CN118089966A - 一种ate芯片的并行温度检测电路 - Google Patents
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Abstract
一种ATE芯片的并行温度检测电路，包括检测模块、DAC模块、比较器模块和CPLD控制模块：检测模块用于并行检测N个ATE芯片输出温感模拟电压；DAC模块由CPLD控制模块控制产生一温度告警门限电压；比较器模块用于并行比较N个ATE芯片输出温感模拟电压和温度告警门限电压V_ctrl的电压差，并根据比较结果输出电压跳变信号；CPLD控制模块通过SPI接口控制DAC单元产生温度告警门限电压V_ctrl，同时实时检测N个比较器单元输出的电压跳变信号；其中，如果ATE芯片输出温感模拟电压的温度超过了温度告警门限电压V_ctrl，电压跳变信号为1；如果ATE芯片输出温感模拟电压的温度小于温度告警门限电压，电压跳变信号为零。因此，本发明使用芯片和通道数量较多的场合，极大减小芯片损坏的概率。
Description
技术领域
本发明属于集成电路(IC)自动测试机(Automatic Test Equipment，简称ATE)技术领域，涉及一种ATE芯片的并行温度检测电路。
背景技术
在ATE测试系统中，特别是针对几种ATE专用的芯片如PE/DPS/PMU，这些芯片工作时功耗大，发热大，芯片温度高。尤其是当芯片工作异常时，温度会急剧升高导致芯片烧毁，因而往往会加入温度检测电路，定时查询芯片的温度。当温度异常后采取相应的措施来保护芯片，使其不被损坏。
请参阅图1，图1所示为现有技术中ATE芯片的并行温度检测电路的示意图，如图1所示，该并行温度检测电路，以数字信号处理器(digital signal processor，简称DSP)芯片为例，把其芯片内温度传感器输出的模拟电压送到ADC采样，ADC得到具体的电压值后，再根据芯片的结温和温度传感器输出的模拟电压的对应关系，算出芯片内的结温，中央处理器CPU再根据实际温度做出相应动作。
对于ATE测试系统，有时专用ATE芯片的用量会非常大，单块电子印刷版PCB的用量有时会多达几十片，每片的温感模拟电压通过图1中的多路转换器MUX开关，分时切换到ADC来采样。
然而，完成整板器件的温度检测时间较久且不能实时检测，必须有CPU发起检测命令后才能检测，不能及时发现温度异常芯片。
请参阅图2，图2所示为现有技术中另一种ATE芯片的并行温度检测电路的示意图。如图2所示，相比图1中的技术方案，没有大的变化，只能增加了ADC的数量来让温度检测的速度更快。
发明内容
为解决的上述技术问题，本发明提出一种并行温度检测电路，其能够实时检测温度，且能针对芯片、通道数量较多的场合，成本也低；与此同时，能极大减小芯片损坏的概率，保护整个板卡，降低板卡维修和报废的风险。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种ATE芯片的并行温度检测电路，其包括检测模块、DAC模块、比较器模块和CPLD控制模块：
所述检测模块包括N路DPS检测单元，用于并行检测N个ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)；所述DAC模块由所述CPLD控制模块控制产生一温度告警门限电压；所述比较器模块包括N路比较单元，用于并行比较N个所述ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)和所述温度告警门限电压V_ctrl的电压差，并根据比较结果输出电压跳变信号；所述CPLD控制模块通过SPI接口控制DAC单元产生所述温度告警门限电压V_ctrl，同时实时检测N个所述比较器单元输出的电压跳变信号；其中，如果所述ATE芯片输出温感模拟电压的温度超过了温度告警门限电压V_ctrl，所述电压跳变信号为1；如果所述ATE芯片输出温感模拟电压的温度小于温度告警门限电压，所述电压跳变信号为零；N大于等于2。
进一步地，所述的ATE芯片的并行温度检测电路，其特征在于，还包括保护模块，其根据所述CPLD控制模块实时监测N个所述ATE芯片输出温感模拟电压是否超过了告警门限电压，启动保护措施。
进一步地，所述保护模块包括预处理单元和处理单元；所述预处理单元将所述温度告警门限电压V_ctrl调高一预定值，如果经过一段时间后，所述电压跳变信号变成零，将所述温度告警门限电压V_ctrl调回原来值继续进行检测，否则，所述处理单元停止所述ATE芯片并复位所述ATE芯片。
进一步地，采用上述的ATE芯片的并行温度检测电路的检测方法，其包括：
步骤S1：所述预处理单元设置具有损坏芯片风险的ATE芯片结温W，将所述温度告警门限电压V_ctrl设置为V1，所述CPLD控制模块检测所有比较器输出的电压跳变信号；以及设置回调次数X；其中，V1对应ATE芯片结温W1；所述结稳结温W大于ATE芯片结温W1；
步骤S2：如果所述电压跳变信号发生0-1的跳变，所述CPLD控制模块先会调整DAC模块输出告警门限电压V_ctrl上调至V2；其中，V2对应所述ATE芯片结温W2；如果过一段时间未发生结温W2没有告警，则会将所述告警门线电压降回至V1；如果继续发生0-1的跳变，执行步骤S3；其中，所述ATE芯片结温W2为ATE芯片结温W1+(ATE芯片结温W-ATE芯片结温W1)/X；
