CN117612594B - 一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，属于芯片测试技术领域，具体包括：调试通道板，生成专属ID并写入EEPROM；选择对应信号，计算偏移和增益参数，存储并校准ADC；对专用测试芯片进行DC校准，将数据存储在EWS和通道板内；测试时，读取每个SLOT的通道板卡ID，根据SLOT与ID的关系调用EWS内校准数据，计算下发值至通道板内；第二可编程逻辑器件将控制数据分发至专用测试芯片；测试中，第二可编程逻辑器件根据当前测试项目和温度从校准数据存储器件读取校准数据，代入专用测试芯片；第一可编程逻辑器件生成测试向量进行测试；本发明用有限的存储空间提高了存储精度。

Description

一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法

技术领域

本发明涉及芯片测试技术领域，具体涉及一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法。

背景技术

随着电子科技的日益进步，个人计算机、工作站、智能设备、监控设备等设备变得尤为普遍，这些设备中使用了各种存储芯片、控制芯片、逻辑芯片，因此芯片测试设备变得尤为重要。芯片测试需要电源板供电，数字测试板进行直流参数测试、功能测试等，电源芯片、专用测试芯片都会存在误差，所以需要对测量单元进行校准，对于校准数据的存储，现有技术方案一般分为以下两种：

（1）所有校准数据存在EWS中，校准数据的存储以及调用根据板卡slot号，如果交叉板卡使用，需要重新校准，浪费时间，或者需要根据实际交叉情况对调校准数据，这种情况又容易出现错误；

（2）所有校准数据存储在板内存储器件如flash等，由于memory测试设备通道众多，校准数据量大，需要大容量的flash存储设备进行存储，并且调用时读取耗费时间；

本发明提出了一种校准数据存储以及调用方法，可以用有限的存储空间提高存储精度，增加校准数据存储以及使用的灵活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，解决以下技术问题：

如何用有限的存储空间提高存储精度，增加校准数据存储以及使用的灵活性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，基于通道板、EEPROM存储通道板、校准数据存储器件、第一可编程逻辑器件、第二可编程逻辑器件、专用测试芯片和EWS，包括以下步骤：

对通道板进行调试，生成通道板的专属ID写入到EEPROM中；

对通道板内部ADC进行两点法校准，ADC选择输入GND_REF信号，计算出偏移参数；ADC选择输入3V_REF信号，计算出增益参数；将偏移参数和增益参数存储并对ADC进行校准；

通过校准后的ADC对专用测试芯片进行DC校准，将校准数据分别存储在EWS和通道板内校准数据存储器件；

测试时，首先读取每个SLOT对应的通道板卡ID，EWS根据SLOT与ID的对应关系，调用EWS内的校准数据，计算后得出下发的值通过LAN口下发到通道板内的Interface，Interface经过AURORA转接发给第二可编程逻辑器件；第二可编程逻辑器件将控制数据依次分发至专用测试芯片；

测试中，第二可编程逻辑器件根据当前测试项目和专用测试芯片温度从校准数据存储器件读取校准数据，计算代入到专用测试芯片；

第一可编程逻辑器件生成测试向量进行测试。

作为本发明进一步的方案：利用ADC对芯片进行DC校准的具体过程为：

选择相应器件，设置FVMV模式，串行控制开关闭合，其余通道串行控制开关打开，选择ADC相应通道；

选择控制精密负载继电器，选择R0开路；

设置施压期望值Ve0，ADC的CAL端口采集施加出的实际值Va0；

设置施压期望值Ve1，ADC的CAL端口采集施加出的实际值Va1；

根据Ve0、Va0、Ve1、Va1计算该通道施加电压的增益参数和偏移参数，对ADC通道进行校准；将校准所得结果发送至EWS上位机进行计算，计算后存储。

作为本发明进一步的方案：所述EEPROM存储通道板ID共64bit，该64bit数据在通道板首次调试时生成，由board_type、year、month、day、hour、8bit随机数组成；

所述校准数据存储器件和EWS共同用于存储校准数据，所述EWS还用于上位机控制；

所述可编程逻辑器件用于校准和调取使用存储数据。

作为本发明进一步的方案：所述EWS将不同通道板的校准数据根据通道板的专属ID号分别存储，测试时，EWS根据通道板ID号调取对应校准数据，将增益参数和偏移参数代入计算生成实际下发至通道板的值。

