[發明專利]混合信號電路邊界掃描測試控制器

無效

• 申請號: 201210297138.3
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN102809934A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 黃新;陳壽宏;雷加;李延平;何峰;尚玉玲;馬峻;談恩民;顏學龍
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01R31/3167
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本發明涉及集成電路測試技術領域，尤其是混合信號電路邊界掃描測試控制器。

背景技術

隨著半導體工藝的進步和集成電路設計技術的提高，芯片中集成晶體管的規模一直在按照摩爾定律呈指數形式增長，芯片內部集成的功能越來越強大，內部結構日趨復雜，集成電路已進入系統級芯片（SOC）時代。芯片的高集成度和印刷板的高密度組裝使得集成電路芯片外部可接觸的引腳越來越少，測試的難度也越來越大，芯片的測試成本甚至高于芯片本身的設計生產的費用，芯片測試已成為制約芯片發展的瓶頸。

目前，在板級電路故障診斷時，施加或獲取信號的主要方法是接觸式診斷，即使用針床或人工使用探針，探測電路內部節點的電信號，根據這些信息進行故障定位。隨著電路板逐漸向小型化、密集化、多層化的方向發展，接觸式診斷的測試已經難以為繼。在此背景下，邊界掃描測試（BST：Boundary?Scan?Test）技術應運而生。

基于邊界掃描的標準化可測性設計技術現已形成較為成熟的體系，其影響已經涵蓋了芯片、電路板、系統集成等不同層次的測試領域。IEEE?1149.1標準定義了一種標準的邊界掃描結構及其測試接口，其主要思想是通過在芯片管腳和芯片內部邏輯電路之間增加邊界掃描單元，實現對芯片管腳狀態的串行設定和讀取，主要解決電路板級數字電路的測試問題。IEEE?1149.4標準兼容IEEE?1149.1標準，此外還要通過在芯片內部新增的模擬測試總線以及相關的控制模塊，實現對混合信號電路板中的模擬信號進行監測及模擬元件的參數測量。該技術標準為混合信號電路可測性設計提供了一種解決方案。然而，在混合信號集成電路中，對模擬部分的測試普遍比對數字部分的測試困難，并已成為混合信號電路測試的“瓶頸”。據國外報道，在一個混合信號芯片內，僅占硅片面積5%的模擬部分的測試成本卻占了整個芯片測試成本的95%。

目前對混合信號電路進行邊界掃描測試采用現有的支持IEEE?1149.1標準的邊界掃描測試控制器，以通用的電壓信號源/電流信號源及電壓采集器構成模擬儀器平臺，配合測試控制模塊，現有的邊界掃描測試控制器產生符合IEEE?1149.1標準的測試信號，由電壓信號源/電流信號源產生頻率和幅度可調整的電壓或電流用于提供混合信號電路的激勵信號，電壓采集器用于采集混合信號電路響應的信號幅度，測試控制模塊完成邊界掃描測試控制器與微機的信息傳送，并對模擬儀器平臺進行控制。這種測試方式，因為邊界掃描測試控制器不能直接控制模擬儀器平臺，難于處理數字矢量施加、模擬激勵施加，以及被測電路電壓信號采集之間的同步問題。

發明內容

本發明的目的是設計一種混合信號電路邊界掃描測試控制器，本測試控制器可產生符合IEEE?1149.1標準的測試信號，同時配有混合信號控制接口，控制模擬儀器平臺的程控信號源和電壓采集器，以解決數字矢量施加、模擬測試激勵施加及電壓采集三者之間的同步，本發明的混合信號邊界掃描測試控制器組建的混合信號電路邊界掃描測試系統可實現支持IEEE?1149.1標準的數字電路及支持IEEE?1149.4標準的混合信號電路的邊界掃描測試。

本發明的混合信號電路邊界掃描測試控制器包括主機模塊及經讀寫數據總線與主機模塊連接的計數模塊、命令模塊，并配有處理器接口和測試總線接口，主機模塊還經讀寫數據總線連接測試時鐘分頻器（TCK分頻器）、通用寄存器組、模擬寄存器組、串行掃描模塊和模擬儀器平臺控制模塊。所述模擬儀器平臺控制模塊，配有混合信號控制接口，該接口連接產生電壓或電流激勵信號的程控信號源和采集被測電路電壓響應信號的電壓采集器，與之交換數據。

所述被測電路為支持IEEE?1149.1或IEEE?1149.4標準的電路。支持IEEE1149.1標準的被測電路，對其的測試為數字電路邊界掃描測試，此類被測電路配有測試總線接口；支持IEEE?1149.4標準的被測電路，對其的全面測試為數字電路邊界掃描測試和模擬電路邊界掃描測試，此類被測電路配有測試總線接口，還配有激勵接口和響應電壓采集接口。

所述主機模塊配有處理器接口，處理器接口包括16位雙向數據總線（DATA(15:0)）、5位地址線（ADDR(4:0)）、讀信號線寫信號線芯片選擇線中斷請求線和復位信號線（RESET）。處理器接口用于連接微處理器，主機模塊通過處理器接口接收微處理器發送的并行數據，并存儲到本混合信號電路邊界掃描測試控制器相應的寄存器中，主機模塊通過處理器接口發送本混合信號電路邊界掃描測試控制器的狀態數據和測試結果給微處理器。

所述測試時鐘分頻器，用于產生頻率可調節的TCK時鐘信號。