[发明专利]一种高效通用芯片测试系统

权利要求书

1. 一种高效通用芯片测试系统，其特征在于，待测元器件由 2 部分组成：主要文件部分和次要文件部分；主要文件部分是指在测试过程中最为关注的部分，也是每次测试时变化最敏感的部分；次要文件部分是指在测试过程中起辅助作用的部分，通常是指不同测试之间的共享数据信号；此外，还包软件运行部分，软件运行部分主要包括测试图形生成程序模块、测试结果分析程序模块；其中：

（1）主要文件部分

与主要测试部分相关的文件种类包括：测试流文件TFO、测试项目文件ITM、端口方向文件PIO、激励波形文件VCD以及用户约束文件UCF；

其中，不同类型的文件共同定义了完整的测试需求：测试项目文件定义了要求的测试项目，包括：电源电压、电源电流、直流参数、激励与响应；端口方向文件定义了待测元器件所有主要信号引脚的名称、输入输出方向；激励波形文件通常由仿真软件直接导出，其中定义了所有主要信号引脚上的数字波形，不仅含有输入引脚上的激励，还有输出引脚上的预期响应；用户约束文件定义了信号名称与器件引脚之间的对应关系和测试信号的电平标准参数；

另外，测试流文件是所有主要文件部分的索引，并通过多个标签提供批量测试的功能；

（2）次要文件部分

次要文件部分根据所描述的内容不同，又分为辅助流文件、装载板文件和测试机配置文件；辅助流文件包括：辅助流索引文件ATF、次要信号端口方向文件SPIO、命令信号文件SBC、配置位流文件BIT以及次要用户约束文件SUCF；次要信号端口方向文件的后缀定义了所有次要信号引脚的名称、输入输出方向；

次要用户约束文件定义了所有次要信号的名称与待测元器件引脚之间的对应关系；命令信号文件定义了次要信号的生成顺序、由命令生成的信号波形，次要信号通常是多次测试都需要共享的数据信号；

装载板文件LBF描述了装载板型号、待测元器件的名称与引脚、面板通道编号信息；其主要作用是提供待测元器件引脚与面板通道之间的对应关系，辅助作用包括校验待测元器件型号的一致性；这里，装载板是指待测元器件与测试机之间的接口；装载板的一端承载了一颗或者多颗待测元器件，也就是连接了待测元器件的引脚，另一端则是面板通道；

测试机配置文件TCF描述了测试机的结构信息，这里，测试机是实现测试功能的核心装置，其主要由机架与板卡两部分组成；测试机配置文件TCF 既描述机架，也描述板卡；机架是连接装载板与板卡的桥梁，机架一端连接的是面板通道，另一端则连接板卡通道；板卡插在机架的卡槽内，二进制的测试图形位于板卡上的存储卡内；TCF文件中的板卡部分定义了数据位长，描述了测试图形按字节的排列顺序与板卡通道之间的对应关系信息；测试后的数据结果保存在存储卡内；

（3）软件运行部分

软件运行部分由3部分构成：测试图形生成、测试过程执行及测试结果分析程序；测试图形生成是指将 TFO、ATF、LBF 以及 TCF 四类文件转换成二进制测试图形文件 PTN；测试过程执行，由BR0101 板卡依据 PTN 文件，执行电源电压测量、电源电流测量、直流参数测量以及激励与响应测试任务，并将测试的数据结果TRF文件保存到存储卡内；测试结果分析是对二进制文件 TRF进行转换，从 TFO、ATF、LBF 及 TCF 四类文件中获取信息，生成测试人员可以阅读的各种报告文件；其中：

测试图形生成程序，旨在通过用户接口调用各个功能函数，对测试文件进行检查，并根据预先设计的命令规范和数据格式，将准备完毕的测试文件编译为系统可识别的二进制测试图形；测试图形生成程序包括：各个文件的解析工具，生成特定功能段工具，以及用户功能函数；用户既可以调用各个工具查看文件解析结果并进行调试，也可以将程序视作黑盒，仅使用用户功能函数进行测试图形的编译；

测试结果分析程序，当系统返回测试完毕后记录的原始测试响应文件后，该程序模块根据解析测试模型所得到的配置信息，将二进制测试结果转换为VCD文件和波形文件；

其中：

（1）测试流文件TFO

测试流文件TFO是由测试人员准备的批量测试需求文件，其后缀是 TFO；TFO 文件引用多组 ITM、BIT、PIO、VCD、UCF 文件，每一组文件描述了单一测试用例的具体测试需求；通过TFO 文件的批量引用，实现批量测试；

TFO 文件格式为 XML，其中包含装载板、元器件、测试用例列表信息；

（2）测试项目文件ITM

测试项目文件ITM 用于描述单个测试配置的测试条件、测试任务；测试条件包括待测元器件的电源电压、测试信号的时钟周期,测试任务包括测量电源电流、直流参数、数字信号激励与响应、模拟信号激励与响应；

（3）端口方向文件PIO

端口方向文件PIO用于描述信号的传输方向；

（4）激励波形文件VCD

激励波形文件VCD由仿真软件直接导出，其语法格式遵循标准;受硬件系统限制，信号变化的最小时间间隔是有限步进的;

（5）用户约束文件UCF

用户约束文件UCF目前用于描述测试信号特征，首先是信号对应的引脚，其次是信号的电平标准;

（6）辅助流索引文件ATF

辅助流文件ATF用于处理待测元器件的次要信号，其后缀是 ATF;文件组织格式类似于TFO文件，列出了次要文件部分的索引方式;

（7）命令信号文件SBC

命令信号文件SBC的作用是通过命令产生信号，文件的后缀名是 SBC；在测试需要进行前期配置的芯片时，由SBC文件给出配置信号的工作方式；SBC 文件描述信号的基本原则与VCD 文件一致：如果没有明确给出信号取值，那么信号取值保持不变；SBC文件支持以下 3条命令： SIG、BTC 及 NOP；命令 SIG 用于产生信号，命令BTC 用于启动位流文件转换，命令 NOP 用于产生延时；SBC 文件采用 XML 语法；

（8）次要信号端口方向文件SPIO

次要信号端口方向文件SPIO用于描述次要信号的输入输出方向；SPIO 文件的语法格式与 PIO 是相同的；

（9）配置位流文件BIT

配置位流文件BIT是由 FPGA 软件编译工具生成的，其语法格式明确；

（10）次要用户约束文件SUCF

次要用户约束文件SUCF用于描述次要信号与引脚之间的对应关系，及其相应的电平标准，文件的后缀是 SUCF；SUCF文件的语句语法与 UCF 的相同；

（11）装载板文件LBF

装载板文件LBF用于描述待测元器件引脚与面板通道之间的连接关系，其后缀是 LBF，遵循 XML 语法规则；

（12）测试机配置文件TCF

测试机配置文件TCF用于描述面板通道编号与测试图形数据之间的对应关系，此文件的后缀是 TCF；TCF 文件遵循 XML 语法规则。