作为本发明进一步的方案：所述校准数据存储器件用于存储特定测试项目和特定测试温度下的校准数据，进行实时读取并且迭代计算。

作为本发明进一步的方案：计算专用测试芯片内部DACcode的过程为：

对内部DAC施加测试电压，提取输出电压的增益参数对应的存储数据值m，以及偏移参数的存储数据c，获取当前型号DAC输出电压的增益参数区间[u,v]，偏移参数区间[x，y]，参数区间内的每个参数值均对应一个具体的存储数据值，通过存储数据值m和c计算出DAC输出电压的增益参数gain和实际偏移参数offset，公式为：

m=((gain-u)/0.1)0xFFFF；

c=((offset-x)/0.1)0xFFFF；

其中0xFFFF表示32bit数据，通过32bit数据存储m和c的小数部分；

获取内部DAC所需的输出电压Vout，通过公式Vout=gain×Vset+offset计算需要设置的输入电压值Vset；并通过公式：

Vset=(DACcode/16384-1)(Vref-Vdgs)+Vdgs；

计算出所要设置的DACcode，Vref表示参考电压，Vdgs表示专用测试芯片的GND电压。

本发明的有益效果：

本发明根据板卡ID存储、调用数据，交换板卡调试时，不需重新校准，也不用根据交叉情况人为调换数据，软件根据板卡ID自动调取数据，增加了数据使用的灵活性；在存储校准数据时，截去公共部分，只存储差异部分数据，可以减少存储数据位数，减少EWS以及板内存储所需内存；同样的校准精度，所需存储空间更少，存储以及调用的时间更少；可以用有限的存储空间提高存储精度，增加校准数据存储以及使用的灵活性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

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作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。

请参阅图1所示，本发明为一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，基于通道板、EEPROM存储通道板、校准数据存储器件、第一可编程逻辑器件、第二可编程逻辑器件、专用测试芯片和EWS，包括以下步骤：

对通道板进行调试，生成通道板的专属ID写入到EEPROM中；

对通道板内部ADC进行两点法校准，ADC选择输入GND_REF信号，计算出偏移参数；ADC选择输入3V_REF信号，计算出增益参数；将偏移参数和增益参数存储并对ADC进行校准；

通过校准后的ADC对专用测试芯片进行DC校准，将校准数据分别存储在EWS和通道板内校准数据存储器件；

测试时，首先读取每个SLOT对应的通道板卡ID，EWS根据SLOT与ID的对应关系，调用EWS内的校准数据，计算后得出下发的值通过LAN口下发到通道板内的Interface，Interface经过AURORA转接发给第二可编程逻辑器件；第二可编程逻辑器件将控制数据依次分发至专用测试芯片；

测试中，第二可编程逻辑器件根据当前测试项目和专用测试芯片温度从校准数据存储器件读取校准数据，计算代入到专用测试芯片；

第一可编程逻辑器件生成测试向量进行测试。

本发明采用现有技术（1）+（2）的混合方案，本发明针对板卡ID存储和调用数据的方式，提供了一种高效、灵活的数据处理方法。在交换板卡时，传统的做法需要重新校准或者根据交叉情况人为调换数据，这不仅浪费时间，还可能因为操作失误导致数据丢失或损坏。然而，本发明克服了这一难题，使得板卡交换变得更为简便和可靠。

本发明的主要创新点在于，软件能够根据板卡ID自动调取数据，无需人工干预。这样一来，无论何时交换板卡，数据都能得到妥善继承，无需重新校准。这一设计大大提高了数据使用的灵活性，使得板卡的交换变得更加方便快捷。

此外，本发明还在存储校准数据时进行了优化。传统方法通常会存储整个数据，包括公共部分和差异部分。而这种发明则巧妙地截去了公共部分，只存储差异部分数据。这样一来，存储空间的需求被大大降低，从而减少了EWS以及板内存储所需的内存。

在保持相同校准精度的前提下，本发明能够用有限的存储空间实现更高的存储效率。这意味着，在相同的存储空间下，我们可以存储更多的校准数据，提高数据的精度。同时，由于存储和调用数据的时间减少，数据的处理速度也得到了提升。

总之，本发明通过创新的数据处理方法，实现了板卡ID的自动调用和存储优化。它在提高数据使用灵活性的同时，还减少了存储空间和处理时间的需求。本发明使得板卡交换调试和数据处理变得更加简便、高效。

