一种基于图形化控制的混合信号测试装置

摘要

本发明公开了一种基于图形化控制的混合信号测试装置，采用Tester‑On‑board的架构，在数字波形图形化发生测量板卡上扩展电源发生测量单元和模拟波形发生采集单元、模拟波形控制单元，所述逻辑控制单元用于对待检测SOC芯片的数字图形化发生测量，实现数字波形的发生与采集，用于对模拟波形控制单元控制实现待检测SOC芯片的模拟波形发生采集控制，用于对电源发生测量单元控制实现待检测SOC芯片的电源发生采集控制，实现待检测SOC芯片的数字图形化发生测量、模拟波形发生采集控制、电源发生采集控制的同时并行执。本发明不仅资源配合控制简单，而且效率高。

权利要求

1.一种基于图形化控制的混合信号测试装置，其特征在于：采用Tester‑On‑board的架构，在数字波形图形化发生测量板卡上扩展电源发生测量单元、模拟波形发生采集单元和模拟波形控制单元，所述数字波形图形化发生测量板卡包括板卡供电单元、数字控制采集单元、逻辑控制单元、逻辑波形数据存储单元、模拟波形数据存储单元，其中：所述板卡供电单元用于给逻辑控制单元、模拟波形控制单元、电源发生测量单元供电；

所述逻辑控制单元分别与电源发生测量单元、数字控制采集单元、逻辑波形数据存储单元连接，所述逻辑控制单元通过系统总线与模拟波形控制单元；所述模拟波形控制单元分别与模拟波形发生采集单元、模拟波形数据存储单元连接；

所述逻辑控制单元用于对待检测SOC芯片的数字图形化发生测量，实现数字波形的发生与采集，用于对模拟波形控制单元控制实现待检测SOC芯片的模拟波形发生采集控制，用于对电源发生测量单元控制实现待检测SOC芯片的电源发生采集控制，实现待检测SOC芯片的数字图形化发生测量、模拟波形发生采集控制、电源发生采集控制的同时并行执行。

2.根据权利要求1所述基于图形化控制的混合信号测试装置，其特征在于：包括系统总线，所述系统总线用于接收逻辑控制单元的主控指令与数据，并将主控指令与数据分发给模拟波形控制单元和电源发生测量单元。

3.根据权利要求2所述基于图形化控制的混合信号测试装置，其特征在于：所述逻辑控制单元与数字控制采集单元通过电子管脚单元连接，所述电子管脚单元为64通道电子管脚单元，实现逻辑波形电平转换与小信号电压电流输出测量。

4.根据权利要求3所述基于图形化控制的混合信号测试装置，其特征在于：所述逻辑控制单元与电源发生测量单元通过电压电流输出测量单元连接，所述电压电流输出测量单元为8通道电压电流输出测量单元，所述电压电流输出测量单元受逻辑控制单元控制实现可控电压电流输出测量。

5.根据权利要求4所述基于图形化控制的混合信号测试装置，其特征在于：所述电源发生测量单元有4路，且4路电源发生测量单元接受逻辑控制单元控制实现电源发生测量。

6.根据权利要求5所述基于图形化控制的混合信号测试装置，其特征在于：所述模拟波形发生采集单元有2路，且2路模拟波形发生采集单元接受逻辑控制单元控制实现模拟波形采集。

说明书

一种基于图形化控制的混合信号测试装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种于图形化控制的混合信号测试装置，属于ATE(Auto Test Equipment)、集成电路自动测试设备、半导体制造、仪器仪表、混合信号芯片测试等领域。

背景技术

[0002] 随着物联网与智能化的发展，越来越多的SOC芯片内部集成了MCU控制单元以及ADC/DAC模拟发生采集模块，同时消费内SOC芯片的价格也越来越低，芯片设计公司对成本
的要求也越来越严格。现有具备中高速率数模混合信号测试能力的平台基本被国外设备公
司垄断，设备价格昂贵。分析国外半导体设备公司的混合信号测试方案基本由三块功能板
卡完成：一种是数字波形图形化发生测量板卡，一种是模拟波形发生采集板，以及电源发生
测量板，如图1所示。

