一种基于fpga的光学芯片测试装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于FPGA的光学芯片测试装置及方法，本发明利用FPGA板分析来自上位机的测试激励指令，以配置芯片的工作状态；在芯片生成测试数据后，FPGA板处理接收到的测试数据以生成测试结果，并将测试结果发送至上位机。本发明通过在FPGA板上完成测试配置数据的生成、测试数据的处理以及测试结果的生成，不需要将大量测试数据返回上位机作处理，精简了传输的测试数据，只需要FPGA板将测试结果传输至上位机显示即可，大大地减少了数据传输时间，提高了测试效率。由于ATE价格昂贵，采用FPGA板替代ATE减少了测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及芯片测试领域，具体涉及一种基于FPGA的光学芯片测试装置和方法。
背景技术
目前，芯片测试一般是通过ATE(Automatic Test Equipment)完成的，主要通过PC、ATE和IC依次连接的结构进行芯片测试。而在针对光学芯片的测试时，通过ATE施加激励信号使得芯片工作在一定状态，产生测试数据并通过ATE传输到PC端进行计算，产生测试结果。在这个过程中，由于ATE的软硬件架构原因，导致数据传输效率低下，同时由于光学芯片的检测会产生大量的数据信息，若通过ATE将这些数据信息传输到PC则需要大量的时间，会严重影响测试效率。而且ATE的价格比较昂贵，并不适用于小成本测试和实验室测试。
因此，有必要提供一种新的基于FPGA的光学芯片测试装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于FPGA的光学芯片测试装置和方法，能够提高光学芯片的检测效率，并且降低测试成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于FPGA的光学芯片测试装置，包括上位机、FPGA板、测试载板和光源模块，所述FPGA板电性连接所述上位机与所述测试载板，所述FPGA板与所述上位机之间通过USB总线连接；
所述上位机用于发送测试激励指令和接收测试结果；
所述FPGA板用于根据所述测试激励指令配置芯片的工作状态，并处理所述测试载板返回的芯片测试数据以生成所述测试结果；
所述测试载板用于承载测试芯片；
所述光源模块用于为所述测试载板上的芯片提供稳定、均匀的光照。
可选地，所述FPGA板包括：
USB接口模块，所述USB接口模块通过所述USB总线与所述上位机连接，用于所述FPGA板与所述上位机之间的通信；
SPI控制模块，所述SPI控制模块与所述USB接口模块通信，所述SPI控制模块用于分析所述测试激励指令并生成使能信号和测试配置数据，所述使能信号用于控制测试的开始与结束，所述测试配置数据用于配置芯片的工作状态；
SPI接口模块，所述SPI接口模块与所述SPI控制模块通信，所述SPI接口模块用于传输所述使能信号和所述测试配置数据至所述测试载板，以及接收所述芯片测试数据；
数据处理模块，所述数据处理模块用于处理所述芯片测试数据并生成所述测试结果；
存储模块，所述存储模块分别与所述SPI接口模块、所述数据处理模块以及所述USB接口模块通信，所述存储模块用于存储来自所述SPI接口模块的所述芯片测试数据和来自所述数据处理模块的所述测试结果，以及发送所述测试结果至所述USB接口模块。
可选地，所述USB接口模块采用FT232H的USB转串口芯片。
可选地，所述存储模块为DDR3内存。
可选地，所述测试载板包括芯片工作所需要的外围电气元件和电路。
可选地，所述装置还包括与所述测试载板连接的转接板，所述转接板被配置为芯片提供电源。
可选地，所述FPGA板为AX7035开发板。
为实现上述目的，本发明还提供了一种基于FPGA的光学芯片测试方法，该测试方法利用上述的装置进行芯片测试，包括：
将待测芯片放置在所述测试载板上，并使所述光源模块持续为待测芯片提供稳定、均匀的光照；
所述上位机通过所述USB总线发送所述测试激励指令至所述FPGA板；
所述FPGA板接收、分析所述测试激励指令，并根据分析结果生成所述测试配置数据传输至所述测试载板，以配置芯片工作状态；
所述FPGA板获取来自所述测试载板的所述芯片测试数据，并处理所述芯片测试数据以生成所述测试结果且传输至所述上位机。
可选地，“所述FPGA板接收、分析所述测试激励指令，并根据分析结果生成所述使能信号和所述测试配置数据传输至所述测试载板，以配置芯片工作状态”包括：
所述测试激励指令通过所述USB接口模块传输至所述SPI控制模块；
所述SPI控制模块分析所述测试激励指令以及生成所述使能信号和所述测试配置数据并传输至所述SPI接口模块；
所述SPI接口模块将接收的所述使能信号和所述测试配置数据传输至所述测试载板。