步骤S3：所述CPLD控制模块先会调整DAC输出告警门限电压V_ctrl上调至V3，其中，V3对应芯片结温W3并持续检测；如果过一段时间未发生结温W3告警，则会将告警门线电压降回至V2；如果过一段时间未发生90度告警，则会将告警门线电压降回至V1；如果继续发生0-1的跳变，执行步骤S4；其中，所述ATE芯片结温W3为2倍的ATE芯片结温W1+(ATE芯片结温W-ATE芯片结温W1)/X；
步骤S4：如果此时芯片内的温度已经大于所述ATE芯片结温W，所述处理单元停止所述ATE芯片并复位所述ATE芯片。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种ATE芯片的并行温度检测电路，具有如下有益效果：
①、DACM模块的告警门限可调，可根据ATE芯片在不同的应用场合灵活调整门限电压；比如在高温场合，本身环境温度就高，这时候告警温度就要比正常时设置的高一些；比如在低温测试场合，告警温度就要设置的低一些，及早发现异常。
并且，等到发现异常后，还可以继续调高告警门限，看ATE芯片的温度有没有进一步恶化的趋势，如果没有则可以继续等待，如果持续恶化就得采取强制断电等措施。
②、利用CPLD管脚资源丰富且便宜，可以实时检测比较器的输出状态，一旦检测到输出状态发生变化，就判定对应的芯片出现了温度异常；
③、本发明的电路没有了MUX切换开关，不需要串行切换来检测每个芯片的温度，能够对所有的芯片做实时检测。
附图说明
图1所示为现有技术中ATE芯片的并行温度检测电路的示意图
图2所示为现有技术中另一种ATE芯片的并行温度检测电路的示意图
图3所示为本发明实施例中ATE芯片的并行温度检测电路的示意图
图4所示为本发明实施例中比较模块的示意图
图5所示为本发明实施例中ATE芯片的输出温度电压和芯片内结温的关系示意图
图6所示为本发明实施例中ATE芯片高温告警的软件控制流程示意图
具体实施方式
下面结合附图3-6，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图3，图3所示为本发明实施例中ATE芯片的并行温度检测电路的示意图。如图3所示，ATE芯片的并行温度检测电路，其包括检测模块、DAC模块、比较器模块和CPLD控制模块。
所述检测模块包括N路DPS检测单元，用于并行检测N个ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)；所述DAC模块由所述CPLD控制模块控制产生一温度告警门限电压；所述比较器模块包括N路比较单元，用于并行比较N个所述ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)和所述温度告警门限电压V_ctrl的电压差，并根据比较结果输出电压跳变信号；所述CPLD控制模块通过SPI接口控制DAC单元产生所述温度告警门限电压V_ctrl，同时实时检测N个所述比较器单元输出的电压跳变信号；其中，如果所述ATE芯片输出温感模拟电压的温度超过了温度告警门限电压V_ctrl，所述电压跳变信号为1；如果所述ATE芯片输出温感模拟电压的温度小于温度告警门限电压，所述电压跳变信号为零；N大于等于2。
在本发明的实施例中，其核心是比较器及两个电压，即所述ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)和所述温度告警门限电压V_ctrl)。
请参阅图4，图4所示为本发明实施例中比较模块的示意图。如图4所示，假设Vtemp1为DPS1输出的温度电压，V_ctrl为DAC设定的电压即告警门限电压，当Vtemp1小于V_ctrl时，比较器输出为0V，当Vtemp1大于V_ctrl时，比较器输出为3.3V。
请参阅图5，图5所示为本发明实施例中ATE芯片的输出温度电压和芯片内结温的关系示意图。如图5所示，N个ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)为N路DPS检测单元DPS1～N输出的温度电压，V_ctrl为DAC模块输出的门限电压，此电压由CPLD模块通过SPI接口配置。V_ctrl电压范围大于N路DPS检测单元DPS1～N输出的温度电压范围。
比较器模块的N个比较器Comp1～CompN输出的比较电压接到CPLD控制模块的输入输出IO资源管脚，通过控制比较器Comp1～CompN的供电电压为3.3v，使得比较器Comp1～CompN输出高电平时为3.3v，输出低电平时为0v，能够符合CPLD控制模块的输入输出IO的高低门限标准，不会引发误触发。ATE芯片的输出温度电压和芯片内结温的关系如下，呈正相关。也就是电压越大代表芯片内温度越高。
例如，要设置80度为告警门限时，CPLD控制模块通过SPI接口控制DAC输出的电压为1.52v，这个电压加到比较器的一端，当ATE芯片输出的温度电压小于1.52v时，比较器输出为0，不触发告警。当大于1.52v时，比较器输出状态发生变化，从0变化为1，此时，CPLD控制模块就启动对应的控制动作。
