專利名稱：：可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，尤其涉及可編程霍爾器件自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，適用于集成電路生產(chǎn)廠家，將它安裝在集成電路生產(chǎn)流水線上可對器件進(jìn)行自動(dòng)測試并分類包裝。
背景技術(shù)：
：每片集成電路在出廠前需要對指定的參數(shù)進(jìn)行檢測以淘汰殘次品，同時(shí)對合格產(chǎn)品按照其性能指標(biāo)進(jìn)行分類。現(xiàn)有的集成電路測試儀通常只能按照固化好的程序測試若干個(gè)固定的參數(shù)，所以隨著新型集成電路的不斷推出，生產(chǎn)廠家需要不斷購入新的集成電路測試儀以滿足新的測試需求。同時(shí)這類儀器每一次測試往往只能完成對一個(gè)或幾個(gè)器件的測試，測完后需要操作員依據(jù)測試結(jié)果手動(dòng)對器件進(jìn)行歸類并放置，這樣使得測試效率十分低下，同時(shí)人為引入的誤差也就在所難免。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，使得其通過支持用戶自定義測試流程，能夠不斷適應(yīng)新器件所提出的測試需求；通過支持用戶自定義分類規(guī)則，能夠依據(jù)測試得到的結(jié)果自動(dòng)對器件進(jìn)行分類。本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)由上下位機(jī)組成，其中上位機(jī)用于執(zhí)行測試的啟停、為用戶提供編輯測試模板的操作界面、監(jiān)控系統(tǒng)工作狀況以及顯示、分析、保存器件測試返回參數(shù)；下位機(jī)包括測試儀，測試儀上搭載若干塊通道板，每塊通道板的輸出引腳通過機(jī)械臂連接到待測集成電路的一個(gè)引腳上，該機(jī)械臂用于抓取和固定待測集成電路并按照歸類結(jié)果將器件投入指定的盒子中；上位機(jī)通過通信端口將按照協(xié)議編輯好的測試模板下載到測試儀，該測試儀在收到測試模板后依據(jù)協(xié)議解析出原子操作序列和歸類條件序列以指導(dǎo)測試；所述原子操作為測試過程中使用到的最小操作集合，每種原子操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有完全相同的三個(gè)域，分別是原子操作類型碼域、通道板索引域和歸類條件個(gè)數(shù)域，其中原子操作類型碼域用來標(biāo)識自身的操作類型，通道板索引域用來標(biāo)識需要哪塊通道板來執(zhí)行該原子操作，歸類條件個(gè)數(shù)域用來標(biāo)識該原子操作所攜帶的歸類條件的個(gè)數(shù)；每個(gè)歸類條件包括下限值數(shù)據(jù)域、上限值數(shù)據(jù)域和盒子掩碼數(shù)據(jù)域，其中盒子掩碼用于指定一個(gè)盒子掩碼值，當(dāng)經(jīng)過測量得到的參數(shù)在下限值數(shù)據(jù)域和上限值數(shù)據(jù)域之間時(shí)，則認(rèn)為該原子操作滿足該歸類條件，將該盒子掩碼值賦予該原子操作；當(dāng)針對一個(gè)集成電路執(zhí)行多個(gè)原子操作時(shí)，將得到多個(gè)參數(shù)，根據(jù)每一個(gè)參數(shù)在相應(yīng)的歸類條件中的匹配情況，每個(gè)原子操作均能得到一個(gè)盒子掩碼值，將這些盒子掩碼值全部按位求與，進(jìn)而得到滿足所有歸類條件的盒子編號，并將該待測集成電路放入對應(yīng)的盒子中。其中，原子操作包括(1)恒壓輸出操作、(2)恒流輸出操作、(3)恒定磁場輸出操作、(4)延時(shí)操作、(5)電流測量操作、(6)電壓測量操作、(7)周期測量操作、(8)開啟磁場測量操作和(9)關(guān)閉磁場測量操作。進(jìn)一步地，編號為(5)(9)這5種原子操作能夠產(chǎn)生參數(shù)，用戶能夠?yàn)檫@類原子操作分別配置若干個(gè)歸類條件，其中每個(gè)原子操作攜帶的歸類條件個(gè)數(shù)由對應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的歸類條件個(gè)數(shù)域決定。