可选地，“所述FPGA板获取来自所述测试载板的所述芯片测试数据，并处理所述芯片测试数据以生成所述测试结果且传输至所述上位机”包括：
所述SPI接口模块接收来自所述测试载板的所述芯片测试数据并传输至所述存储模块；
所述存储模块存储接收到的所述芯片测试数据并传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块处理所述芯片测试数据生成所述测试结果并传输至所述存储模块；
所述存储模块存储接收到的所述测试结果并通过所述USB接口模块传输至所述上位机。
本发明利用FPGA板分析来自上位机的测试激励指令，以配置芯片的工作状态；在芯片生成测试数据后，FPGA板处理接收到的测试数据以生成测试结果，并将测试结果发送至上位机。本发明通过在FPGA板上完成测试配置数据的生成、测试数据的处理以及测试结果的生成，不需要将大量测试数据返回上位机作处理，精简了传输的测试数据，只需要FPGA板将测试结果传输至上位机显示即可，大大地减少了数据传输时间，提高了测试效率。由于ATE价格昂贵，采用FPGA板替代ATE减少了测试成本。
附图说明
图1是本发明实施例基于FPGA的光学芯片测试装置结构示意图。
图2是本发明实施例光学芯片测试装置的信息交互示意图。
图3是本发明实施例基于FPGA的光学芯片测试方法流程图。
图4是本发明FPGA板接收到测试激励信号后的工作流程图。
图5是本发明FPGA板接收到芯片测试数据后的工作流程图。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本发明公开了一种基于FPGA的光学芯片测试装置，包括上位机1、FPGA板2、测试载板3和光源模块4，FPGA板2电性连接上位机1与测试载板3，FPGA板2与上位机1之间通过USB总线连接；上位机1用于发送测试激励指令和接收测试结果；FPGA板2用于根据测试激励指令配置芯片的工作状态，并处理测试载板3返回的芯片测试数据以生成测试结果；测试载板3用于承载测试芯片；光源模块4用于为测试载板3上的芯片提供稳定、均匀的光照。
本发明利用FPGA板2分析来自上位机1的测试激励指令，以配置芯片的工作状态；在芯片生成测试数据后，FPGA板2处理接收到的测试数据以生成测试结果，并将测试结果发送至上位机1。本发明通过在FPGA板2上完成测试配置数据的生成、测试数据的处理以及测试结果的生成，不需要将大量测试数据返回上位机1作处理，精简了传输的测试数据，只需要FPGA板2将测试结果传输至上位机1显示即可，大大地减少了数据传输时间，提高了测试效率。由于ATE价格昂贵，采用FPGA板2替代ATE减少了测试成本。
具体地，测试载板3上可安装多个芯片，并可同时对多个芯片进行测试。
具体地，FPGA板2包括USB接口模块21、SPI控制模块22、SPI接口模块23、存储模块24和数据处理模块25。USB接口模块21通过USB总线与上位机1连接，用于FPGA板2与上位机1之间的通信；SPI控制模块22与USB接口模块21通信，SPI控制模块22用于分析测试激励指令并生成使能信号和测试配置数据，使能信号用于控制测试的开始与结束，测试配置数据用于配置芯片的工作状态；SPI接口模块23与SPI控制模块22通信，SPI接口模块23用于传输使能信号和测试配置数据至测试载板3，以及接收芯片测试数据；数据处理模块25用于处理芯片测试数据并生成测试结果；存储模块24分别与SPI接口模块23、数据处理模块25以及USB接口模块21通信，存储模块24用于存储来自SPI接口模块23的芯片测试数据和来自数据处理模块25的测试结果，以及发送测试结果至USB接口模块21。
具体地，芯片测试数据为光学芯片在测试后产生的灰度值信息，数据处理模块25将接收到的芯片测试数据与在FPGA板中的预设标准数据进行比对，确认芯片坏点信息，生成测试结果，并将测试结果发送至上位机1。
进一步地，USB接口模块21采用FT232H的USB转串口芯片。
进一步地，存储模块24为DDR3内存。
具体地，测试载板3包括芯片工作所需要的外围电气元件和电路。
具体地，装置还包括与测试载板3连接的转接板，转接板被配置为芯片提供电源。
进一步地，转接板与外部电源连接，并分为多路输出与测试载板3连接，用于为测试载板3上的多个测试芯片提供电源。
具体地，FPGA板2为AX7035开发板。
本发明还公开了一种基于FPGA的光学芯片测试方法，该测试方法利用上述的装置进行芯片测试，包括：
S1、将待测芯片放置在测试载板3上，并使光源模块4持续为待测芯片提供稳定、均匀的光照；
S2、上位机1通过USB总线发送测试激励指令至FPGA板2；
S3、FPGA板2接收、分析测试激励指令，并根据分析结果生成使能信号和测试配置数据传输至测试载板3，以配置芯片工作状态；
具体地，步骤S3包括：
S31、测试激励指令通过USB接口模块21传输至SPI控制模块22；
S32、SPI控制模块22分析测试激励指令以及生成使能信号和测试配置数据并传输至SPI接口模块23；