[0003] 由于测试所需资源分别在三种独立板卡上，使得系统资源要求高，机台体积庞大，测试设备成本高。在测试混合信号芯片时，需要对三块板卡编写控制函数，编写程序复杂，
静态参数与动态参数测试效率低，导致了混合信号测试所需的资源配合控制非常繁琐，而
且效率底下，同时也使得设备成本难以下降。

发明内容

[0004] 发明目的：针对原有混合信号测试面对的问题，本发明提供一种资源配合控制简单、效率高的基于图形化控制的混合信号测试装置。

[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

[0006] 一种基于图形化控制的混合信号测试装置，采用Tester‑On‑board的架构，在数字波形图形化发生测量板卡上扩展电源发生测量单元和模拟波形发生采集单元、模拟波形控
制单元，所述数字波形图形化发生测量板卡包括板卡供电单元、数字控制采集单元、逻辑控
制单元、逻辑波形数据存储单元、模拟波形数据存储单元，其中：

[0007] 所述逻辑控制单元分别与电源发生测量单元、数字控制采集单元、逻辑波形数据存储单元连接，所述逻辑控制单元通过系统总线与模拟波形控制单元。所述模拟波形控制
单元分别与模拟波形发生采集单元、模拟波形数据存储单元连接。

[0008] 所述逻辑控制单元用于对待检测SOC芯片的数字图形化发生测量，实现数字波形的发生与采集，用于对模拟波形控制单元控制实现待检测SOC芯片的模拟波形发生采集控
制，用于对电源发生测量单元控制实现待检测SOC芯片的电源发生采集控制，实现待检测
SOC芯片的数字图形化发生测量、模拟波形发生采集控制、电源发生采集控制的同时并行执
行。

[0009] 优选的：包括系统总线，所述系统总线用于接收逻辑控制单元的主控指令与数据，并将主控指令与数据分发给模拟波形控制单元和电源发生测量单元。

[0010] 优选的：包括板卡供电单元，所述板卡供电单元用于给逻辑控制单元、模拟波形控制单元、电源发生测量单元供电。

[0011] 优选的：所述逻辑控制单元与数字控制采集单元通过电子管脚单元连接，所述电子管脚单元为64通道电子管脚单元，实现逻辑波形电平转换与小信号电压电流输出测量。

[0012] 优选的：所述逻辑控制单元与电源发生测量单元通过电压电流输出测量单元连接，所述电压电流输出测量单元为8通道电压电流输出测量单元，所述电压电流输出测量单
元受逻辑控制单元控制实现可控电压电流输出测量。

[0013] 优选的：所述电源发生测量单元有4路，且4路电源发生测量单元接受逻辑控制单元控制实现电源发生测量。

[0014] 优选的：所述模拟波形发生采集单元有2路，且2路模拟波形发生采集单元接受逻辑控制单元控制实现模拟波形采集。

[0015] 本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

[0016] 1：设备成本降低，由于采用共享单元的设计，相比原有三块独立板卡都需要具备电源，总线控制器，向量控制单元，本发明只需要一套单元即可完成，整套成本降低1/3以
上。

[0017] 2：测试程序开发复杂度降低。原有测试方案在开展混合信号测试时，首先需要在测试向量执行前控制电源状态；向量执行中需要多次调用类似中断的模式，跳出向量执行
状态，另外执行动态参数测试以及波形发生测试等，测试开发流程复杂，并且容易出现异
常。本发明采用预设参数设置，向量执行过程中，同步发送电源控制、波形发生采集控制指
令，开发流程简单。

[0018] 3：测试效率提高。由于测试过程多次中断处理，跳出向量执行额外控制与测量，造成了非常多的时间浪费。本发明所有预设参数组只在首次进行下载，向量执行中并行控制
电源与模拟波形发生测量，极大的提高了测试效率。

附图说明

[0019] 图1为现有混合信号测试方案示意图。

[0020] 图2为本发明的结构示意图。

[0021] 图3为本发明实施示意图。

[0022] 图4为本发明实施流程图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种
等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

[0024] 一种基于图形化控制的混合信号测试装置，如图2所述，采用Tester‑On‑board的架构，在原有的数字波形图形化发生测量板卡上扩展8路电源发生测量单元和2路模拟波形
发生采集单元、模拟波形控制单元，所述数字波形图形化发生测量板卡包括系统总线、板卡
供电单元、数字控制采集单元、逻辑控制单元、逻辑波形数据存储单元、模拟波形数据存储
单元，其中：

