DE102014014309A1

DE102014014309A1 - Verfahren zum Testen eines Signalpfades

Info

Publication number: DE102014014309A1
Application number: DE102014014309.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas KAUTER; David Muthers; Joachim Ritter; Michael Wagner; Markus von Ehr
Original assignee: TDK Micronas GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2016-04-07
Anticipated expiration: 2034-10-02
Also published as: US20160097806A1; DE102014014309B4; CN105486993A; CN105486993B; US9739845B2

Abstract

Verfahren zum Testen eines Signalpfades eines ersten ICs, wobei das erste gehäuste IC eine auf einem Halbleiterkörper gemeinsam mit einem Magnetfeldsensor als monolithisch integrierte Schaltung ausbildet ist und einen Signalausgang und einen Versorgungsspannungsanschluss und ein Testbetriebszustand und ein Normalbetriebszustand aufweist, wobei in dem Normalbetriebszustand an dem Signalausgang ein Ausgangssignal angelegt wird und wobei das Ausgangssignal von dem an dem Magnetfeldsensor abgegriffenen Signal abhängt, und ein zweites gehäustes IC vorgesehen ist, wobei das zweite IC eine Steuereinheit aufweist und mittels der Steuereinheit ein Umschalten von dem Normalbetriebszustand in den Testbetriebszustand durchgeführt wird, indem in einem ersten Schritt die Spannungsversorgung des ersten IC abgeschaltet wird, und in einem zweiten Schritt der Signalausgang mit einem Bezugspotential verbunden wird, und in einem dritten Schritt die Spannungsversorgung des ersten IC eingeschaltet wird, und in einem vierten Schritt der Signalausgang von dem Bezugspotential getrennt wird, und anschließend in dem Testbetriebszustand in dem ersten IC ein Selbsttest durchgeführt wird und an dem Signalausgang oder an dem Versorgungsspannungsanschluss ein Testmuster angelegt wird und von der Steuereinheit zur Prüfung des Signalpfads das Testmuster ausgewertet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen eines Signalpfades.
Aus der DE 195 39 458 C2 und der DE 10 2005 028 461 A1 und der DE 10 2004 021 863 A1 sind Verfahren zum Testen monolithisch integrierter Magnetfeldsensoren bekannt.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, die den Stand der Technik weiterbildet.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Testen eines Signalpfades mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß dem Gegenstand der Erfindung wird ein Verfahren zum Testen eines Signalpfades eines ersten ICs bereitgestellt, wobei das erste gehäuste IC eine auf einem Halbleiterkörper gemeinsam mit einem Magnetfeldsensor monolithisch integrierte Schaltung ausgebildet ist und einen Signalausgang und einen Versorgungsspannungsanschluss und ein Testbetriebszustand und ein Normalbetriebszustand aufweist, wobei in dem Normalbetriebszustand an dem Signalausgang ein Ausgangssignal angelegt wird und wobei das Ausgangssignal von dem an dem Magnetfeldsensor abgegriffenen Signal abhängt, und ein zweites gehäustes IC vorgesehen ist, wobei das zweite IC eine Steuereinheit aufweist und mittels der Steuereinheit ein Umschalten von dem Normalbetriebszustand in den Testbetriebszustand durchgeführt wird, indem in einem ersten Schritt die Spannungsversorgung des ersten IC abgeschaltet wird, und in einem zweiten Schritt der Signalausgang mit einem Bezugspotential verbunden wird, und in einem dritten Schritt die Spannungsversorgung des ersten IC eingeschaltet wird, und in einem vierten Schritt der Signalausgang von dem Bezugspotential getrennt wird, und anschließend in dem Testbetriebszustand in dem ersten IC ein Selbsttest durchgeführt wird und an dem Signalausgang oder an dem Versorgungsspannungsanschluss ein Testmuster angelegt wird und von der Steuereinheit zur Prüfung des Signalpfads das Testmuster ausgewertet wird.