S33、SPI接口模块23将接收的使能信号和测试配置数据传输至测试载板3。
S4、FPGA板2获取来自测试载板3的芯片测试数据，并处理芯片测试数据以生成测试结果且传输至上位机1。
具体地，步骤S4包括：
S41、SPI接口模块23接收来自测试载板的芯片测试数据并传输至存储模块24；
S42、存储模块24存储接收到的芯片测试数据并传输至数据处理模块25；
S43、数据处理模块25处理芯片测试数据生成测试结果并传输至存储模块24；
S44、存储模块24存储接收到的测试结果并通过USB接口模块21传输至上位机1。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种基于FPGA的光学芯片测试装置，其特征在于，包括上位机、FPGA板、测试载板和光源模块，所述FPGA板电性连接所述上位机与所述测试载板，所述FPGA板与所述上位机之间通过USB总线连接；
所述上位机用于发送测试激励指令和接收测试结果；
所述FPGA板用于根据所述测试激励指令配置芯片的工作状态，并处理所述测试载板返回的芯片测试数据以生成所述测试结果；
所述测试载板用于承载测试芯片；
所述光源模块用于为所述测试载板上的芯片提供稳定、均匀的光照；所述FPGA板包括：
USB接口模块，所述USB接口模块通过所述USB总线与所述上位机连接，用于所述FPGA板与所述上位机之间的通信；
SPI控制模块，所述SPI控制模块与所述USB接口模块通信，所述SPI控制模块用于分析所述测试激励指令并生成使能信号和测试配置数据，所述使能信号用于控制测试的开始与结束，所述测试配置数据用于配置芯片的工作状态；
SPI接口模块，所述SPI接口模块与所述SPI控制模块通信，所述SPI接口模块用于传输所述使能信号和所述测试配置数据至所述测试载板，以及接收所述芯片测试数据；
数据处理模块，所述数据处理模块用于处理所述芯片测试数据并生成所述测试结果；
存储模块，所述存储模块分别与所述SPI接口模块、所述数据处理模块以及所述USB接口模块通信，所述存储模块用于存储来自所述SPI接口模块的所述芯片测试数据和来自所述数据处理模块的所述测试结果，以及发送所述测试结果至所述USB接口模块。
2.如权利要求1所述的基于FPGA的光学芯片测试装置，其特征在于，所述USB接口模块采用FT232H的USB转串口芯片。
3.如权利要求1所述的基于FPGA的光学芯片测试装置，其特征在于，所述存储模块为DDR3内存。
4.如权利要求1所述的基于FPGA的光学芯片测试装置，其特征在于，所述测试载板包括芯片工作所需要的外围电气元件和电路。
5.如权利要求1所述的基于FPGA的光学芯片测试装置，其特征在于，还包括与所述测试载板连接的转接板，所述转接板被配置为芯片提供电源。
6.如权利要求1所述的基于FPGA的光学芯片测试装置，其特征在于，所述FPGA板为AX7035开发板。
7.一种基于FPGA的光学芯片测试方法，其特征在于，所述测试方法利用权利要求1-6任一项所述的装置进行芯片测试，包括：
将待测芯片放置在所述测试载板上，并使所述光源模块持续为待测芯片提供稳定、均匀的光照；
所述上位机通过所述USB总线发送所述测试激励指令至所述FPGA板；
所述FPGA板接收、分析所述测试激励指令，并根据分析结果生成所述使能信号和所述测试配置数据传输至所述测试载板，以配置芯片工作状态；
所述FPGA板获取来自所述测试载板的所述芯片测试数据，并处理所述芯片测试数据以生成所述测试结果且传输至所述上位机；所述FPGA板接收、分析所述测试激励指令，并根据分析结果生成所述使能信号和所述测试配置数据传输至所述测试载板，以配置芯片工作状态包括：
所述测试激励指令通过所述USB接口模块传输至所述SPI控制模块；
所述SPI控制模块分析所述测试激励指令以及生成所述使能信号和所述测试配置数据并传输至所述SPI接口模块；
所述SPI接口模块将接收的所述使能信号和所述测试配置数据传输至所述测试载板。
8.如权利要求7所述的基于FPGA的光学芯片测试方法，其特征在于，所述FPGA板获取来自所述测试载板的所述芯片测试数据，并处理所述芯片测试数据以生成所述测试结果且传输至所述上位机包括：
所述SPI接口模块接收来自所述测试载板的所述芯片测试数据并传输至所述存储模块；
所述存储模块存储接收到的所述芯片测试数据并传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块处理所述芯片测试数据生成所述测试结果并传输至所述存储模块；
所述存储模块存储接收到的所述测试结果并通过所述USB接口模块传输至所述上位机。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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