其中，由亥姆霍茲線圈為測試提供穩(wěn)定的磁場，該磁場通過磁場校正表進(jìn)行校正。另外，通道板包括放大電路、反饋模式選擇開關(guān)和測量電路。進(jìn)一步地，選擇開關(guān)采用三極管的截止和飽和狀態(tài)完成電子開關(guān)的功能。優(yōu)選地，所述集成電路是霍爾器件。采用上述結(jié)構(gòu)的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)能夠通過靈活編程而適用于各種集成電路的測試和分類，在降低測試成本的同時(shí)極大地提高了測試效率。圖1為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖2為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的測試模板的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的測試流程圖；圖4為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的通道板的設(shè)計(jì)原理框圖；圖5為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的通道板的電路原理圖；圖6為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的亥姆霍茲線圈驅(qū)動(dòng)電路原理框圖；圖7為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的亥姆霍茲線圈驅(qū)動(dòng)電路原理圖；圖8為本發(fā)明的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的電子開關(guān)原理圖。具體實(shí)施例方式為便于說明，將針對霍爾器件這種集成電路對本發(fā)明的可編程霍爾器件自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)作具體說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不限于霍爾器件這種集成電路，而是可以適用于其他的集成電路。可編程霍爾器件自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)的組成如圖1所示，上位機(jī)401包括一臺PC機(jī)，其主要功能是負(fù)責(zé)測試的啟停、給用戶提供操作界面用于測試模板的編輯、系統(tǒng)工作狀況的監(jiān)控以及器件測試返回參數(shù)的顯示分析及保存。下位機(jī)402則是自行設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)，包括測試儀，它與上位機(jī)的通信由串口403、404相連，數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議自行擬定。測試儀上搭載三塊通道板407、408、409，它們的輸出引腳通過機(jī)械臂連接到待測霍爾器件的引腳上，機(jī)械臂負(fù)責(zé)抓取和固定待測霍爾器件并按照歸類結(jié)果將器件投入指定的盒子中。給測試提供穩(wěn)定磁場的設(shè)備是一個(gè)亥姆霍茲線圈406，在下位機(jī)的電路中有一部分是專門為亥姆霍茲線圈供電而設(shè)計(jì)的，我們稱之為亥姆霍茲線圈驅(qū)動(dòng)電路405，它實(shí)際是一個(gè)可控恒流源，輸出電流的大小由一塊數(shù)模轉(zhuǎn)換器控制。定義一類操作，它們是霍爾器件測試過程中使用到的最小操作集合，例如恒流輸出、恒壓輸出、延時(shí)等等，任何一個(gè)霍爾器件參數(shù)的測量均可以由這個(gè)最小操作集合中的若干個(gè)操作按一定順序組合完成，稱這類操作為原子操作。