在本发明的实施例中，ATE芯片的并行温度检测电路还可以包括保护模块，其根据所述CPLD控制模块实时监测N个所述ATE芯片输出温感模拟电压是否超过了告警门限电压，启动保护措施。
其中，所述保护模块包括预处理单元和处理单元；所述预处理单元将所述温度告警门限电压V_ctrl调高一预定值，如果经过一段时间后，所述电压跳变信号变成零，将所述温度告警门限电压V_ctrl调回原来值继续进行检测，否则，所述处理单元停止所述ATE芯片并复位所述ATE芯片。
请参阅图6，图6所示为本发明实施例中ATE芯片高温告警的软件控制流程示意图。如图6所示，该ATE芯片的并行温度检测电路的检测方法可以包括：
步骤S1：所述预处理单元设置具有损坏芯片风险的ATE芯片结温W，将所述温度告警门限电压V_ctrl设置为V1，所述CPLD控制模块检测所有比较器输出的电压跳变信号；以及设置回调次数X；其中，V1对应ATE芯片结温W1；所述结稳结温W大于ATE芯片结温W1；
步骤S2：如果所述电压跳变信号发生0-1的跳变，所述CPLD控制模块先会调整DAC模块输出告警门限电压V_ctrl上调至V2；其中，V2对应所述ATE芯片结温W2；如果过一段时间未发生结温W2没有告警，则会将所述告警门线电压降回至V1；如果继续发生0-1的跳变，执行步骤S3；其中，所述ATE芯片结温W2为ATE芯片结温W1+(ATE芯片结温W-ATE芯片结温W1)/X；
步骤S3：所述CPLD控制模块先会调整DAC输出告警门限电压V_ctrl上调至V3，其中，V3对应芯片结温W3并持续检测；如果过一段时间未发生结温W3告警，则会将告警门线电压降回至V2；如果过一段时间未发生90度告警，则会将告警门线电压降回至V1；如果继续发生0-1的跳变，执行步骤S4；其中，所述ATE芯片结温W3为2倍的ATE芯片结温W1+(ATE芯片结温W-ATE芯片结温W1)/X；
步骤S4：如果此时芯片内的温度已经大于所述ATE芯片结温W，所述处理单元停止所述ATE芯片并复位所述ATE芯片。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种ATE芯片的并行温度检测电路，其特征在于，包括检测模块、DAC模块、比较器模块和CPLD控制模块：
所述检测模块包括N路DPS检测单元，用于并行检测N个ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)；所述DAC模块由所述CPLD控制模块控制产生一温度告警门限电压；所述比较器模块包括N路比较单元，用于并行比较N个所述ATE芯片输出温感模拟电压(Vtemp1,Vtemp2,Vtemp3…VtempN)和所述温度告警门限电压V_ctrl的电压差，并根据比较结果输出电压跳变信号；所述CPLD控制模块通过SPI接口控制DAC单元产生所述温度告警门限电压V_ctrl，同时实时检测N个所述比较器单元输出的电压跳变信号；其中，如果所述ATE芯片输出温感模拟电压的温度超过了温度告警门限电压V_ctrl，所述电压跳变信号为1；如果所述ATE芯片输出温感模拟电压的温度小于温度告警门限电压，所述电压跳变信号为零；N大于等于2。
2.根据权利要求1所述的ATE芯片的并行温度检测电路，其特征在于，还包括保护模块，其根据所述CPLD控制模块实时监测N个所述ATE芯片输出温感模拟电压是否超过了告警门限电压，启动保护措施。
3.根据权利要求2所述的ATE芯片的并行温度检测电路，其特征在于，所述保护模块包括预处理单元和处理单元；所述预处理单元将所述温度告警门限电压V_ctrl调高一预定值，如果经过一段时间后，所述电压跳变信号变成零，将所述温度告警门限电压V_ctrl调回原来值继续进行检测，否则，所述处理单元停止所述ATE芯片并复位所述ATE芯片。
4.采用权利要求1或2所述的ATE芯片的并行温度检测电路的检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1：所述预处理单元设置具有损坏芯片风险的ATE芯片结温W，将所述温度告警门限电压V_ctrl设置为V1，所述CPLD控制模块检测所有比较器输出的电压跳变信号；以及设置回调次数X；其中，V1对应ATE芯片结温W1；所述结稳结温W大于ATE芯片结温W1；
步骤S2：如果所述电压跳变信号发生0-1的跳变，所述CPLD控制模块先会调整DAC模块输出告警门限电压V_ctrl上调至V2；其中，V2对应所述ATE芯片结温W2；如果过一段时间未发生结温W2没有告警，则会将所述告警门线电压降回至V1；如果继续发生0-1的跳变，执行步骤S3；其中，所述ATE芯片结温W2为ATE芯片结温W1+(ATE芯片结温W-ATE芯片结温W1)/X；
步骤S3：所述CPLD控制模块先会调整DAC输出告警门限电压V_ctrl上调至V3，其中，V3对应芯片结温W3并持续检测；如果过一段时间未发生结温W3告警，则会将告警门线电压降回至V2；如果过一段时间未发生90度告警，则会将告警门线电压降回至V1；如果继续发生0-1的跳变，执行步骤S4；其中，所述ATE芯片结温W3为2倍的ATE芯片结温W1+(ATE芯片结温W-ATE芯片结温W1)/X；
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