CN116828347B - 芯片可靠性试验远程监控装置、测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种芯片可靠性试验远程监控装置、测试系统及方法，属于芯片测试数据传输与监控领域。所述监控装置包括：至少一个监控终端、MQTT服务终端和至少一个MQTT客户终端；MQTT客户终端用于向MQTT服务终端发送主题订阅请求，以及接收属于订阅主题的芯片可靠性测试数据；MQTT服务终端用于将符合芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据通过MQTT协议传输至MQTT客户终端；监控终端用于将芯片可靠性测试数据传输至MQTT服务终端。通过本发明提供的监控装置，实现了测试数据的定向传输和实时共享，同时，扩大了检测人员在试验期间的活动范围，以及同时监控的测试机台数量。

Description

芯片可靠性试验远程监控装置、测试系统及方法

技术领域

本发明涉及芯片测试数据传输与监控领域，具体地，涉及一种芯片可靠性试验远程监控装置、一种芯片可靠性测试系统和一种芯片可靠性测试方法。

背景技术

在进行芯片可靠性试验过程中，通常要求检测人员在试验设备旁使用PC（全称为Personal Computer，个人计算机或个人电脑）或者笔记本等电子设备来观察和记录设备状态和试验数据。上述过程既耗时低效，又限制了检测人员的活动范围。而且，出于安全生产考虑，一名检测人员在同一时间段内只能操作一台可靠性检测设备，这也极大地降低了芯片可靠性的检测效率。

因此，有必要提出一种能够有助于扩大检测人员在试验期间的活动范围，提升工作效率的芯片可靠性试验远程监控装置。

发明内容

针对现有技术中芯片可靠性试验装置无法实现远程监控测试数据的技术问题，本发明提供了一种芯片可靠性试验远程监控装置、测试系统及方法，采用该远程监控装置能够实现可靠性测试数据的定向传输和自动化存储，有利于日后的检测结果回溯，提升检测人员的工作效率。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种芯片可靠性试验远程监控装置，所述监控装置包括：至少一个监控终端、MQTT服务终端和至少一个MQTT客户终端；至少一个MQTT客户终端通过MQTT服务终端与至少一个监控终端建立通讯连接；所述MQTT客户终端用于基于用户指定的芯片可靠性主题，向MQTT服务终端发送主题订阅请求，MQTT客户终端还用于接收来自于MQTT服务终端的芯片可靠性测试数据；所述MQTT服务终端用于接收来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据，MQTT服务终端还用于响应于主题订阅请求，将符合所述芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据通过MQTT协议传输至MQTT客户终端；所述监控终端用于获取芯片可靠性测试数据，并将芯片可靠性测试数据传输至MQTT服务终端。

在本发明的一个示例性实施例中，所述MQTT客户终端可以包括订阅请求生成模块、订阅请求发送模块和订阅数据接收模块；所述订阅请求生成模块用于基于用户指定的芯片可靠性主题，生成携带有订阅频道号码的主题订阅请求；所述订阅请求发送模块用于将携带有订阅频道号码的主题订阅请求发送至MQTT服务终端；所述订阅数据接收模块用于接收来自于MQTT服务终端的符合所述芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据；所述MQTT服务终端可以包括MQTT服务器；所述MQTT服务器用于接收来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据；所述MQTT服务器还用于响应于主题订阅请求，生成属于所述芯片可靠性主题的订阅频道，并通过订阅频道发送芯片可靠性测试数据。

在本发明的一个示例性实施例中，所述MQTT客户终端还可以包括频道号码确定模块，所述频道号码确定模块用于随机生成一个序列号，并将所述序列号确定为与所述芯片可靠性主题相匹配的订阅频道号码。

在本发明的一个示例性实施例中，所述监控终端可以包括获取模块和第一无线收发模块，所述MQTT服务终端包括第二无线收发模块；所述获取模块用于获取来自于芯片测试装置的芯片可靠性测试数据；所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块连接，第一无线收发模块通过无线传输协议将芯片可靠性测试数据发送至第二无线收发模块。

在本发明的一个示例性实施例中，所述监控终端也可以包括获取模块、格式转换模块和测试数据发送模块；所述获取模块用于获取来自于芯片测试装置的芯片可靠性测试数据；所述格式转换模块用于将芯片可靠性测试数据由串口传输格式转换为MQTT传输格式；所述测试数据发送模块用于将符合MQTT传输格式的芯片可靠性测试数据发送至MQTT服务终端。

