CN115932540B - 一种多通道多功能的芯片测试机及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道多功能的芯片测试机及测试方法，测试机包括：上位机和芯片测试机；上位机设置控制参数并发送至芯片测试机及显示测试结果；芯片测试机包括：通信板、背板、多个测试板卡、多个面板、转接板及芯片承载板；通信板接收上位机发送的控制参数并通过背板传给测试板卡，及接收转接板的测试结果并传给上位机；每个测试板卡均包括：主控芯片及多通道多功能测试资源，主控芯片基于控制参数，用于控制多通道多功能测试资源选择、控制待测芯片多功能测试，及协调其他板卡工作；通过面板将全部测试资源连接至转接板，对接入的待测芯片进行相应功能测试。本发明能同时测量多个芯片且对每个芯片实现多功能测试，测试效率高，功能全面。

Description

一种多通道多功能的芯片测试机及测试方法

技术领域

本发明涉及芯片测试机技术领域，涉及一种多通道多功能的芯片测试机及测试方法。

背景技术

当前，芯片生产过程中需要进行编程、测试等操作。现有技术中，对芯片的测试装置，存在多个芯片测试兼容性差、效率低、测试功能有限及开发时间长的问题。此外，对于大批量芯片生产编程、测试工作，大多委托给芯片封装厂，针对特定芯片开发相应测试设备，存在测试设备用途单一、测试功能不全面、开发周期长、费时费力、成本高、效率低的缺点。

发明内容

因此，本发明提出一种多通道多功能的芯片测试机及测试方法，通过多通道多功能测试资源，能够同时测量多个芯片并且对每个芯片实现多功能测试，有效提高了芯片的测试效率，测试功能全面，省时省力，节约成本，以解决上述背景技术中提出的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种多通道多功能的芯片测试机，包括：

上位机和芯片测试机；

上位机，用于设置控制参数，基于总线将控制参数发送至芯片测试机及显示测试结果；

芯片测试机，包括：通信板、背板、多个测试板卡、多个面板、转接板及芯片承载板；

通信板，用于接收上位机发送的控制参数并通过背板传给测试板卡，及接收转接板的测试结果并传给上位机；

背板，用于承载通信板和多个测试板卡及供电；

每个测试板卡，均包括：主控芯片及多通道多功能测试资源，主控芯片基于控制参数，用于控制多通道多功能测试资源的选择、控制待测芯片的多功能测试，以及协调其他板卡的工作；

面板，用于提供接口，将多通道多功能测试资源连接至转接板；

芯片承载板，用于放置待测芯片；

转接板，用于提供全部的多通道多功能测试资源对接入的待测芯片进行相应功能测试。

可选地，多通道多功能测试资源支持的多通道，包括：DPS供电通道、PMU高精度测量通道和数字通道，DPS供电通道和PMU高精度测量通道用于给待测芯片提供运行电压和电流，以及测试电压和电流，数字通道用于收发测试指令Pattern。

可选地，多通道多功能测试资源支持的多功能测试，包括：开/短路测试、漏电流测试、IDD动态/静态测试和Function测试。

可选地，每个测试板卡包括8个DPS供电通道，用于给多个待测芯片进行漏电流测试、IDD动态/静态测试和Function测试。

可选地，每个测试板卡包括4个PMU高精度测量通道，通过多路复用电路进行通道扩展，得到多路的PMU高精度测量通道，用于给多个待测试芯片进行开/短路测试和漏电流测试。

可选地，每个测试板卡包括256个数字通道，用于测试指令Pattern的收发，给多个待测试芯片进行IDD动态/静态测试和Function测试。

第二方面，本发明实施例提供一种多通道多功能的芯片测试方法，包括：

芯片测试机上电启动，初始化后将待测芯片与芯片测试机建立连接；

上位机基于不同的测试模式，设置控制参数并将其传给测试板卡，基于控制参数控制多通道多功能测试资源的选择，对待测芯片进行多功能测试，得到测试结果，并将测试结果传递给上位机；