為每一個(gè)原子操作定義一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來描述這個(gè)操作及其參數(shù)，從而可以方便的表示每個(gè)原子操作，每個(gè)原子操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)長度是固定的。這類操作的實(shí)現(xiàn)是由一套硬件電路完成的，這套電路我們稱其為通道板。共定義9種原子操作，分別為1)恒壓輸出操作2)恒流輸出操作3)恒定磁場輸出操作4)延時(shí)操作5)電流測量操作6)電壓測量操作7)周期測量操作8)開啟磁場測量操作9)關(guān)閉磁場測量操作這9種原子操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有完全相同的三個(gè)域，它們分別是原子操作類型碼域、通道板索引域、歸類條件個(gè)數(shù)域，其中原子操作類型碼域用來標(biāo)識自身的操作類型，這樣設(shè)計(jì)的目的是當(dāng)?shù)玫揭粋€(gè)未知的原子操作結(jié)構(gòu)體的指針時(shí)，只需要解析這個(gè)指針指向的字節(jié)就可以知道這個(gè)原子操作的類型。通道板索引域用來標(biāo)識需要哪塊通道板來執(zhí)行該原子操作，測試儀在解析完這個(gè)域后將會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的通道板電路來執(zhí)行這個(gè)原子操作。歸類條件個(gè)數(shù)域用來標(biāo)識該原子操作所攜帶的歸類條件的個(gè)數(shù)，這樣的設(shè)計(jì)使得測試儀得以解析出各個(gè)歸類條件的歸屬。對器件進(jìn)行歸類的判據(jù)就是針對器件的各項(xiàng)參數(shù)制訂歸類等級，當(dāng)經(jīng)過測量得到一個(gè)參數(shù)時(shí)，在歸類等級中找到一個(gè)滿足條件的等級從而完成歸類。每個(gè)歸類等級可以看作是一個(gè)歸類條件，其中包括下限值數(shù)據(jù)域、上限值數(shù)據(jù)域和盒子掩碼數(shù)據(jù)域。將上限值數(shù)據(jù)域和下限值數(shù)據(jù)域的寬度均設(shè)計(jì)為4個(gè)字節(jié)，其中存放單精度浮點(diǎn)數(shù)；將盒子掩碼數(shù)據(jù)域?qū)挾仍O(shè)計(jì)為4個(gè)字節(jié)，其中存放無符號雙字。其結(jié)構(gòu)如表l所示。其中下限值和上限值用于指定兩個(gè)邊界值，當(dāng)經(jīng)過測量得到的參數(shù)在這個(gè)區(qū)間中時(shí)，則認(rèn)為這個(gè)被測器件滿足這個(gè)歸類條件。盒子掩碼用于指定一個(gè)32Bits數(shù)，當(dāng)滿足前面提到的邊界值時(shí)，器件將放入這個(gè)掩碼值指定的盒子中，例如當(dāng)盒子掩碼的右起第一位為1時(shí)，則說明可以放入1號盒子，為0則不能放入1號盒子，當(dāng)有多位為1時(shí)說明滿足條件的盒子不止一個(gè)。表1歸類條件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>編號為59這5種原子操作是會(huì)產(chǎn)生參數(shù)的，用戶可以為這類原子操作分別配置若干個(gè)歸類條件，其中每個(gè)原子操作攜帶的歸類條件個(gè)數(shù)是由對應(yīng)結(jié)構(gòu)體中的歸類條件個(gè)數(shù)這個(gè)數(shù)據(jù)域決定。當(dāng)針對一個(gè)器件執(zhí)行多個(gè)原子操作時(shí)將得到的多個(gè)參數(shù)，針對每一個(gè)參數(shù)在相應(yīng)的歸類條件中查找匹配上的，從而每個(gè)產(chǎn)生參數(shù)的原子操作均能得到一個(gè)盒子掩碼數(shù)據(jù)，將這些盒子掩碼數(shù)據(jù)域全部按位求與，方可得到滿足所有歸類條件的盒子編號，此時(shí)測試系統(tǒng)再驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂將器件投入對應(yīng)的盒子中即可。