CN219842519U - 一种老炼通用信号驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集成电路可靠性筛选试验技术领域，特别涉及一种老炼通用信号驱动装置。包括布设于信号驱动装置的底板上的板载控制、显示及数据采集存储模块、驱动信号发生模块、报警模块和电压转换模块；所述电压转换模块分别与所述板载控制、显示及数据采集存储模块、所述驱动信号发生模块和所述报警模块相连，所述板载控制、显示及数据采集存储模块与所述驱动信号发生模块相连。本装置结合当下集成电路对老炼试验的需求特点，从电压转换、信号输出、程序存储、过程监控、数据传输等方面进行集成化设计，结合上位机，实时采集并存储试验过程中的相关数据信息。

Description

一种老炼通用信号驱动装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路可靠性筛选试验技术领域，特别涉及一种老炼通用信号驱动装置。

背景技术

老炼试验系统是集成电路老炼试验验证环节必需的系统设备，由于集成电路的高速发展，现有老炼试验系统无法满足当下电路对输入电压、驱动信号等必要条件的灵活性需求，往往需要外接大量的辅助设备，去扩展现有设备的能力。这样的试验方式，不仅使试验变得复杂化，也让试验的可靠性和稳定性存在一定的风险。同时现有老炼试验系统设备品牌、种类繁多，无统一的接口标准，更换试验设备时，需耗费大量的硬件成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种老炼通用信号驱动装置，以提升现有老炼试验系统设备的试验能力。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种老炼通用信号驱动装置，包括布设于信号驱动装置的底板上的板载控制、显示及数据采集存储模块、驱动信号发生模块、报警模块和电压转换模块；所述电压转换模块分别与所述板载控制、显示及数据采集存储模块、所述驱动信号发生模块和所述报警模块相连，所述板载控制、显示及数据采集存储模块与所述驱动信号发生模块相连。

优选的，所述板载控制、显示及数据采集存储模块与信号驱动装置的底板接插相连，该模块选用STM32F系列MCU，同时在该模块上搭载有4.3寸LCD屏幕、RJ45网口、USB口及SD存储卡槽，用于与上位机通信及试验数据存储。

优选的，所述驱动信号发生模块，该模块选用ARTIX-7系列FPGA，同时在该模块上搭载有单端差分转换电路和存储器芯片。

优选的，所述报警模块，该模块选用蜂鸣器及状态指示灯，且搭载于所述板载控制、显示及数据采集存储模块上。

优选的，所述电压转换模块由多种电压转换芯片构成，具体包括：

板载大电流输出单元，选用一个LTM4650A电压转换芯片，该单元最大单路输出电流为50A，电压可调节范围0.6V-5.5V，作为信号驱动装置的第一路电源输出；

两个LTM4644电压转换芯片，分别采用双路输出设计，最大单路输出最大电流为8A，电压可调范围0.6V-5.5V；其中两路电压输出作为信号驱动装置的第二、三路电源输出，另外两路电压输出作为信号驱动装置对外提供驱动信号的幅值基准电压；

五个TPS6213电压转换芯片，其中两个该芯片为所述板载控制、显示及数据采集存储模块提供高精度2.5V、3.3V及5V电压，另外三个该芯片为所述驱动信号发生模块提供高精度1V、1.8V、3.3V电压。

优选的，所述电压转换模块采用四个2*10双排针，且呈π型布局的防反接插连接方式。

优选的，所述信号驱动装置的信号输出端为金手指通道、DB37接口或高频120PIN接口三种连接方式，用于与试验板接入。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本装置结合当下集成电路对老炼试验的需求特点，从电压转换、信号输出、程序存储、过程监控、数据传输等方面进行集成化设计，结合上位机，实时采集并存储试验过程中的相关数据信息。

2、本装置集合了目前主流老炼试验系统的接口方式，并在此基础上对每个通道的具体功能进行定义，形成通用化的接口标准。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的结构布局图。

图2是本实用新型实施例提供的板载大电流输出单元示意图。

图3是本实用新型实施例提供的板载控制、显示及数据采集存储模块示意图。

图4是本实用新型实施例提供的信号驱动装置工作流程图。

图5是本实用新型实施例提供的信号输出端布局图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型实施例提供了一种老炼通用信号驱动装置，包括电压转换模块，板载控制、显示及数据采集存储模块，驱动信号发生模块，报警模块，其整体布局如图1所示，其中：