上位机对测试结果进行显示。

可选地，还包括：当芯片的测试功能新增或删减时，上位机只修改对应控制参数的设置。

可选地，还包括：在芯片测试过程中，上位机基于预设校准文件，对测试结果进行补偿。

可选地，预设校准文件的生成过程，包括：在芯片测试过程中，将校准板连接到芯片测试机上，上位机运行预设校准程序控制输出理论值，并获得芯片测试的实际值，对实际值和理论值进行计算生成校准文件。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的多通道多功能的芯片测试机及其测试方法，测试机包括：上位机和芯片测试机；上位机，用于设置控制参数，基于总线将控制参数发送至芯片测试机及显示测试结果；芯片测试机，包括：通信板、背板、多个测试板卡、多个面板、转接板及芯片承载板；通信板，用于接收上位机发送的控制参数并通过背板传给测试板卡，及接收转接板的测试结果并传给上位机；背板，用于承载通信板和多个测试板卡及供电；每个测试板卡，均包括：主控芯片及多通道多功能测试资源，主控芯片基于控制参数，用于控制多通道多功能测试资源的选择、控制待测芯片的多功能测试，以及协调其他板卡的工作；面板，用于提供接口，将多通道多功能测试资源连接至转接板；芯片承载板，用于放置待测芯片；转接板，用于提供全部的多通道多功能测试资源对接入的待测芯片进行相应功能测试。本发明能够同时测量多个芯片并且对每个芯片实现多功能测试，有效提高了芯片的测试效率，测试功能全面，省时省力，节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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本发明实施例中提供的多通道多功能的芯片测试机的结构示意图；

图2本发明实施例中提供的多通道多功能的芯片测试方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种多通道多功能的芯片测试机，如图1所示，包括：上位机和芯片测试机。

本实施例中，上位机用于设置控制参数，基于总线将控制参数发送至芯片测试机及显示测试结果。一具体实施例中，上位机为PC机，通过PCIe总线与芯片测试机进行通信，仅作举例说明，不以此为限制。

本实施例中，芯片测试机，包括：通信板、背板、多个测试板卡、多个面板、转接板及芯片承载板。

本实施例中，通信板，用于接收上位机发送的控制参数并通过背板传给测试板卡，及接收转接板的测试结果并传给上位机。一具体实施例中，通信板为Switch板，仅作举例说明，不以此为限制。

本实施例中，背板，用于承载通信板和多个测试板卡及供电。每个测试板卡，均包括：主控芯片及多通道多功能测试资源，主控芯片基于控制参数，用于控制多通道多功能测试资源的选择、控制待测芯片的多功能测试，以及协调其他板卡的工作。一具体实施例中，主控芯片为FPGA，仅作为举例，不以此为限。

本实施例中，多通道多功能测试资源支持的多通道，包括：DPS供电通道、PMU高精度测量通道和数字通道，DPS供电通道和PMU高精度测量通道用于给待测芯片提供运行电压和电流，以及测试电压和电流，数字通道用于收发测试指令Pattern。

本实施例中，多通道多功能测试资源支持的多功能测试，包括：开/短路测试、漏电流测试、IDD动态/静态测试和Function测试。具体地，上述功能测试是大多芯片必须经历的通用测试，具备成本低、测试通道数多、测试功能全、效率高的优点。

具体地，开/短路测试，通过设置电流测试芯片实际的电压，用以确认在芯片测试时，所有的信号引脚都与测试系统相应的通道在电性能上完成了连接，并且没有信号引脚与其他信号引脚、电源或地发生短路。包括：P测试项和N测试项。其中，P测试项(Positivediode)：芯片待测管脚force100uA～200uA电流，其他管脚全部接地，测量待测管脚电压，limit范围符合二极管特性(0.1V～1.5V)即可；N测试项(Negative diode)：芯片待测管脚force-200uA～-100uA电流，其他管脚全部接地，测量待测管脚电压，limit范围符合二极管特性(-1.5V～-0.1V)即可。其中，VSS pin管脚默认接地，电源pin管脚提供0V电压，与PMU构成VCC-diode-PMU回路/PMU-diode-VSS回路，由此可以判断出电源pin和VSS pin与其他IOpin是否存在短路的情况。

具体地，漏电流测试，通过设置电流或电压测试芯片实际的电压或流过的漏电流，包括：LH测试项和LL测试项。其中，LH测试项(Input/Output leakage high)：DPS供电通道为待测芯片供电，GND管脚接地，PMU高精度测量通道对待测管脚force电压VIH)，测量待测管脚电流，limit范围符合SPEC要求即可。LL测试项(Input/Output leakage low)：DPS供电通道为待测芯片供电，GND管脚接地，PMU高精度测量通道对待测管脚force电压(VIL)，测量待测管脚电流，limit范围符合SPEC要求即可。