Es versteht sich, dass der Versorgungsspannungsanschluss und der Signalausgang des ersten IC mit entsprechenden Eingängen und Ausgängen des zweiten ICs verschaltet sind. Des Weiteren sei angemerkt, dass bei der Überprüfung des Signalpfades ein einwirkendes Magnetfeld auf einen prinzipiellen Funktionstest nahezu keine Einflüsse hat. Hingegen ist der Einfluss eines einwirkenden Magnetfeldes bei der Bestimmung der Offsetspannung des Magnetfeldsensors gegeben. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Magnetfeldsensor als Hallsensor und besonders vorteilhaft als lateralen oder vertikalen Hallsensor auszubilden. Des Weiteren wird angemerkt, dass das Bezugspotential vorzugsweise als Massepotential oder als Versorgungsspannungspotential ausgebildet wird.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass mittels des Verfahrens sich der vollständige Signalpfad eines gehäusten ersten IC überprüfen lässt, wobei hierbei das erste IC mit einem zweiten IC verschaltet ist und sich gleichzeitig die Verschaltung zwischen den beiden ICs ebenfalls überprüfen lässt. Hierzu wird während der Zeit in der die Versorgungsspannung angeschaltet wird, mittels des Klemmens der Signalausgangsleitung ein Umschalten in den Testbetriebszustand bewirkt. Die aufwändige Herstellung eines extra Testanschlusses wird vermieden. Auch lässt sich der Testvorgang jederzeit wiederholen, d. h. ohne besondere Hilfsmittel wie spezielle Außenbeschaltungen, indem bei der Steuereinheit die Implementierung eines Programms ausreichend ist. Eine Änderung in der Verschaltung zwischen dem zweiten IC, auch als „Host” bezeichnet, und dem ersten IC, auch als „Slave” bezeichnet, erübrigt sich.
In einer Weiterbildung wird zwischen dem dritten Schritt und dem vierten Schritt von der Steuereinheit eine vorgegebene Zeit gewartet und/oder geprüft, ob die Versorgungsspannung des ersten ICs stabil ist. Hiermit wird eine besonders einfache und kostengünstige Lösung zu einem Test des Signalpfads zur Verfügung gestellt.
In einer Weiterbildung wird in dem Testbetriebszustand der Magnetfeldsensor mit einer Teststromquelle verschaltet und vorzugsweise ein und/oder mehrere unterschiedliche Höhen eines Teststroms in den Magnetfeldsensor eingespeist. Durch den Teststrom wird der Effekt eines externen Magnetfeldes nachgebildet. Hierdurch lässt sich das Verhalten des ersten IC auch ohne ein externes Magnetfeld testen.
In einer Ausführungsform wird das erste IC während des Testens des Signalpfades in einer Aufnahmevorrichtung einer Vorrichtung für den IC-Endtest angeordnet oder in einer Feld-Applikation mit dem zweiten IC verschaltet. Letztere Verwendung ermöglicht auch einen sogenannten Power-On Selbsttest in der jeweiligen Anwendung durchzuführen.
In einer anderen Ausführungsform wird zwischen dem ersten IC und dem zweiten IC genau eine zwei Draht Verschaltung oder genau eine drei Draht Verschaltung ausgebildet. Derartige Verschaltungen sind im Automobil-Bereich als CAN oder LIN Busausführungen bekannt. Hierbei wird ist die Steuereinheit in das Host-IC oder das Master-IC integriert.