在本发明的一个示例性实施例中，所述监控装置还包括至少一个中继器，至少一个中继器设置在监控终端与MQTT服务终端之间。

本发明第二方面提供了一种芯片可靠性测试系统，所述测试系统包括至少一个芯片测试装置和上述的监控装置；每个芯片测试装置均与所述监控装置电连接，用于采集芯片可靠性测试数据。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述监控终端还可以用于基于检测人员配置的测试信息，生成测试指令；所述芯片测试装置还可以用于在接收测试指令的情况下，生成测试电信号对待测试芯片进行可靠性测试。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述芯片测试装置可以包括可靠性试验箱和测试板，可靠性试验箱用于向待测试芯片提供可靠性测试环境，测试板放置在可靠性试验箱内，测试板上设置有多个测试区域，测试区域用于放置待测试芯片。

本发明第三方面提供了一种芯片可靠性测试方法，所述测试方法通过上述的测试系统实现。

通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

（1）本发明提供的远程监控装置通过发布/订阅模型，向订阅该主题的全部用户进行芯片可靠性测试数据的传输，实现了测试数据的定向传输和实时共享；此外，通过MQTT消息传输协议进行芯片可靠性测试数据的传输，还有利于保证测试数据传输的安全性，防止测试数据泄露；

（2）本发明提供的远程监控装置可以有效地降低检测终端设备的投入成本，扩大检测人员在试验期间的活动范围，提升工作效率，并实现测试数据的定向传输和自动化存储，有利于日后的检测结果回溯；

（3）本发明提供的芯片可靠性测试系统，实现了芯片可靠性试验的远程监控和并行开展。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明的第三实施例提供的芯片可靠性测试系统的测试逻辑原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。“第一”、“第二”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接连接，也可以是间接连接；可以是有线连接，也可以是无线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本发明的第一实施例提供了一种芯片可靠性试验远程监控装置，该远程监控装置可以包括至少一个监控终端、MQTT服务终端和至少一个MQTT客户终端，至少一个MQTT客户终端通过MQTT服务终端与至少一个监控终端建立通讯连接。

监控终端用于获取芯片可靠性测试数据，并将芯片可靠性测试数据传输至MQTT服务终端。例如，监控终端可以包括获取模块和第一无线收发模块。其中，获取模块用于获取来自于芯片测试装置的芯片可靠性测试数据；第一无线收发模块用于通过无线传输协议将芯片可靠性测试数据发送至MQTT服务终端。此时，第一无线收发模块传输的芯片可靠性测试数据的数据格式是芯片测试装置采集的原始格式。

这里，需要说明的是，无线传输协议包括WiFi（全称是wireless Fidelity，无线保真）、GPRS（全称是General Packet Radio Service，通用分组无线服务）、红外技术、ZigBee技术（紫蜂技术）、蓝牙技术、RFID技术（全称是Radio Frequency Identification，射频识别）和WHDI（全称是Wireless Home Digital Interface，无线家庭数字接口）等技术的通讯传输协议。MQTT（全称是Message Queuing Telemetry Transport）是指消息队列遥测传输，是一种基于客户端服务端架构的发布/订阅模式的消息传输协议。

MQTT服务终端用于接收来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据。同时，MQTT服务终端还用于响应于主题订阅请求，将符合芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据通过MQTT协议传输至MQTT客户终端。例如，MQTT服务终端可以包括第二无线收发模块、MQTT服务器和数据库。第二无线收发模块用于接收来自于第一无线收发模块的芯片可靠性测试数据。MQTT服务器用于接收来自于第二无线收发模块的芯片可靠性测试数据。MQTT服务器还用于响应于主题订阅请求，将符合芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据通过MQTT协议传输至MQTT客户终端。数据库与MQTT服务器连接，用于自动化存储来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据。此外，MQTT服务器还可以用于将芯片可靠性测试数据的数据格式由芯片测试装置采集的原始格式转换为MQTT传输格式。

