CN115166493B - 一种芯片内部检测排障方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片内部检测排障方法，属于芯片技术领域，方法包括：分段对光衍射芯片进行内部器件功能进行检测，包括对光衍射段器件功能检测无障后，再对芯片的电光转换部分进行检测；调整电源组件提供的输入脉冲宽度调制电压占空比超过阈值，激光器阵列进入测试模式，多个激光器发出不同波长的光信号，对输出电信号进行频谱分析后确定故障激光器，当激光器阵列中无故障时，在电光转换输入端口加载测试序列进行输出测试。通过本发明，分段测试时先对芯片中易坏损的激光器排障，通过使激光器阵列进入测试模式，用频谱分析定位发生故障的激光器，对标准测试序列的测试结果进行模式分析，可以实现准确定位故障器件，减少测试复杂度和提高效率。

Description

一种芯片内部检测排障方法

技术领域

本发明属于芯片技术领域，尤其涉及一种芯片内部检测排障方法。

背景技术

随着人工智能技术的不断发展，学习决策的专用人工智能芯片开始出现。现有技术中，通常使用电交换的芯片进行计算神经网络的计算处理，由于光通信具有的低功耗，传输速度快的特点，基于光交换结构的计算芯片也开始出现。

本发明针对基于光衍射的电—光—电结构的芯片提出一种新的测试方案，能够快速定位发生故障和需要重新配置的芯片内部器件，使得研发人员在运行本发明的提出的完整测试程序后可以对芯片进行快速排障，提高芯片测试的效率。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种芯片内部检测排障方法，所述方法包括：

分段对光衍射芯片进行内部器件功能进行检测，包括对光衍射段器件功能检测无障后，再对芯片的电光转换部分进行检测；

其中，对光衍射段器件功能检测包括，调整电源组件对激光器阵列提供的输入脉冲宽度调制电压，当输入脉冲宽度调制电压的占空比超过阈值时，所述激光器阵列进入测试模式；

所述激光器阵列包括多个激光器，所述激光器的发射光可在多级衍射区进行自由传输，并通过阵列输出波导输出后，通过光电转换器转换成电信号；

所述多个激光器进入测试模式后，发出多个不同波长的光信号，其中，不同激光器发出的测试模式光信号的波长不同；对输出电信号进行频谱分析，确定存在故障的对应激光器；

当激光器阵列中不存在故障的激光器时，在电光转换输入端口加载测试序列进行输出测试。

其中，激光器阵列与衍射区阵列输入波导连接，输入光在多级衍射区域内每一级进行权重调整后，在输出阵列进行合并和分发。

其中，多级衍射区域每一级通过阵列波导和其间连接的阵列波导光栅结构和阵列幅相调制器实现光信息的权重调整，所述阵列幅相调制器为无源调制器。

其中，激光器阵列中相邻的激光器在测试模式下发出的波长间隔55nm。

其中，对输出电信号进行频谱分析包括，预先获取测试模式下不同激光器的光波经过光电转换器转换后输出的电信号频谱带，在测试模式下，将不同输出阵列上的电信号进行频域变换后进行叠加，将叠加后的频谱与预先获取的不同激光器的频谱带进行对比，当叠加频谱存在缺失的信号频带时，判断对应于该缺失信号频带的激光器发生故障。

其中，电源组件在接收到测试指令时，将输入脉冲宽度调制电压占空比由0.5切换到0.7，当电源组件提供的电压占空比上升到0.7时，所述激光器阵列没有进入到测试模式时，判断测试失败。

其中，对芯片的电光转换部分进行检测时，在电光转换输入端口加载测试序列，所述测试序列结果是标准测试序列，并在输出波导处电光转换器进行接收，当根据电光转换器获取的测试结果与标准测试序列对应的结果不匹配时，判定所述阵列幅相调制器需要重新配置。

其中，预先获取不同阵列幅相调制器错误配置的情形，对输出结果进行模式匹配，定位需要重新配置的阵列幅相调制器。

其中，对芯片的电光转换部分进行检测时，在电光转换输入端口加载测试序列，所述测试序列结果是标准测试序列，并在输出波导处电光转换器进行接收，当根据电光转换器获取的测试结果与标准测试序列对应的结果匹配时，判定所述芯片结内部器件功能全部正常。

其中，电源组件连接到激光器阵列中的各激光器，为所述各激光器提供相同的脉冲宽度调制电压。

本发明中，使用分段的方式对芯片中较易坏损的激光器首先进行排障有利于提高测试效率。

本发明中，通过对激光器脉冲宽度调制电压占空比的调整使得激光器阵列进入测试模式，通过频谱分析定位发生故障的激光器，通过实施本发明，研发人员不需要使用其他设备即可准确定位发生故障的激光器，减少测试复杂度。