在本发明的另一种优选的实施例中，利用ADC对芯片进行DC校准的具体过程为：

对芯片进行加压（FV），选择相应器件，设置FVMV模式，串行控制开关闭合，其余通道串行控制开关打开，选择ADC相应通道；

选择控制精密负载继电器，选择R0开路；

设置施压期望值Ve0，ADC的CAL端口采集施加出的实际值Va0；

设置施压期望值Ve1，ADC的CAL端口采集施加出的实际值Va1；

根据Ve0、Va0、Ve1、Va1计算该通道施加电压的增益参数和偏移参数，对ADC通道进行校准；将校准所得结果发送至EWS上位机进行计算，计算后存储。

其余MV（测压）、MI（测流）、FI（施流）、钳位等档位类似校准操作。

ADC，全称为Analog-to-Digital Converter，中文名为模数转换器，是将ADC，全称为Analog-to-Digital Converter，中文名为模数转换器，是将连续变量的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。ADC是连接模拟世界与数字世界的桥梁，负责将自然界产生的模拟信号，如光、温度、速度、压力、声音等转换为数字信号，以便在数字设备中进行处理、存储或传输。例如，我们说话的声音，我们看到的图像，我们感受到的温度等都是模拟信号。要对这些模拟信号进行处理，首先需要使用ADC将其转换为数字信号。

在芯片中，分辨率（Resolution）和通道（Channel）是ADC的重要参数。分辨率表示ADC对输入信号的分辨能力，而通道数则代表ADC能够同时处理的输入信号数量。例如，Arduino UNO的ATmega328具有一个8通道10位ADC，意味着微控制器上有8个引脚可以读取模拟电压，并且每个引脚都可以提供10位的分辨率。

芯片的DC校准，通常被称为DC参数测试，主要是测试电路中的直流电阻、电容和电感等参数。这种测试方法一般需要通过强制电流来测试电压，或者强制电压来测试电流，主要的目标是测试阻抗性。此外，在模数转换器中，DC校准也称为自校准或内部校准，这个过程试图表征和补偿ADC内部模块的失调和增益误差。例如，对于集成PGA（可编程增益放大器）的ADC，自校准可以消除PGA和调制器的直流误差。因此，无论是在生产环节还是在后续的使用过程中，DC校准都是非常重要的。

在本发明的另一种优选的实施例中，所述EEPROM存储通道板ID共64bit，该64bit数据在通道板首次调试时生成，由board_type、year、month、day、hour、8bit随机数组成；

所述校准数据存储器件和EWS共同用于存储校准数据，所述EWS还用于上位机控制；

所述可编程逻辑器件用于校准和调取使用存储数据。

在本实施例的另一种优选的情况中，所述EWS将不同通道板的校准数据根据通道板的专属ID号分别存储，测试时，EWS根据通道板ID号调取对应校准数据，将增益参数和偏移参数代入计算生成实际下发至通道板的值。

在本实施例的另一种优选的情况中，所述校准数据存储器件用于存储特定测试项目和特定测试温度下的校准数据，进行实时读取并且迭代计算。

在本发明的另一种优选的实施例中，计算专用测试芯片内部DACcode的过程为：

对内部DAC施加测试电压，提取输出电压的增益参数对应的存储数据值m，以及偏移参数的存储数据c，每个型号的DAC均对应有不同的增益参数和偏移参数，获取当前型号DAC输出电压的增益参数区间[u,v]，偏移参数区间[x，y]，参数区间内的每个参数值均对应一个具体的存储数据值，通过存储数据值m和c计算出DAC输出电压的增益参数gain和实际偏移参数offset，公式为：

m=((gain-u)/0.1)0xFFFF；

c=((offset-x)/0.1)0xFFFF；

其中0xFFFF表示32bit数据，通过32bit数据存储m和c的小数部分；

举例说明实际处理过程：

输出电压实际gain是1±0.0300，offset是0±0.05000，gain数据用16bit存储0.9700至1.0300即数据范围0.0600，offset数据用16bit存储-0.0500至0.0500即0.1000。

获取内部DAC所需的输出电压Vout，通过公式Vout=gain×Vset+offset计算需要设置的输入电压值Vset；并通过公式：

Vset=(DACcode/16384-1)(Vref-Vdgs)+Vdgs；

计算出所要设置的DACcode，Vref表示参考电压，Vdgs表示专用测试芯片的GND电压。

在电压信号中，增益（Gain）和偏移（offset）是两个重要的参数。增益是指信号的放大倍数，它能够调整输入信号的幅度，进而控制输出信号的大小。例如，在一个放大器中，增益就决定了电路对输入信号的灵敏度和信噪比。另一方面，偏移则是在无输入信号或输入信号为零时，放大器的输出信号不为零的现象。具体来说，偏移可以被理解为校准模拟前端的准位，它可能是0电平的参考点，也可能是中间值的参考点。此外，当运放接成跟随器且正输入端接地时，输出存在的非0电压也被称为输入失调电压。这两部分的校准都需要对已知信号进行采样并且与已知信号对应的编码值进行比对，然后进行调整。