所述电压转换模块，结合老炼试验批量性生产(多电压、大电流)的特点，从经济性、稳定性的角度出发，采用多种电压转换芯片相结合的方式进行设计，其布局位置如图1所示，图1中：1-为板载大电流输出单元，该单元构成如图2所示，设计采用LTM4650A电压转换芯片。该单元最大单路输出电流为50A，电压可调节范围0.6V-5.5V，作为本信号驱动装置的第一路电源输出。并且采用四个2*10双排针，π型布局的防反插连接方式与本信号驱动装置的底板进行分离式设计，以便于实际试验的电压电流需求超出设计常规时，可直接接入外部电源设备。4、5-设计采用LTM4644电压转换芯片，分别采用双路输出设计，最大单路输出最大电流为8A，电压可调范围0.6V-5.5V。其中两路电压输出作为本信号驱动装置的第二、三路电源输出，另外两路电压输出作为本实用新型装置对外提供驱动信号的幅值基准电压。2、11、12-设计采用TPS6213电压转换芯片，为板载控制、显示及数据采集存储模块提供高精度2.5V、3.3V及5V电压。6、7、8-设计采用TPS6213电压转换芯片，为驱动信号发生模块提供高精度1V、1.8V、3.3V电压。该电源模块所提供的的三路电源输出，可以通过板载控制、显示及数据采集存储模块，按试验需求进行配置，实现时序、通断控制的功能。

所述板载控制、显示及数据采集存储模块，布局位置如图1中标号-3所示。该模块选用STM32F系列MCU，承担对本信号驱动装置电源、驱动程序、报警、数据显示及传输等功能的配置任务；设计搭载的4.3寸LCD屏幕，用于对本信号驱动装置的控制可视化，及实时显示老炼试验过程中相关数据信息；设计搭载RJ45网口、USB口及SD存储卡槽，用于与上位机通信及试验数据存储；设计包含无线、蓝牙、等传输方式；设计搭载蜂鸣器及状态指示灯，用于异常报警功能。该模块采用接插方式，与本信号驱动装置的底板连接，模块构成如图3所示。

所述驱动信号发生模块，布局位置如图1中标号-9所示，该模块选用ARTIX-7系列FPGA，通过编程实现多路信号的输入输出功能，同时将产生的所有信号通过电平转换收发器电路进行电压转换，使输出信号幅值可根据试验需求进行精准调节。该模块设计有单端差分转换电路，以满足试验中对差分信号的需求。该模块搭载的存储器芯片，不仅用于实现老炼试验驱动信号程序的掉电保护，而且还可以将不同的老炼试验信号驱动程序分别进行打包存储，形成程序库，并通过与板载控制、显示及数据采集存储模块的互联，灵活调用。解决了以往不同产品老炼试验切换时程序需反复覆盖烧录的问题，增加了硬件使用寿命，减少了操作步骤的同时，也保证了相同型号电路在不同批次老炼试验过程中的一致性。

由上述方案可知，本信号驱动装置实现多路可调节电压，大电流的功能，符合集成电路老炼试验的发展趋势。同时其对输出驱动信号的灵活处理，及一系列控制、存储、显示等功能的组合应用，实现了对老炼试验的全过程监控。

本信号驱动装置所述所有模块选用的元器件均为工业级及以上，板材需高TG值，表面工艺沉金，金手指部分需镀硬金。

本实用新型实施例还提供了一款老炼通用信号驱动装置的试验方法，其对老炼试验进行应力条件施加的步骤如下，结合图4流程图进行说明：

第一步：依据老炼需求，在板载控制、显示及数据采集存储模块中查找是否有符合的驱动程序，若无，则编写新的驱动子程序，并存储进程序库中；

第二步：加载程序，使驱动信号发生模块工作，产生驱动信号；

第三步：通过电压转换模块设置三路电源的电压幅值、时序；

第四步：在板载控制、显示及数据采集存储模块上，设置各路电源的电压、电流报警阈值；

第五步：给待测电路施加电源、驱动信号，运行老炼试验；

第六步：通过板载控制、显示及数据采集存储模块实时显示试验状态，并将试验数据存储至上位机；

第七步：若试验过程产生异常报警，则系统暂停运行，待异常处理完成后，继续进行老炼试验；

第八步：试验结束。

本信号驱动装置使用操作方便，其功能可覆盖老炼试验的全过程，试验过程中的数据均完整记录。其预警功能可第一时间在异常发生时启动，避免产生重大损失。且随着老炼试验项目数量的积累，程序库会不断完善，从而增加其使用的通用性。