[0025] 所述逻辑控制单元分别与电源发生测量单元、数字控制采集单元、逻辑波形数据存储单元连接，所述逻辑控制单元通过系统总线与模拟波形控制单元。所述模拟波形控制
单元分别与模拟波形发生采集单元、模拟波形数据存储单元连接。

[0026] 所述系统总线用于接收逻辑控制单元的主控指令与数据，并将主控指令与数据分发给模拟波形控制单元和电源发生测量单元，使得数字波形图形化单元可以在测试向量中
直接控制电源单元与模拟波形单元完成高速测试。

[0027] 所述板卡供电单元用于给电源发生测量单元、逻辑控制单元、模拟波形控制单元供电。

[0028] 所述逻辑控制单元用于对待检测SOC芯片的数字图形化发生测量，实现数字波形的发生与采集，用于对模拟波形控制单元控制实现待检测SOC芯片的模拟波形发生采集控
制，用于对电源发生测量单元控制实现待检测SOC芯片的电源发生采集控制，实现待检测
SOC芯片的数字图形化发生测量、模拟波形发生采集控制、电源发生采集控制的同时并行执
行。

[0029] 所述逻辑波形数据存储单元用于数字图形化发生向量的预存储，数字波形采集图形的存储。

[0030] 电子管脚单元为64通道电子管脚单元，用于实现逻辑波形电平转换与小信号电压电流输出测量。

[0031] 电压电流输出测量单元用于8通道可控电压电流输出测量。

[0032] 所述模拟波形控制单元用于任意波形的发生与测量控制。

[0033] 所述模拟波形数据存储单元用于模拟波形数据的预存储，以及模拟波形采集数据的存储。

[0034] 所述模拟波形发生采集子单元包括2路波形发生器，2路波形采集器，2路精确电压参考源，用于模拟波形发生采集。

[0035] 如图3所示，DPSUnit为被测芯片提供工作所用电源，PE Unit为被测芯片提供数字控制与采集信号，AWG/Digitizer Unit对被测试器件进行模拟信号采集。

[0036] 如图4所示，本装置在测试混合信号芯片之前，先预先下载多组测试所需设置数据放入存储器中(模拟波形数据存储单元Pattern Data，电源发生数据存储单元DPSData，逻
辑波形数据存储单元AWGData),测试主控使用主程序Process1 运行测试向量，测试向量中
集成对程序二Process2, 程序三Process3, 程序四Process4的高速指令集，通过程序二
Process2控制逻辑控制单元对待检测SOC芯片的数字图形化发生测量，实现数字波形的发
生与采集。通过程序三Process3控制模拟波形控制单元实现待检测SOC芯片的模拟波形发
生采集控制。通过程序四Process4控制电源发生测量单元实现待检测SOC芯片的电源发生
采集控制，进而实现待检测SOC芯片的数字图形化发生测量、模拟波形发生采集控制、电源
发生采集控制的同时并行执行的效果。

[0037] 本发明装置通过Tester On board的架构，在原有的数字波形图形化发生测量板卡中扩展了8路电源发生测量子单元，以及2路模拟波形发生采集子单元，并且通过板内局
部总线，使得数字波形图形化单元可以在测试向量中直接控制电源单元与模拟波形单元完
成高速测试。本发明采用Tester On Board架构解决了现有方案进行并行测试数受资源约
束的问题, 同时，利用共享控制单元的结构，解决了混合信号测试设备成本高的问题。以一
套高速指令，实现图形化向量控制模拟波形发生采集单元与电源发生测量单元的功能，解
决了混合信号测试程序编写复杂，测试效率低的问题。

[0038] 子单元的结构可以方便用户在设备扩展上有更多选择，同体积的设备空间可以具备更多测试资源。由于电源发生测量单元与模拟波形单元采用的是与数字波形图形单元共
享控制电路，使得设备成本大大降低。同时数字波形发生测量板内新增一组高速指令用来
控制电源发生测量单元与模拟波形发生采集单元，实现所有资源图形化控制的功能，大大
提高了混合信号芯片的测试效率。

[0039] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。