用戶根據(jù)需求為每個(gè)原子操作配置上合適的歸類條件后，測試系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)對器件的自動(dòng)歸類。若將若干種原子操作組合起來就能針對某類器件的特性測量需要的參數(shù)，同時(shí)為每個(gè)原子操作配上若干個(gè)歸類條件就能實(shí)現(xiàn)對器件的自動(dòng)歸類，故定義一種結(jié)構(gòu)，其中包含了一組原子操作序列和一組歸類條件序列，其中每個(gè)原子操作結(jié)構(gòu)體的數(shù)據(jù)是按字節(jié)挨個(gè)緊密排列的，每個(gè)歸類條件結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)也是按照字節(jié)按個(gè)緊密排列的，該結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系如圖2所示，我們稱這個(gè)結(jié)構(gòu)為測試模板。測試儀在批量測試一類霍爾器件時(shí)，需要由操作人員給測試儀設(shè)置一個(gè)事先編輯好的測試模板，則測試儀會(huì)按照該模板中描述的原子操作及其歸類條件依次測量每一個(gè)器件，用戶無需參與其中從而實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的測試和歸類。測試模板的數(shù)據(jù)組織是按照特定的協(xié)議進(jìn)行的，PC端在接收了用戶輸入信息后需要依據(jù)協(xié)議組織測試模板數(shù)據(jù)，測試儀在收到測試模板后也依據(jù)協(xié)議解析出相關(guān)數(shù)據(jù)指導(dǎo)測試，其協(xié)議的數(shù)據(jù)格式如表2所示。表2測試模板協(xié)議數(shù)據(jù)格式<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>測試儀在收到測試模板后，需要對其進(jìn)行解析，從而得到原子操作序列和歸類條件序列。從串口收到的測試模板數(shù)據(jù)會(huì)存放在測試儀的一段首地址已知的RAM空間中，根據(jù)協(xié)議可知，測試模板數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)是按字節(jié)順序排列的，歸類條件塊的首地址也是可以得到的，將這個(gè)地址存放在歸類條件塊指針中，同時(shí)依據(jù)協(xié)議數(shù)據(jù)中字段3的值歸類條件塊序列長度，將這個(gè)指針后移這個(gè)長度個(gè)字節(jié)方可得到原子操作快序列的起始地址，將這個(gè)地址存放在原子操作塊指針中。由于所有的原子操作塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的第一個(gè)字節(jié)總是標(biāo)志自身的原子操作類型，故此時(shí)原子操作塊指針指向的字節(jié)正是標(biāo)志著原子操作序列中第一個(gè)原子操作的類型碼，又由于每種原子操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)長度是個(gè)固定值，故依據(jù)當(dāng)前原子操作類型碼就可以知道這個(gè)原子操作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的長度，從而將原子操作塊指針順序移動(dòng)即可解析出原子操作序列中的第一個(gè)原子操作，并且由于原子操作序列中的原子操作是按字節(jié)緊密排放的，所以原子操作塊指針在解析出第一個(gè)原子操作后恰好指向了第二個(gè)原子操作。依據(jù)這樣的方法，可以順次解析出原子操作序列中所有的原子操作。整個(gè)解析過程安排在一個(gè)循環(huán)中進(jìn)行，循環(huán)的出口條件是當(dāng)原子操作塊指針移動(dòng)的總長度達(dá)到協(xié)議字段4指定的原子操作塊序列長度。