MQTT客户终端用于基于用户指定的芯片可靠性主题，向MQTT服务终端发送主题订阅请求。同时，MQTT客户终端还用于接收来自于MQTT服务终端的芯片可靠性测试数据。例如，MQTT客户终端包括订阅请求生成模块、订阅请求发送模块和订阅数据接收模块。其中，订阅请求生成模块用于基于用户指定的芯片可靠性主题，生成主题订阅请求。订阅请求发送模块与订阅请求生成模块连接，用于将主题订阅请求发送至MQTT服务终端。订阅数据接收模块与MQTT服务终端连接，用于接收来自于MQTT服务终端的符合芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据。

进一步地，在本实施例中，所述监控装置还包括至少一个中继器，至少一个中继器设置在监控终端与MQTT服务终端之间。例如，中继器可以包括第三无线收发模块，第三无线收发模块用于在第一无线收发模块和第二无线收发模块之间进行中继传输，以扩展第一无线收发模块的传输范围。这里，中继器应该为使用无线传输技术的中继设备。

与现有技术中只能使用一台可靠性检测设备进行芯片可靠性试验的方法相比，本实施例提供的远程监控装置通过利用MQTT技术手段，将原本采集到的数据转变为以MQTT传输的数据，通过发布/订阅模型，向订阅该主题的全部用户进行数据传输，既实现了芯片可靠性试验的远程监控和并行开展，又实现了测试数据的定向传输和实时共享。此外，在采集数据的传输过程中，本实施例利用具有无线传输技术（例如，ZigBee技术）的中继器来扩展无线传输方位，降低了墙壁等障碍物对数据传输的干扰，有利于扩展测试数据的传输范围，实现芯片可靠性试验的远程监控。

实施例二

本发明的第二实施例提供了另一种芯片可靠性试验远程监控装置，该远程监控装置可以包括至少一个监控终端、MQTT服务终端和至少一个MQTT客户终端。

MQTT客户终端包括订阅请求生成模块、订阅请求发送模块和订阅数据接收模块。其中，订阅请求生成模块用于基于用户指定的芯片可靠性主题，生成携带有订阅频道号码的主题订阅请求。订阅请求发送模块与订阅请求生成模块连接，用于将携带有订阅频道号码的主题订阅请求发送至MQTT服务终端。订阅数据接收模块与MQTT服务终端连接，用于接收来自于MQTT服务终端的符合所述芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据。

需要说明的是，订阅频道的作用是针对用户指定的芯片可靠性主题形成一条专属的通讯传输信道，在该通讯传输信道中，需要通过MQTT协议进行数据传输。只有具备订阅频道号码的用户设备终端，才能够与MQTT服务终端进行通讯连接，通过这条特定的订阅频道传输符合芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据，以保证数据传输的安全性和秘密性。

这里，订阅频道号码可以通过MQTT客户终端以自定义的方式预先设定，也可以通过函数随机生成。

例如，MQTT客户终端还可以包括频道号码确定模块，频道号码确定模块可以与订阅请求生成模块连接，用于随机生成一个序列号，将该序列号确定为与芯片可靠性主题相匹配的订阅频道号码，并将该订阅频道号码发送给订阅请求生成模块。

MQTT服务终端包括MQTT服务器和数据库。MQTT服务器用于接收来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据。数据库与MQTT服务器连接，用于自动化存储来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据。MQTT服务器还用于响应于主题订阅请求，生成属于芯片可靠性主题的订阅频道，并通过订阅频道发送符合芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据。

监控终端用于获取芯片可靠性测试数据，并将芯片可靠性测试数据传输至MQTT服务终端。

进一步地，在本实施例中，监控终端可以包括获取模块、格式转换模块和测试数据发送模块。获取模块用于获取来自于芯片测试装置的芯片可靠性测试数据。格式转换模块与获取模块连接，用于将芯片可靠性测试数据由串口传输格式转换为MQTT传输格式。测试数据发送模块与格式转换模块连接，用于将符合MQTT传输格式的芯片可靠性测试数据发送至MQTT服务终端。

进一步地，在本实施例中，监控装置还可以包括至少一个中继器，至少一个中继器设置在监控终端与MQTT服务终端之间，用于实现测试数据的无线传输中继。这里，中继器应该为使用MQTT技术的中继设备。

与现有技术中只能使用一台可靠性检测设备进行芯片可靠性试验的方法相比，本实施例提供的远程监控装置将获取到采集数据的格式转变为符合MQTT传输的格式进行传输，同时中间利用具有MQTT技术的中继器来扩展无线传输方位，通过发布/订阅模型，向订阅该主题的全部用户进行测试数据传输。根据上述技术手段，不仅能够确保测试数据在定向传输过程中的安全性能，还能提供“订阅消息”的多个发布通道，以便检测人员能实时共享测试数据。