为了充分发挥本信号驱动装置的通用性、实用性要求，在信号输出端设计了三种常用连接方式，并将其金手指端每个通道功能进行定义，形成统一的使用标准，如图5所示。

其中图5中：13-为金手指通道，从左端开始，正面通道1-6为第一路电源输出；正面通道9-12为第二路电源输出；正面通道15-18为第三路电源输出；正面通道21-50为低频信号输出；正面通道51-78为高频信号及差分信号输出；正面其余通道均为地端。金手指反面通道规则与正面保持一致。14-为常规DB37接口，1通道为信号输出，采用间隔接地的方式依次排布；15-为高频120PIN接口，从左端开始，1列4个通道为信号输出，采用间隔接地的方式依次排布。

任意老炼试验电路，其试验板可任意选取其中一种接入方式，并且按照此通道定义标准进行设计，则可实现老炼通用信号驱动装置的复用。且标准的统一及实行，也可以促进老炼及其他相关试验在板级方面的融合，达到一板多用的效果；也可促进不同单位之间老炼产品在板级方面的兼容。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种老炼通用信号驱动装置，其特征在于，包括布设于信号驱动装置的底板上的板载控制、显示及数据采集存储模块、驱动信号发生模块、报警模块和电压转换模块；所述电压转换模块分别与所述板载控制、显示及数据采集存储模块、所述驱动信号发生模块和所述报警模块相连，所述板载控制、显示及数据采集存储模块与所述驱动信号发生模块相连。

2.如权利要求1所述的一种老炼通用信号驱动装置，其特征在于，所述板载控制、显示及数据采集存储模块与信号驱动装置的底板接插相连，该模块选用STM32F系列MCU，同时在该模块上搭载有4.3寸LCD屏幕、RJ45网口、USB口及SD存储卡槽，用于与上位机通信及试验数据存储。

3.如权利要求1所述的一种老炼通用信号驱动装置，其特征在于，所述驱动信号发生模块，该模块选用ARTIX-7系列FPGA，同时在该模块上搭载有单端差分转换电路和存储器芯片。

4.如权利要求1所述的一种老炼通用信号驱动装置，其特征在于，所述报警模块，该模块选用蜂鸣器及状态指示灯，且搭载于所述板载控制、显示及数据采集存储模块上。

5.如权利要求1所述的一种老炼通用信号驱动装置，其特征在于，所述电压转换模块由多种电压转换芯片构成，具体包括：

板载大电流输出单元，选用一个LTM4650A电压转换芯片，该单元最大单路输出电流为50A，电压可调节范围0.6V-5.5V，作为信号驱动装置的第一路电源输出；

两个LTM4644电压转换芯片，分别采用双路输出设计，最大单路输出最大电流为8A，电压可调范围0.6V-5.5V；其中两路电压输出作为信号驱动装置的第二、三路电源输出，另外两路电压输出作为信号驱动装置对外提供驱动信号的幅值基准电压；

五个TPS6213电压转换芯片，其中两个该芯片为所述板载控制、显示及数据采集存储模块提供高精度2.5V、3.3V及5V电压，另外三个该芯片为所述驱动信号发生模块提供高精度1V、1.8V、3.3V电压。

6.如权利要求5所述的一种老炼通用信号驱动装置，其特征在于，所述电压转换模块采用四个2*10双排针，且呈π型布局的防反接插连接方式。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种老炼通用信号驱动装置，其特征在于，所述信号驱动装置的信号输出端为金手指通道、DB37接口或高频120PIN接口三种连接方式，用于与试验板接入。