歸類條件塊的解析也被安排在原子操作塊解析的循環(huán)中進(jìn)行。每當(dāng)解析出一個(gè)原子操作，按照其中自身攜帶歸類條件個(gè)數(shù)字段的值，可知這個(gè)原子操作共攜帶了幾個(gè)歸類條件，又由于每個(gè)歸類條件塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的長度是個(gè)固定值，故只需要順序移動(dòng)歸類條件塊指針就可以解析出一個(gè)原子操作所攜帶的所有歸類條件，當(dāng)原子操作塊解析循環(huán)退出時(shí)，恰好所有的歸類條件塊也均解析完畢。整個(gè)測試流程被安排在一個(gè)循環(huán)中，它的具體流程如圖所示。開始之前需要給測試儀指定測試模板和磁場矯正表，接著進(jìn)入一個(gè)測試循環(huán)來測試每一個(gè)被測器件霍爾器件。當(dāng)PC端發(fā)出開始測試命令后，測試將進(jìn)入這個(gè)測試循環(huán)中，知道PC端發(fā)出停止測試命令，測試儀才退出這個(gè)測試流程。整個(gè)測試流程從步驟101開始，首先在步驟102所示的過程中解析PC機(jī)選定的測試模板，該操作將得到一組原子操作序列，其中每個(gè)原子操作會(huì)攜帶上相應(yīng)的歸類條件若干，它們會(huì)被保存在一張鏈表中供后面的測試流程使用。抓取器件并固定是由機(jī)械臂完成，故等待器件到位的步驟就是監(jiān)控一個(gè)機(jī)械臂上的信號，一旦檢測到這信號則證明器件到位，這個(gè)過程在步驟103中完成。接著跳轉(zhuǎn)到步驟104中將標(biāo)志變量dwBoxMask置為全"l"，接著跳轉(zhuǎn)到步驟105中從原子操作序列中取出并執(zhí)行下一個(gè)待執(zhí)行的原子操作，此時(shí)待執(zhí)行的應(yīng)該是原子操作序列中的第一個(gè)原子操作。當(dāng)完成這個(gè)原子操作后跳轉(zhuǎn)到步驟106中判斷當(dāng)前原子操作是否既產(chǎn)生參數(shù)又?jǐn)y帶了歸類條件，如果符合則跳轉(zhuǎn)到步驟107中遍歷該原子操作攜帶的所有歸類條件以尋找匹配的歸類條件，找到后將其中的盒子掩碼與標(biāo)志變量dwBoxMask按位求邏輯與操作，并將結(jié)果保存在標(biāo)志變量dwBoxMask中；如果不符合，則跳轉(zhuǎn)到步驟108中判斷原子操作序列是否結(jié)束，即原子操作序列中的所有原子操作是否都已被執(zhí)行，如果不符合則跳轉(zhuǎn)到步驟105中繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)原子操作；如果符合則跳轉(zhuǎn)到步驟109中，依據(jù)dwBoxMask中為1的位判斷器件該放入哪個(gè)盒子中并驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂完成投放動(dòng)作。接著跳轉(zhuǎn)到步驟110中判斷在串口上是否接收到了退出測試的命令，如果不符合則跳轉(zhuǎn)到步驟103中繼續(xù)等待下一個(gè)被測器件到位從而進(jìn)入下一個(gè)器件的測試流程；如果符合則跳出整個(gè)測試流程完成測試工作?；魻柶骷?shù)測量需要測試以下參數(shù)電源功率、截止?fàn)顟B(tài)的漏電流、飽和狀態(tài)的飽和壓降、開啟磁場、關(guān)閉磁場和時(shí)域響應(yīng)。完成以上參數(shù)測量通道板需要滿足以下功能(1)通道板可以工作在恒壓輸出狀態(tài)，返回通道電流值；提供霍爾器件工作電源，為漏電流和關(guān)閉磁場測量提供測試條件，并且返回測試結(jié)果。(2)通道板可以工作在恒流輸出狀態(tài)，返回通道輸出電壓；為飽和壓降、開啟磁場測量提供測試條件，并且返回測試結(jié)果。(3)具有良好的頻率響應(yīng)特性，部分霍爾器件工作在頻率較高的電路中，工作狀態(tài)在飽和和截止?fàn)顟B(tài)之間的切換頻率較快，針對霍爾器件的高頻特性要求測試電路具有較高的頻率響應(yīng)特性。