本发明中，通过对标准测试序列的测试结果进行模式分析，可以快速定位需要调整的阵列幅相调制器，通过实施本发明，可以帮助研发人员确定需要调整的阵列幅相调制器，提高测试效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本发明实施例的一种芯片内部检测排障方法。

图2是示出根据本发明实施例的芯片内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，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做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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

还需要说明的是，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商品或者装置不仅包括那些要素，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商品或者装置所固有的要素。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商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例一、

如图1所示，本发明公开了一种本发明提供一种芯片内部检测排障方法，所述方法包括：

分段对光衍射芯片进行内部器件功能进行检测，包括对光衍射段器件功能检测无障后，再对芯片的电光转换部分进行检测；

其中，对光衍射段器件功能检测包括，调整电源组件对激光器阵列提供的输入脉冲宽度调制电压，当输入脉冲宽度调制电压的占空比超过阈值时，所述激光器阵列进入测试模式；

所述激光器阵列包括多个激光器，所述激光器的发射光可在多级衍射区进行自由传输，并通过阵列输出波导输出后，通过光电转换器转换成电信号；

所述多个激光器进入测试模式后，发出多个不同波长的光信号，其中，不同激光器发出的测试模式光信号的波长不同；对输出电信号进行频谱分析，确定存在故障的对应激光器；

当激光器阵列中不存在故障的激光器时，在电光转换输入端口加载测试序列进行输出测试。

在某一实施例中，激光器阵列中相邻的激光器在测试模式下发出的波长间隔55nm。

在某一实施例中，对输出电信号进行频谱分析包括，预先获取测试模式下不同激光器的光波经过光电转换器转换后输出的电信号频谱带，在测试模式下，将不同输出阵列上的电信号进行频域变换后进行叠加，将叠加后的频谱与预先获取的不同激光器的频谱带进行对比，当叠加频谱存在缺失的信号频带时，判断对应于该缺失信号频带的激光器发生故障。

在某一实施例中，电源组件在接收到测试指令时，将输入脉冲宽度调制电压占空比由0.5切换到0.7，当电源组件提供的电压占空比上升到0.7时，所述激光器阵列没有进入到测试模式时，判断测试失败。

在某一实施例中，电源组件连接到激光器阵列中的各激光器，为所述各激光器提供相同的脉冲宽度调制电压。

激光器作为光芯片结构中较易发生坏损的元器件，通过分段的方式对芯片进行排障有利于提高测试效率，当激光器阵列中有激光器发生故障时，会影响其他元件测试的结果，因此首先对激光器进行测试有利于提高电—光—电结构的芯片的测试效率。

通过对激光器脉冲宽度调制电压占空比的调整使得激光器阵列进入测试模式，由于不同波长的光经过多级衍射区域的波导光栅结构和阵列幅相调制器后，会发生幅度和相位变化，引起子波干涉和等效的权重变化，但不会改变光波波长，光电转换器对不同的波长的光产生不同的效应，对应输出不同特性的电信号，可对电信号进行频谱分析例如频域变换后，与对应的光波波长对应，进而可以通过该方式判断缺失的光波波长，即对应到发生故障的激光器。通过实施本发明，仅需要通过改变激光器脉冲调制宽度就可以进入激光器故障的测试模式，研发人员不需要使用其他设备即可准确定位发生故障的激光器，减少测试复杂度。

在某一实施例中，对芯片的电光转换部分进行检测时，在电光转换输入端口加载测试序列，所述测试序列结果是标准测试序列，并在输出波导处电光转换器进行接收，当根据电光转换器获取的测试结果与标准测试序列对应的结果不匹配时，判定所述阵列幅相调制器需要重新配置。

在某一实施例中，预先获取不同阵列幅相调制器错误配置的情形，对输出结果进行模式匹配，定位需要重新配置的阵列幅相调制器。

在某一实施例中，对芯片的电光转换部分进行检测时，在电光转换输入端口加载测试序列，所述测试序列结果是标准测试序列，并在输出波导处电光转换器进行接收，当根据电光转换器获取的测试结果与标准测试序列对应的结果匹配时，判定所述芯片结内部器件功能全部正常。

在测试中，标准测试序列通常采用彼此正交测试的测试序列，以减小测试复杂度，当阵列幅相调制器发生配置错误时，对应的结果会发生偏移，由于已经确定了激光器无故障，此时可根据预先存储的将不同阵列幅相调制器的不同配置与结果偏移情况对应结果与当前偏移情况进行匹配，选择最接近的一种或几种情形，对相应的一级阵列幅相调制器或能精确到某些幅相调制器进行对应检测，减少阵列幅相调制器测试的工作量，提高测试效率。

