[實(shí)用新型]混合信號電路邊界掃描測試控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220413127.2
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN202929399U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃新;陳壽宏;雷加;李延平;何峰;尚玉玲;馬峻;談恩民;顏學(xué)龍
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 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(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及集成電路測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是混合信號電路邊界掃描測試控制器。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，芯片中集成晶體管的規(guī)模一直在按照摩爾定律呈指數(shù)形式增長，芯片內(nèi)部集成的功能越來越強(qiáng)大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，集成電路已進(jìn)入系統(tǒng)級芯片（SOC）時(shí)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(shè)計(jì)生產(chǎn)的費(fèi)用，芯片測試已成為制約芯片發(fā)展的瓶頸。

目前，在板級電路故障診斷時(shí)，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(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電信號，根據(jù)這些信息進(jìn)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(fā)展，接觸式診斷的測試已經(jīng)難以為繼。在此背景下，邊界掃描測試（BST：Boundary?Scan?Test）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

基于邊界掃描的標(biāo)準(zhǔn)化可測性設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)已形成較為成熟的體系，其影響已經(jīng)涵蓋了芯片、電路板、系統(tǒng)集成等不同層次的測試領(lǐng)域。IEEE?1149.1標(biāo)準(zhǔn)定義了一種標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描結(jié)構(gòu)及其測試接口，其主要思想是通過在芯片管腳和芯片內(nèi)部邏輯電路之間增加邊界掃描單元，實(shí)現(xiàn)對芯片管腳狀態(tài)的串行設(shè)定和讀取，主要解決電路板級數(shù)字電路的測試問題。IEEE?1149.4標(biāo)準(zhǔn)兼容IEEE?1149.1標(biāo)準(zhǔn)，此外還要通過在芯片內(nèi)部新增的模擬測試總線以及相關(guān)的控制模塊，實(shí)現(xiàn)對混合信號電路板中的模擬信號進(jìn)行監(jiān)測及模擬元件的參數(shù)測量。該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為混合信號電路可測性設(shè)計(jì)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(shù)字部分的測試?yán)щy，并已成為混合信號電路測試的“瓶頸”。據(jù)國外報(bào)道，在一個(gè)混合信號芯片內(nèi)，僅占硅片面積5%的模擬部分的測試成本卻占了整個(gè)芯片測試成本的95%。

目前對混合信號電路進(jìn)行邊界掃描測試采用現(xiàn)有的支持IEEE?1149.1標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)成模擬儀器平臺，配合測試控制模塊，現(xiàn)有的邊界掃描測試控制器產(chǎn)生符合IEEE?1149.1標(biāo)準(zhǔn)的測試信號，由電壓信號源/電流信號源產(chǎn)生頻率和幅度可調(diào)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(yīng)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(jī)的信息傳送，并對模擬儀器平臺進(jìn)行控制。這種測試方式，因?yàn)檫吔鐠呙铚y試控制器不能直接控制模擬儀器平臺，難于處理數(shù)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。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種混合信號電路邊界掃描測試控制器，本混合信號電路邊界掃描測試控制器可產(chǎn)生符合IEEE?1149.1標(biāo)準(zhǔn)的測試信號，同時(shí)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(shù)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，本實(shí)用新型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(tǒng)可實(shí)現(xiàn)支持IEEE?1149.1標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電路及支持IEEE?1149.4標(biāo)準(zhǔn)的混合信號電路的邊界掃描測試。

本實(shí)用新型的混合信號電路邊界掃描測試控制器包括主機(jī)模塊及經(jīng)讀寫數(shù)據(jù)總線與主機(jī)模塊連接的計(jì)數(shù)模塊、命令模塊，并配有處理器接口和測試總線接口，主機(jī)模塊還經(jīng)讀寫數(shù)據(jù)總線連接測試時(shí)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(chǎn)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(yīng)信號的電壓采集器，與之交換數(shù)據(jù)。

所述被測電路為支持IEEE?1149.1或IEEE?1149.4標(biāo)準(zhǔn)的電路。支持IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn)的被測電路，對其的測試為數(shù)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(biāo)準(zhǔn)的被測電路，對其的全面測試為數(shù)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(yīng)電壓采集接口。

所述主機(jī)模塊配有處理器接口，處理器接口包括16位雙向數(shù)據(jù)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(fù)位信號線（RESET）。處理器接口用于連接微處理器，主機(jī)模塊通過處理器接口接收微處理器發(fā)送的并行數(shù)據(jù)，并存儲到本混合信號電路邊界掃描測試控制器相應(yīng)的寄存器中，主機(jī)模塊通過處理器接口發(fā)送本混合信號電路邊界掃描測試控制器的狀態(tài)數(shù)據(jù)和測試結(jié)果給微處理器。