[發(fā)明專利]芯片上電可靠性自動(dòng)檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510587213.3
• 申請(qǐng)日: 2015-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN105093094A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳躍躍;扈嘯;郝成龍;粟毅;張世亮;吳家鑄;龔國輝;孫海燕;劉仲;陽柳;王霽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/28
• 分類號(hào): G01R31/28
• 代理公司: 國防科技大學(xué)專利服務(wù)中心 43202
• 代理人: 郭敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及芯片自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特指一種芯片上電可靠性檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

芯片由外部I/O電路(以下簡(jiǎn)稱I/O電路)和內(nèi)核電路組成，內(nèi)核電路是芯片內(nèi)部的核心運(yùn)算部分，它由運(yùn)算單元、寄存器文件、高速緩存和常規(guī)存儲(chǔ)單元組成，對(duì)從外界獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速的運(yùn)算處理，并通過I/O電路輸出到芯片外部。I/O電路是芯片內(nèi)核與外部引腳連接的橋梁，它主要分布于芯片的外圍，具有邏輯輸入輸出、電平轉(zhuǎn)換、保護(hù)芯片等功能，典型的有ESD(Electro-StaticDischarge，靜電釋放)保護(hù)電路、上電順序控制保護(hù)電路等。芯片的I/O電路和內(nèi)核電路采用兩路單獨(dú)供電，這是由于內(nèi)核電路和I/O電路使用不同的供電電壓，并且上電順序有先后之分。I/O電路的工作電壓要保證其具有較強(qiáng)的外部驅(qū)動(dòng)能力，在板級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到與其它芯片的電壓匹配，故具有較高的工作電壓。在芯片高速運(yùn)算過程中，為保證電平翻轉(zhuǎn)速度和出于對(duì)高集成度電路功耗散熱的考慮，內(nèi)核電路供電電壓要低于I/O電路電壓，且隨著集成電路技術(shù)不斷發(fā)展，芯片的工作頻率和集成度不斷提高，內(nèi)核電路電壓也在不斷降低。

芯片上電順序有先后之分，主要目的是為了保護(hù)芯片。在上電過程中，如果內(nèi)核電路先獲得供電，I/O電路沒有得到供電，這時(shí)并不會(huì)對(duì)芯片產(chǎn)生損壞，只是沒有輸入輸出而已。但是如果I/O電路先得到供電，內(nèi)核電路后得到供電，則有可能會(huì)導(dǎo)致芯片和外圍引腳同時(shí)作為輸出端，此時(shí)，如果雙方輸出的值是相反的，那么芯片輸出端和外圍引腳輸出端就會(huì)因?yàn)榉聪蝌?qū)動(dòng)可能出現(xiàn)大電流，從而減少器件的壽命，甚至損壞器件。

在芯片使用過程中，板級(jí)開發(fā)時(shí)一般可以控制先內(nèi)核電路再I/O電路的上電順序，但為避免出現(xiàn)意外干擾，目前業(yè)界對(duì)芯片上電順序保護(hù)主要采取在芯片的I/O電路中設(shè)置上電順序控制保護(hù)電路。上電順序控制保護(hù)電路是I/O電路的一個(gè)模塊，是芯片本身的一部分，一般由若干晶體管搭接的反相器、電壓選擇器、交叉耦合電路等部分組成，其所具有的邏輯功能可以在外部上電順序發(fā)生反向時(shí)，形成控制信號(hào)，該控制信號(hào)會(huì)控制下一級(jí)開關(guān)電路截?cái)鄬?duì)I/O電路的供電，在內(nèi)核電路上電成功后，該控制信號(hào)會(huì)被修改，開啟對(duì)I/O電路的供電通路，從而保證了芯片內(nèi)部正確的上電順序。

目前尚無芯片上電可靠性自動(dòng)檢測(cè)裝置，一般通過人工手動(dòng)操作開關(guān)控制I/O電路和內(nèi)核電路的上電和斷電，但手動(dòng)操作易造成失誤，引入額外的干擾；每次手動(dòng)操作開關(guān)控制I/O電路和內(nèi)核電路的上電和斷電，只能測(cè)試一次芯片上電運(yùn)行結(jié)果，而且結(jié)果判定也是采用示波器和邏輯分析儀等測(cè)量方式，在大強(qiáng)度的手動(dòng)操作中會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)確，不適合做長(zhǎng)時(shí)間、大強(qiáng)度上電檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的手動(dòng)操作易造成失誤、測(cè)量不準(zhǔn)確、不適合做長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度重復(fù)上電檢測(cè)等技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種操作簡(jiǎn)便、可靠性和穩(wěn)定性高的芯片上電可靠性自動(dòng)檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種芯片上電可靠性自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括用于運(yùn)行顯控軟件的PC機(jī)和用于芯片測(cè)試的測(cè)試板。所述PC機(jī)與測(cè)試板通過串口電纜相連并進(jìn)行通信。

在PC機(jī)中安裝有顯控軟件，顯控軟件接收測(cè)試人員輸入的測(cè)試信息，測(cè)試信息包括芯片類型、測(cè)試強(qiáng)度(即反復(fù)上電的次數(shù))、上電順序(包括先內(nèi)核供電后I/O供電和先I/O供電后內(nèi)核供電兩種)、上電電壓值以及上電時(shí)間間隔(即內(nèi)核和I/O上電所間隔的時(shí)間差)。為避免間隔過長(zhǎng)對(duì)芯片造成損壞,該時(shí)間差應(yīng)設(shè)置在0～1s之間)，顯控軟件將這些測(cè)試信息組裝成數(shù)據(jù)幀通過串口電纜發(fā)送給測(cè)試板。測(cè)試板從PC機(jī)接收數(shù)據(jù)幀，按照數(shù)據(jù)幀執(zhí)行相應(yīng)的功能，采集上電后測(cè)試板實(shí)測(cè)的兩路供電值(內(nèi)核電路工作電壓值和I/O電路工作電壓值)，以及上電是否成功(上電是否成功是指待測(cè)芯片上電后是否正常工作)的結(jié)果信息，并將實(shí)測(cè)的兩路供電值和上電是否成功的結(jié)果信息回傳給PC機(jī)，PC機(jī)上的顯控軟件輸出芯片上電測(cè)試結(jié)果：1、每一輪測(cè)試上電成功的次數(shù)，這是最重要的結(jié)果；2、每次上電后測(cè)試板實(shí)測(cè)的兩路供電值，這是用于增強(qiáng)該裝置可靠性的輔助措施。

PC機(jī)中顯控軟件流程為：

1.從鍵盤獲取用戶輸入的測(cè)試信息(芯片類型、測(cè)試強(qiáng)度、上電順序、上電電壓、時(shí)間間隔)；