具体地，IDD动态/静态测试，用于测试芯片在工作状态下和电流消耗最低的状态下的电流，包括：IDD动态和IDD静态测试。其中，IDD动态测试：DPS供电通道为待测芯片供电，GND管脚接地，利用数字通道将测试指令Pattern发至待测芯片(数字通道IO高电平可调范围为0.5V～5V)，然后DPS供电通道测量待测管脚电流，limit范围符合SPEC要求即可。IDD静态测试：DPS供电通道为待测芯片供电，GND管脚接地，DPS供电通道测量待测管脚电流，limit范围符合SPEC要求即可

具体地，Function测试，通过收发测试指令Pattern，来测试芯片的功能有无异常，测试过程包括：DPS供电通道为待测芯片供电，GND管脚接地，利用数字通道进行测试指令Pattern的发送和回读(数字通道IO高电平可调范围为0.5V～5V)，判断回读数据是否满足SPEC要求。

本实施例中，每个测试板卡包括8个DPS供电通道，用于给多个待测芯片进行漏电流测试、IDD动态/静态测试和Function测试；包括4个PMU高精度测量通道，通过多路复用电路进行通道扩展，得到多路的PMU高精度测量通道，用于给多个待测试芯片进行开/短路测试和漏电流测试；还包括256个数字通道，用于测试指令Pattern的收发，给多个待测试芯片进行IDD动态/静态测试和Function测试。

一具体实施例中，芯片测试机有4个测试板卡，共有32个DPS供电通道、1024个PMU高精度测量通道和1024个数字通道，仅作为举例说明，通道数量依据实际需求确定，不以此为限，可升级至64个DPS供电通道、2048个PMU高精度测量通道和2048个数字通道。

具体地，数字通道为FPGAI/O通道，仅作为举例说明，依据具体的测试场景确定。每个测试板卡具备一个FPGA芯片，该芯片有256路用于数字通道的IO，通过电平转换电路调整电平，上位机可以控制发送测试指令Pattern的频率，最高可达100MHz，可以为待测芯片发送和接受指定频率和电平的测试指令Pattern。

本实施例中，面板用于提供接口，将多通道多功能测试资源连接至转接板。转接板提供全部的多通道多功能测试资源对芯片承载板上接入的待测芯片进行相应功能测试。一具体实施例中，面板可以通过线缆或连接器，将多通道多功能测试资源连接至转接板，仅作为举例，不以此为限，依据具体的适应场景确定。

本发明提供的多通道多功能的芯片测试机，能够同时测量多个芯片并且对每个芯片实现多功能测试，有效提高了芯片测试效率，测试功能全面。

实施例2

本发明实施例提供一种多通道多功能的芯片测试方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1：芯片测试机上电启动，初始化后将待测芯片与芯片测试机建立连接。

步骤S2：上位机基于不同的测试模式，设置控制参数并将其传给测试板卡，基于控制参数控制多通道多功能测试资源的选择，对待测芯片进行多功能测试，得到测试结果，并将测试结果传递给上位机。

步骤S3：上位机对测试结果进行显示。

本实施例中，当芯片的测试功能新增或删减时，上位机只修改对应控制参数的设置。具体地，在芯片测试过程中，如果想增加某一个pin的测试类型或删减测试的pin，只需在上位机修改对应控制参数的设置即可，具有灵活性高、操作简单、缩短测试周期等优点。

本实施例中，在芯片测试过程中，上位机基于预设校准文件，对测试结果进行补偿。预设校准文件的生成过程，包括：在芯片测试过程中，将校准板连接到芯片测试机上，上位机运行预设校准程序控制输出理论值，并获得芯片测试的实际值，对实际值和理论值进行计算生成校准文件。

具体地，在实际校准过程中，将校准板连接到测试机上，上位机运行校准程序，控制通道输出电流或电压，测量芯片两端实际的电压或流过芯片实际的电流值，把小区间下限和上限的实际值和理论值均带入公式：实际值＝k×理论值+b中，计算出小区间的k、b值，校准完成以后会生成校准文件，计算的所有小区间的k、b值都会保存在校准文件中。在芯片测试过程中，测试程序会自动加载校准文件，通过k、b值计算对输出电压电流进行补偿，提高测试机在实际应用环境中的测试精度。