实施例三

本发明的第三实施例提供了一种芯片可靠性测试系统，该测试系统包括至少一个芯片测试装置和上述实施例中的远程监控装置，每个芯片测试装置均与远程监控装置电连接，用于采集芯片可靠性测试数据。

进一步地，在本实施例中，监控终端还可以用于基于检测人员配置的测试信息，生成测试指令。芯片测试装置还可以用于在接收测试指令的情况下，生成测试电信号对待测试芯片进行可靠性测试。

进一步地，在本实施例中，芯片测试装置还可以包括可靠性试验箱和测试板；其中，可靠性试验箱用于向待测试芯片提供可靠性测试环境，测试板放置在可靠性试验箱内，测试板上设置有多个测试区域（比如，芯片卡槽），测试区域用于放置待测试芯片。可靠性试验箱可以开展不同类型的芯片可靠性试验，例如，HTOL（高温老化寿命试验）、温度循环和温湿度偏差等。

例如，以芯片的老化可靠性测试为例，如图1所示，该测试系统整体由两个芯片测试装置、两个主控板（也就是监控终端）、两个中继器、主机（也就是MQTT服务终端）和客户端（也就是MQTT客户终端）组成。

其中，每个芯片测试装置由老化板和可靠性试验箱（例如，冷热冲击试验箱）组成，老化板上搭载有待测试芯片。每个芯片测试装置通过信号线与主控板相连，主控板放置于冷热冲击试验箱外。一个可靠性试验箱里可以放置多个老化板，一个老化板上可以搭载多个待测试芯片。

每个主控板包括有ADC（Analog-to-Digital Converter）检测电路、单片机、第一无线收发模块和触摸屏。ADC检测电路用于检测主控板内部的相关电路。单片机用于基于检测人员配置的测试信息，向老化板发送测试指令。触摸屏用于获取检测人员在现场进行的系统终端配置参数，从而生成测试信息。测试信息可以包括芯片类型、测试强度（即反复上电的次数）、上电顺序等。第一无线收发模块用于将老化板采集到的待测试芯片的电参量信号（也就是芯片可靠性测试数据）通过ZigBee传输协议传输至中继器，再通过中继器传输给主机。这里，电参量信号除了包括芯片本身的电压、电流信号、工作状态（指功能正常与否）信号以外，还可以包括芯片所处的环境温度、湿度等参数。

中继器包括有第三无线收发模块，用于将电参量信号从第一无线收发模块转发至主机。

主机中设置有第二无线收发模块，用于接收电参量信号。此外，主机中还设置有数据库和数据广播模块（也就是MQTT服务器），数据库用于自动化存储来自各主控板的电参量信号。数据广播模块用于在接收到客户端发送的关于“老化测试”主题的订阅请求时，将原本由串口采集到的属于芯片的老化可靠性测试的电参量信号转变为以MQTT消息传输协议传输的芯片可靠性测试数据，并通过发布/订阅模型，向订阅该“老化测试”主题的全部用户客户端进行数据传输，实现数据的实时共享。

需要说明的是，这里的数据库可以是关系型数据库或者非关系型数据库。这里的主机可以同时接收来自多个主控板的电参量信号，而一个主控板可以检测多个老化板的状态，从而实现了多组芯片可靠性试验的远程监控和并行开展。此外，主机可以同时向多个订阅芯片可靠性主题（比如，“老化测试”主题）的客户端发送电参量信号，从而实现了芯片可靠性测试数据的定向传输和实时共享。

实施例四

本发明的第四实施例提供一种芯片可靠性测试方法，该方法通过第三实施例中的芯片可靠性测试系统实现，该方法包括以下步骤。

步骤S101：将多个待测试芯片放置在测试板（例如，老化板）上，并将测试板放入可靠性试验箱（例如，冷热冲击试验箱）内。

步骤S102：检测人员输入芯片可靠性试验所需要的配置参数，通过监控终端将该配置参数生成测试指令，并通过信号线发送给测试板。同时，开启可靠性试验箱进行芯片可靠性试验。