In einer anderen Weiterbildung weist der Magnetfeldsensor mehrere Anschlüsse auf, wobei während des Testsbetriebszustands die Teststromquelle abwechselnd mit verschiedenen Anschlüssen des Magnetfeldsensors verschaltet wird. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich mittels des Umschaltens und einer Summenbildung der einzelnen an dem Magnetfeldsensor abgegriffenen Signale der Einfluss eines einwirkenden externen Magnetfeldes unterdrücken lässt. Auch ist vorteilhaft, die Teststromquelle an wenigstens einem Anschluss des Magnetfeldsensors abwechselnd als Stromsenke und als Stromquelle zu betreiben. Hierdurch lässt sich das Vorzeichen des magnetfeldabhängigen Anteils des Signals ändern, während das Vorzeichen der Offsetspannung gleich bleibt. In einer anderen Ausführungsform werden mittels der Steuereinheit während des Testbetriebzustandes die Offsetspannungswerte des Magnetfeldsensors vorzugsweise für unterschiedliche Höhen des Teststroms bestimmt.
In einer anderen Ausführungsform wird, ohne ein Triggersignal des zweiten IC, nach dem Durchlaufen des Selbsttests das erste IC von dem Testbetriebszustand in den Normalbetriebszustand geschaltet.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellten Ausführungsformen sind stark schematisiert, d. h. die Abstände und die lateralen und die vertikalen Erstreckungen sind nicht maßstäblich und weisen, sofern nicht anders angegeben, auch keine ableitbaren geometrischen Relationen zueinander auf. Darin zeigt:
1 eine Ansicht auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens,
2 ein Diagramm zur Darstellung der zeitlichen Spannungsverläufe der Schaltungsanordnung dargestellt in der 1.
Die Abbildung der 1 zeigt eine Ansicht auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit einem ersten gehäusten IC S1 und einem zweiten gehäusten IC S2. Das erste IC S1 weist eine auf einem Halbleiterkörper gemeinsam mit einem Magnetfeldsensor monolithisch integrierte Schaltung aus – beides nicht dargestellt. Ferner umfasst das erste IC S1 einen Signalausgang OUT und einen Versorgungsspannungsanschluss VA und einen Masseanschluss GND. Aufgabe des Signalausgang OUT ist es, ein Ausgangssignal, welches von dem an dem Magnetfeldsensor abgegriffenen Signal abhängt, auszugeben.
Das zweite IC S2 umfasst einen Anschluss VP zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung VS und eine bidirektionalen Signalanschluss I/O und einen Masseanschluss GND. Das zweite IC S2 umfasst eine nicht dargestellte Steuereinheit. Es versteht sich, dass die Steuereinheit vorzugsweise eine Prozessoreinheit umfasst. Der Versorgungsspannungsanschluss VA ist vorliegend mit dem Anschluss zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung VP verschaltet. Ferner ist der Signalausgang OUT mit dem Signalanschluss I/O verschaltet, wobei sich mittels des Signalanschluss I/O der Signalausgang OUT mit einem Bezugspotential verbinden lässt. Das Bezugspotential lässt sich vorzugsweise als Massepotential GND oder als Versorgungsspannung VS ausbilden – jeweils gestrichelt gezeichnet.
Die Abbildung der 2 zeigt ein Diagramm mit den zeitlichen Spannungsverläufen der Schaltungsanordnung dargestellt in der 1, um bei dem ersten IC S1 ein Umschalten von einem Normalbetriebszustand in einen Testbetriebszustand durchzuführen. Vorliegend sind die Spannungswerte Vx der Anschlüsse der beiden ICs S1, S2 über die Zeit t aufgetragen.
Um ein Umschalten durchzuführen, wird mittels der Steuereinheit in einem ersten Schritt die Spannungsversorgung an dem Versorgungsspannungsanschluss VA des ersten IC S1 abgeschaltet, und in einem zweiten Schritt der Signalausgang OUT mit einem Massepotential GND verbunden. In einem dritten Schritt wird zu einem Zeitpunkt TVO die Spannungsversorgung des ersten IC S1 eingeschaltet und die Spannung an dem Versorgungsspannungsanschluss VA erreicht den vorbestimmten Wert. In einem vierten Schritt zu einem Zeitpunkt TSA wird der Signalausgang OUT von dem Massepotential GND getrennt. Hierdurch wird eine Umschaltung in dem ersten IC S1 in den Testbetriebszustand erreicht. Es versteht sich, dass die Trennung des Signalausgangs OUT erst erfolgt, wenn die Spannung an dem Versorgungsspannungsanschluss VA einen stabilen Zustand erreicht hat.