本发明中，通过对激光器脉冲宽度调制电压占空比的调整使得激光器阵列进入测试模式，通过频谱分析定位发生故障的激光器，通过实施本发明，研发人员不需要使用其他设备即可准确定位发生故障的激光器，减少测试复杂度。

本发明中，通过对标准测试序列的测试结果进行模式分析，可以快速定位需要调整的阵列幅相调制器，通过实施本发明，可以帮助研发人员确定需要调整的阵列幅相调制器，提高测试效率。

实施例二、

本发明公开了一种基于光衍射的电—光—电结构的芯片提出一种新的测试方案，所述电—光—电结构的芯片包括依次连接的电光转换输入端口，激光器阵列，衍射区阵列输入波导，自由衍射区，阵列输出波导和光电转换器，电源组件连接到激光器阵列中的各激光器，为所述各激光器提供相同的脉冲宽度调制电压。

在某一实施例中，激光器阵列与衍射区阵列输入波导连接，输入光在多级衍射区域内每一级进行权重调整后，在输出阵列进行合并和分发。

在某一实施例中，多级衍射区域每一级通过阵列波导和其间连接的阵列波导光栅结构和阵列幅相调制器实现光信息的权重调整，所述阵列幅相调制器为无源调制器。

本公开实施例提供了一种基于光衍射的电—光—电结构的芯片和对应的测试方案，所述测试方案的指令和测试标准案例包含在非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行如上实施例所述的方法步骤。

需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(AN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

以上介绍了本发明的较佳实施方式，旨在使得本发明的精神更加清楚和便于理解，并不是为了限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、替换、改进，均应包含在本发明所附的权利要求概括的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种芯片内部检测排障方法，所述方法包括：

分段对光衍射芯片进行内部器件功能检测，包括对光衍射段器件功能检测无障后，再对芯片的电光转换部分进行检测；

其中，对光衍射段器件功能检测包括，调整电源组件对激光器阵列提供的输入脉冲宽度调制电压，当输入脉冲宽度调制电压的占空比超过阈值时，所述激光器阵列进入测试模式；

所述激光器阵列包括多个激光器，所述激光器的发射光可在多级衍射区进行自由传输，并通过阵列输出波导输出后，通过光电转换器转换成电信号；

所述多个激光器进入测试模式后，发出多个不同波长的光信号，其中，不同激光器发出的测试模式光信号的波长不同；对输出电信号进行频谱分析，确定存在故障的对应激光器；

当激光器阵列中不存在故障的激光器时，在电光转换输入端口加载测试序列进行输出测试；

其中，对输出电信号进行频谱分析，确定存在故障的对应激光器包括：

预先获取测试模式下不同激光器的光波经过光电转换器转换后输出的电信号频谱带，在测试模式下，将不同输出阵列上的电信号进行频域变换后进行叠加，将叠加后的频谱与预先获取的不同激光器的频谱带进行对比，当叠加频谱存在缺失的信号频带时，判断对应于该缺失信号频带的激光器发生故障。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，激光器阵列中相邻的激光器在测试模式下发出的波长间隔55nm。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电源组件在接收到测试指令时，将输入脉冲宽度调制电压占空比由0.5切换到0.7，当电源组件提供的电压占空比上升到0.7时，所述激光器阵列没有进入到测试模式时，判断测试失败。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对芯片的电光转换部分进行检测时，在电光转换输入端口加载测试序列，所述测试序列的结果是标准测试序列，并在输出波导处电光转换器进行接收，当根据电光转换器获取的测试结果与标准测试序列对应的结果不匹配时，判定阵列幅相调制器需要重新配置。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，预先获取不同阵列幅相调制器错误配置的情形，对输出结果进行模式匹配，定位需要重新配置的阵列幅相调制器。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对芯片的电光转换部分进行检测时，在电光转换输入端口加载测试序列，所述测试序列结果是标准测试序列，并在输出波导处电光转换器进行接收，当根据电光转换器获取的测试结果与标准测试序列对应的结果匹配时，判定所述芯片的内部器件功能全部正常。

7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述芯片中，激光器阵列与衍射区阵列输入波导连接，输入光在多级衍射区域内每一级进行权重调整后，在输出阵列进行合并和分发。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述芯片中，多级衍射区域每一级通过阵列波导和其间连接的阵列波导光栅结构和阵列幅相调制器实现光信息的权重调整，所述阵列幅相调制器为无源调制器。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芯片中，电源组件连接到激光器阵列中的各激光器，为所述各激光器提供相同的脉冲宽度调制电压。

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