傳統(tǒng)的測試儀器一般是以繼電器作為控制開關(guān)進(jìn)行工作狀態(tài)切換，機(jī)械觸點(diǎn)反應(yīng)較慢而且機(jī)械抖動(dòng)較為厲害。通道板應(yīng)用三極管的開關(guān)特性很好地解決了以往測試設(shè)備速度較慢和測試參數(shù)不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。應(yīng)用三極管的非線性特性構(gòu)成分電子開關(guān)的原理圖如圖8所示。測試電路應(yīng)用三極管的截止和飽和狀態(tài)完成電子開關(guān)的功能。當(dāng)控制端為高電平時(shí)，三極管Qi處于飽和狀態(tài)，集電極為低電平，三極管92進(jìn)入飽和狀態(tài)，92的集電極和發(fā)射極相當(dāng)于閉合的開關(guān)兩端。當(dāng)控制端為低電平時(shí)，三極管Qi處于截止?fàn)顟B(tài)，三極管Q2同樣處于截止?fàn)顟B(tài)，三極管92的發(fā)射極和集電極之間相當(dāng)于電子開關(guān)斷開。通道板主要分為四個(gè)功能模塊，原理框圖如圖4所示，電路圖如圖5所示。第一部分功能實(shí)現(xiàn)模塊由正向比例運(yùn)算電路202、反饋方式控制電路203、輸出通路選擇控制電路205、測量電阻206組成。正向比例運(yùn)算電路202和反饋方式控制電路203共同完成電壓放大功能或電流放大功能。電路工作在電壓放大模式把0-2.5V的輸入模擬電壓信號放大到0-30V的測量電壓信號，在該工作模式下可以為測試單元提供工作電源或恒壓輸出滿足霍爾器件測試條件。若電路工作在電流放大模式時(shí)，放大電路把0-2.5V的輸入模擬電壓信號放到到O-IA的電流信號，滿足霍爾器件的測試條件。輸出電路選擇控制電路完成自動(dòng)測量電阻選擇工作，為了提高測量精度，電路設(shè)計(jì)了五路測量通道，分別用于不同測量參數(shù)的測量。第二部分測量電路，測量電路由差分放大電路210、低通濾波電路210和AD變換電路212組成。測量電路完成輸出引腳的電壓和電流測量。輸出電壓等于正向比例運(yùn)算電路的輸出電壓減去差分放大電路輸入端口的電壓差，輸出電流等于差分放大電路輸入電壓差除以測量電阻排，忽略輸出通道選擇控制電路的電阻值，因?yàn)闇y量電阻排的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸出銅綠選擇控制電路的電阻值。差分放大電路把微弱的測試信號放大到AD測量范圍之內(nèi)，為了提高AD采樣的精度，電路應(yīng)用低通濾波電路減少電壓抖動(dòng)。第三部分電壓跟隨電路204、208、209，為了減少反饋電路和測試電路對功能電路的影響，通道板設(shè)計(jì)過程所有的采樣點(diǎn)都應(yīng)用電壓跟隨電路，對功能電路的影響微乎其微，提高了測量精度。第四部分控制電路，通道板上反饋模式控制電路203和通路切換工作由電子開關(guān)完成，電路應(yīng)用了三級管在截至狀態(tài)和飽和狀態(tài)的開關(guān)特性配合觸發(fā)器的鎖存特性完成了電路在不同工作狀態(tài)之間的切換。霍爾器件所有電氣性能測試都要在一定的磁場環(huán)境中進(jìn)行，所以需要提供一個(gè)可編程的磁場輸出環(huán)境。我們應(yīng)用亥姆霍茲線圈作為磁場輸出單元，亥姆霍茲線圈具有良好的磁場強(qiáng)度和電流之間的線性關(guān)系，通過控制流過線圈的電流可以精確地控制磁場輸出強(qiáng)度，體現(xiàn)在電路中就是一個(gè)可編程恒流源。磁場驅(qū)動(dòng)電路的原理框圖如圖6所示，電路原理圖如圖7所示。磁場驅(qū)動(dòng)電路需要DA輸入端301和參考電平302，并由差分放大電路303和電流驅(qū)動(dòng)電路304構(gòu)成大功率放大電路推動(dòng)亥姆霍茲線圈306，同時(shí)需要一個(gè)電壓跟隨電路305作為反饋，通過控制流過精密電阻307的電流值來控制流過亥姆霍茲線圈的電流，從而達(dá)到控制霍爾器件的測試磁場強(qiáng)度。在圖5所示的通道板原理圖中，由運(yùn)放構(gòu)成正向比例運(yùn)算放大電路，放大比例K=l+VR3，運(yùn)放的正向輸入端與DA相連。