步骤S103：可靠性试验结束后，测试板将采集到的芯片可靠性测试数据通过信号线传输至监控终端，再由监控终端通过中继器向MQTT服务终端传输，MQTT服务终端自动化存储来自各个测试板的芯片可靠性测试数据。这里，MQTT服务终端可以按照不同的可靠性测试类型，来对芯片可靠性测试数据进行分类存储。

步骤S104：MQTT客户终端基于用户的操作，向MQTT服务终端发送指定类型的主题订阅请求。

步骤S105：MQTT服务终端在接收到主题订阅请求后，作为消息的“发布者”将符合该指定类型主题的芯片可靠性测试数据发送给该主题的“订阅者”，也就是MQTT客户终端。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种芯片可靠性试验远程监控装置，其特征在于，所述监控装置包括：至少一个监控终端、MQTT服务终端和至少一个MQTT客户终端；

MQTT客户终端通过MQTT服务终端与监控终端建立通讯连接；

MQTT客户终端用于基于用户指定的芯片可靠性主题，向MQTT服务终端发送主题订阅请求，MQTT客户终端还用于接收来自于MQTT服务终端的芯片可靠性测试数据；

MQTT服务终端用于接收来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据，MQTT服务终端还用于响应于主题订阅请求，将符合所述芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据通过MQTT协议传输至MQTT客户终端；

监控终端用于获取芯片可靠性测试数据，并将芯片可靠性测试数据传输至MQTT服务终端；监控终端还用于基于检测人员配置的测试信息，生成测试指令；所述MQTT客户终端包括：频道号码确定模块、订阅请求生成模块、订阅请求发送模块和订阅数据接收模块；

所述频道号码确定模块用于随机生成一个序列号，并将所述序列号确定为与芯片可靠性主题相匹配的订阅频道号码；

所述订阅请求生成模块用于基于用户指定的芯片可靠性主题，生成携带有订阅频道号码的主题订阅请求；

所述订阅请求发送模块用于将携带有订阅频道号码的主题订阅请求发送至MQTT服务终端；

所述订阅数据接收模块用于接收来自于MQTT服务终端的符合芯片可靠性主题的芯片可靠性测试数据；

所述MQTT服务终端包括：MQTT服务器；

所述MQTT服务器用于接收来自各个监控终端的芯片可靠性测试数据；

所述MQTT服务器还用于响应于主题订阅请求，生成属于芯片可靠性主题的订阅频道，并通过订阅频道发送芯片可靠性测试数据，所述订阅频道的作用是针对用户指定的芯片可靠性主题形成一条专属的通讯传输信道；

所述监控终端包括获取模块和第一无线收发模块；所述获取模块用于获取来自于芯片测试装置的芯片可靠性测试数据；

所述MQTT服务终端还包括第二无线收发模块；所述第一无线收发模块与所述第二无线收发模块连接，第一无线收发模块通过无线传输协议将芯片可靠性测试数据发送至第二无线收发模块；

所述监控装置还包括至少一个中继器，中继器设置在监控终端与MQTT服务终端之间。

2.根据权利要求1所述的芯片可靠性试验远程监控装置，其特征在于，所述监控终端包括获取模块、格式转换模块和测试数据发送模块；

所述获取模块用于获取来自于芯片测试装置的芯片可靠性测试数据；

所述格式转换模块用于将芯片可靠性测试数据由串口传输格式转换为MQTT传输格式；

所述测试数据发送模块用于将符合MQTT传输格式的芯片可靠性测试数据发送至MQTT服务终端。

3.一种芯片可靠性测试系统，其特征在于，所述测试系统包括至少一个芯片测试装置和权利要求1~2中任一项所述的监控装置；

每个芯片测试装置均与所述监控装置的监控终端电连接，用于采集芯片可靠性测试数据。

4.根据权利要求3所述的芯片可靠性测试系统，其特征在于，所述监控终端还用于基于检测人员配置的测试信息，生成测试指令；

所述芯片测试装置还用于在接收测试指令的情况下生成测试电信号，对待测试芯片进行可靠性测试。

5.根据权利要求4所述的芯片可靠性测试系统，其特征在于，所述芯片测试装置包括可靠性试验箱和测试板；

可靠性试验箱用于向待测试芯片提供可靠性测试环境；

测试板放置在可靠性试验箱内，测试板上设置有多个测试区域，测试区域用于放置待测试芯片。

6.一种芯片可靠性测试方法，其特征在于，所述测试方法通过权利要求3~5中任一项所述的测试系统实现。