DAC，全称为Digital-to-Analog Converter，中文名为数模转换器，是一种将数字信号（离散值）转换为模拟信号（连续值）的电子设备。在音频处理、视频显示和通信系统等多个领域，DAC的应用都非常广泛。例如，我们手机、电脑、CD唱片里存储的音乐文件，都可以通过DAC将这些0，1数字信号转化为我们人耳可以听见的模拟信号。

DAC的主要参数包括分辨率、输出电压范围和线性误差。分辨率表示DAC的输出模拟信号的精度，通常以位数（bits）表示，例如8位、12位或16位等，较高的分辨率意味着更精确的模拟表示。输出电压范围则是DAC输出的模拟电压的范围，这个参数通常根据应用需求和后续电路的输入范围来选择。线性误差是DAC在转换过程中输入与输出之间的最大偏差，理想情况下，DAC的输出应与输入呈线性关系，但实际情况下，可能会出现偏差。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，其特征在于，基于通道板、EEPROM存储通道板、校准数据存储器件、第一可编程逻辑器件、第二可编程逻辑器件、专用测试芯片和EWS，包括以下步骤：

对通道板进行调试，生成通道板的专属ID写入到EEPROM中；

对通道板内部ADC进行两点法校准，ADC选择输入GND_REF信号，计算出偏移参数；ADC选择输入3V_REF信号，计算出增益参数；将偏移参数和增益参数存储并对ADC进行校准；

通过校准后的ADC对专用测试芯片进行DC校准，将校准数据分别存储在EWS和通道板内校准数据存储器件；

测试时，首先读取每个SLOT对应的通道板卡ID，EWS根据SLOT与ID的对应关系，调用EWS内的校准数据，计算后得出下发的值通过LAN口下发到通道板内的Interface，Interface经过AURORA转接发给第二可编程逻辑器件；第二可编程逻辑器件将控制数据依次分发至专用测试芯片；

测试中，第二可编程逻辑器件根据当前测试项目和专用测试芯片温度从校准数据存储器件读取校准数据，计算代入到专用测试芯片；

第一可编程逻辑器件生成测试向量进行测试。

2.根据权利要求1所述的一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，其特征在于，利用ADC对芯片进行DC校准的具体过程为：

选择相应器件，设置FVMV模式，串行控制开关闭合，其余通道串行控制开关打开，选择ADC相应通道；

选择控制精密负载继电器，选择R0开路；

设置施压期望值Ve0，ADC的CAL端口采集施加出的实际值Va0；

设置施压期望值Ve1，ADC的CAL端口采集施加出的实际值Va1；

根据Ve0、Va0、Ve1、Va1计算该通道施加电压的增益参数和偏移参数，对ADC通道进行校准；将校准所得结果发送至EWS上位机进行计算，计算后存储。

3.根据权利要求1所述的一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，其特征在于，所述EEPROM存储通道板ID共64bit，该64bit数据在通道板首次调试时生成，由board_type、year、month、day、hour、8bit随机数组成；

所述校准数据存储器件和EWS共同用于存储校准数据，所述EWS还用于上位机控制；

所述可编程逻辑器件用于校准和调取使用存储数据。

4.根据权利要求3所述的一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，其特征在于，所述EWS将不同通道板的校准数据根据通道板的专属ID号分别存储，测试时，EWS根据通道板ID号调取对应校准数据，将增益参数和偏移参数代入计算生成实际下发至通道板的值。

5.根据权利要求3所述的一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，其特征在于，所述校准数据存储器件用于存储特定测试项目和特定测试温度下的校准数据，进行实时读取并且迭代计算。

6.根据权利要求1所述的一种用于提升精度的校准数据存储以及调用方法，其特征在于，计算专用测试芯片内部DACcode的过程为：

对内部DAC施加测试电压，提取输出电压的增益参数对应的存储数据值m，以及偏移参数的存储数据c，获取当前型号DAC输出电压的增益参数区间[u,v]，偏移参数区间[x，y]，参数区间内的每个参数值均对应一个具体的存储数据值，通过存储数据值m和c计算出DAC输出电压的增益参数gain和实际偏移参数offset，公式为：

m=((gain-u)/0.1)0xFFFF；

c=((offset-x)/0.1)0xFFFF；

其中0xFFFF表示32bit数据，通过32bit数据存储m和c的小数部分；

获取内部DAC所需的输出电压Vout，通过公式Vout=gain×Vset+offset计算需要设置的输入电压值Vset；并通过公式：

Vset=(DACcode/16384-1)(Vref-Vdgs)+Vdgs；

计算出所要设置的DACcode，Vref表示参考电压，Vdgs表示专用测试芯片的GND电压。