本实施例中，测试模式，包括：自动测试模式和手动测试，自动测试模式用于实际生产测试中大批量芯片自动化测试；手动测试用于工程师进行芯片特定功能调试使用。

本实施例中，上位机对测试结果进行分析得到不同的等级和分类结果，生成对应的测试报告和批次报表，以便客户对测试数据和结果进行分析。

本发明提供的多通道多功能的芯片测试方法，能够应用在现有的flash和DDR等主流Momery芯片测试中，具有测试灵活性高、测试功能全、操作简单、测试周期短和测试效率高等优点。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种多通道多功能的芯片测试机，其特征在于，包括：

上位机和芯片测试机；

所述上位机，用于设置控制参数，基于总线将所述控制参数发送至所述芯片测试机及显示测试结果；

所述芯片测试机，包括：通信板、背板、多个测试板卡、多个面板、转接板及芯片承载板；

所述通信板，用于接收所述上位机发送的控制参数并通过所述背板传给所述测试板卡，及接收所述转接板的测试结果并传给所述上位机；

所述背板，用于承载通信板和多个测试板卡及供电；

每个测试板卡，均包括：主控芯片及多通道多功能测试资源，所述主控芯片基于所述控制参数，用于控制多通道多功能测试资源的选择、控制待测芯片的多功能测试，以及协调其他板卡的工作；所述多通道多功能测试资源支持的多通道，包括：DPS供电通道、PMU高精度测量通道和数字通道，所述DPS供电通道和PMU高精度测量通道用于给待测芯片提供运行电压和电流，以及测试电压和电流，所述数字通道用于收发测试指令Pattern；每个测试板卡包括8个DPS供电通道、4个PMU高精度测量通道和256个数字通道；

所述面板，用于提供接口，将所述多通道多功能测试资源连接至所述转接板；

所述芯片承载板，用于放置待测芯片；

所述转接板，用于提供全部的多通道多功能测试资源对接入的待测芯片进行相应功能测试。

2.根据权利要求1所述的多通道多功能的芯片测试机，其特征在于，所述多通道多功能测试资源支持的多功能测试，包括：开/短路测试、漏电流测试、IDD动态/静态测试和Function测试。

3.根据权利要求2所述的多通道多功能的芯片测试机，其特征在于，所述DPS供电通道，用于给多个待测芯片进行漏电流测试、IDD动态/静态测试和Function测试。

4.根据权利要求2所述的多通道多功能的芯片测试机，其特征在于，通过多路复用电路进行通道扩展，得到多路的PMU高精度测量通道，用于给多个待测试芯片进行开/短路测试和漏电流测试。

5.根据权利要求2所述的多通道多功能的芯片测试机，其特征在于，所述256个数字通道，用于测试指令Pattern的收发，给多个待测试芯片进行IDD动态/静态测试和Function测试。

6.一种多通道多功能的芯片测试方法，其特征在于，所述测试方法基于权利要求1至5中任一权利要求所述的多通道多功能的芯片测试机进行测试，包括：

芯片测试机上电启动，初始化后将待测芯片放在芯片承载板上，与芯片测试机建立连接；

上位机基于不同的测试模式，设置控制参数并在通信板的作用下通过背板将其传给测试板卡，基于所述控制参数控制每个测试板卡上多通道多功能测试资源的选择，通过面板和转接板对待测芯片进行多功能测试，得到测试结果，并将所述测试结果通过通信板传递给所述上位机；

所述上位机对所述测试结果进行显示。

7.根据权利要求6所述的多通道多功能的芯片测试方法，其特征在于，还包括：当芯片的测试功能新增或删减时，上位机只修改对应控制参数的设置。

8.根据权利要求6所述的多通道多功能的芯片测试方法，其特征在于，还包括：在芯片测试过程中，上位机基于预设校准文件，对测试结果进行补偿。

9.根据权利要求8所述的多通道多功能的芯片测试方法，其特征在于，所述预设校准文件的生成过程，包括：在芯片测试过程中，将校准板连接到芯片测试机上，上位机运行预设校准程序控制输出理论值，并获得芯片测试的实际值，对实际值和理论值进行计算生成校准文件。