Anschließend wird in dem ersten IC S1 bis zu dem Zeitpunkt TSE ein Selbsttest durchgeführt und an dem Signalausgang OUT ein Testmuster TS angelegt. Das Testmuster wird von der Steuereinheit zur Prüfung des Signalpfads ausgewertet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19539458 C2 [0002]
DE 102005028461 A1 [0002]
DE 102004021863 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Testen eines Signalpfades eines ersten ICs, wobei das erste gehäuste IC (S1) eine auf einem Halbleiterkörper gemeinsam mit einem Magnetfeldsensor monolithisch integrierte Schaltung ausbildet und einen Signalausgang und einen Versorgungsspannungsanschluss (VA) und ein Testbetriebszustand und ein Normalbetriebszustand aufweist, wobei in dem Normalbetriebszustand an dem Signalausgang (OUT) ein Ausgangssignal angelegt wird, wobei das Ausgangssignal von dem an dem Magnetfeldsensor abgegriffenen Signal abhängt, und ein zweites gehäustes IC (S2) vorgesehen ist, wobei das zweite IC (S2) als Steuereinheit ausgebildet ist und mittels der Steuereinheit ein Umschalten von dem Normalbetriebszustand in den Testbetriebszustand durchgeführt wird, indem – in einem ersten Schritt die Spannungsversorgung des ersten IC (S1) abgeschaltet wird, und – in einem zweiten Schritt der Signalausgang (OUT) mit einem Bezugspotential verbunden wird, und – in einem dritten Schritt die Spannungsversorgung des ersten IC (S1) eingeschaltet wird, und – in einem vierten Schritt der Signalausgang (OUT) von dem Bezugspotential getrennt wird, und anschließend in dem Testbetriebszustand in dem ersten IC (S1) ein Selbsttest durchgeführt wird und an dem Signalausgang (OUT) oder an dem Versorgungsspannungsanschluss (VA) ein Testmuster angelegt wird und von der Steuereinheit zur Prüfung des Signalpfads das Testmuster ausgewertet wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem dritten Schritt und dem vierten Schritt von der Steuereinheit eine vorgegebene Zeit gewartet und/oder geprüft wird, ob die Versorgungsspannung des ersten ICs (S1) stabil ist.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Testbetriebszustandes der Magnetfeldsensor mit einer Teststromquelle verschaltet wird und ein vorgegebener Teststrom in den Magnetfeldsensor eingeprägt wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste IC (S1) während des Testens des Signalpfades in einer Aufnahmevorrichtung eines Finaltesters angeordnet wird oder in einer Feld-Applikation mit dem zweiten IC (S2) verschaltet wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste IC (S1) und das zweite IC (S2) in genau einer zwei Draht Verschaltung oder in genau einer drei Draht Verschaltung ausgebildet wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor mehrere Anschlüsse aufweist und während des Testbetriebszustands die Teststromquelle abwechselnd mit verschiedenen Anschlüssen des Magnetfeldsensors verschaltet wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Umschaltens der Einfluss eines einwirkenden Magnetfeldes unterdrückt wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ohne ein Triggersignal des zweiten IC nach dem Durchlaufen des Selbsttests das erste IC (S1) in den Normalbetriebszustand geschaltet wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teststromquelle an wenigstens einem Anschluss des Magnetfeldsensors abwechselnd als Stromsenke und als Stromquelle betrieben wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinheit während des Testbetriebzustandes die Offsetspannungswerte bestimmt werden.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bezugspotential als Massepotential (GND) oder als Versorgungsspannungspotential ausgebildet wird.
Verfahren zum Testen eines Signalpfades nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor als Hallplatte ausgebildet ist.