集成電路測試均需要提供穩(wěn)定的工作電壓，當(dāng)S2閉合時(shí)輸出電壓為V。UT2=[VJ+IVRJ(1)根據(jù)公式(1)在恒壓輸出狀態(tài)得到DA的輸入電壓為VIN=V。ut2/1+R乂R3(2)根據(jù)公式(2)可以控制DA的輸出電壓準(zhǔn)確得到我們想要的輸出電壓值?；魻柶骷M(jìn)行飽和壓降測量時(shí)，在輸出端需要提供一個(gè)恒定的電流輸出作為測試條件。當(dāng)圖5中開關(guān)S工閉合時(shí)，開關(guān)S工的右端輸出電壓V。UT1=[VJ+R乂RJ。在恒流輸出狀態(tài)得到輸出電流為I0UT—V0UT1_V0ut2/Rtest—[Vin1+Ri/R3_Vout2]/Rtest(3)公式(3)中V。UT2為霍爾器件的飽和壓降，霍爾器件在正常工作狀態(tài)時(shí)飽和壓降小于O.1伏，而測試電阻R^t的阻值一般都比較大，所以測算飽和壓降時(shí)的測試條件可以忽略飽和壓降對輸出電流的影響，即I0UT=V0UT1/RTEST=[V^l+lVR3]/R麗(4)根據(jù)公式(4)可以得出DA輸出電壓VIN=1。u一Rtee、st/1+R乂R3(5)集成電路性能測試可以分為電壓測量、電流測量和時(shí)序邏輯測量?；魻柶骷娏魈匦缘臏y試條件為輸出電壓為額定電壓，體現(xiàn)在電路上就是恒壓輸出狀態(tài)下測試輸出電流。圖5中由運(yùn)放構(gòu)成正向比例運(yùn)算放大電路，當(dāng)電子開關(guān)S2閉合時(shí)，輸出模式恒壓輸出狀態(tài)，根據(jù)公式(1)輸出電壓為V0UT2=[VIN1+VR3](6)反饋電路和測量電路均應(yīng)用電壓跟隨器，測量電路幾乎對放大電路的影響很小，減小了對輸出電流的影響，所以負(fù)載電流等于流過測試電阻RTEST上的電流IKTEST，即Iload—Irtest—Vrtest/Rtest(7)測量電路由電壓跟隨電路和差分放大電路構(gòu)成，最后由AD讀出放大后的電壓值。差分放大電路的放大倍數(shù)K。設(shè)差分放大電路的輸出電壓為V^差分放大電路的正向輸入電壓為V"反向輸入電壓為、，運(yùn)放輸出電壓為V。UT1，負(fù)載電壓為V。UT2。Vffl=K*V。UT「V。UT2(8)Voun_VouT2—Irtest*Rtest0)IL0AD—IRTEST—VAD/K/RTEST(10)霍爾器件電壓特性的測試條件為輸出電流為額定值，體現(xiàn)在電路上就是恒流輸出狀態(tài)下測試輸出電壓，當(dāng)電子開關(guān)S工閉合時(shí)，輸出為橫流輸出模式，根據(jù)公式(4)輸出電流為I0UT=V0UT1/RTEST=[V^l+lVR3]/R麗(11)輸出電壓為V。^、運(yùn)放輸出電壓V。UT1和測試電阻電壓VKTEST之間的關(guān)系為V0ut2—Vqut「Vrtest(12)測量電路由電壓跟隨電路和差分放大電路構(gòu)成，最后由AD讀出放大后的電壓值。差分放大電路的放大倍數(shù)K。設(shè)差分放大電路的輸出電壓為V^差分放大電路的正向輸入電壓為V"反向輸入電壓為、，運(yùn)放輸出電壓為V。UT1，負(fù)載電壓為V。UT2。V仙=K*VKTEST(13)V0UT2UKTEST=[V^1+VR3]-V仙/K(14)霍爾器件所有電氣性能測試都要在一定的磁場環(huán)境中進(jìn)行，所以需要提供一個(gè)可編程的磁場輸出環(huán)境。亥姆霍茲線圈具有良好的磁場強(qiáng)度和電流之間的線性關(guān)系，通過控制流過線圈的電流可以很精確的控制磁場輸出強(qiáng)度，體現(xiàn)在電路中就是一個(gè)可編程恒流源。其原理如圖7所示。在圖7中，運(yùn)放構(gòu)成差分放大電路，三極管Ql和Q2構(gòu)成電流驅(qū)動(dòng)電路，電壓跟隨器完成電壓反饋，減少反饋電路對功能電路的影響。電路中&為精密電阻，流過Ri的電流等于流過亥姆霍茲線圈的電流，通過改變&的電壓就可以達(dá)到控制流過亥姆霍茲線圈的電流。Iu為流過線圈的電流，IK1為流過電阻&的電流。I,,=IK,(15)Iu為流過線圈的電流，IK1為流過電阻^的電流。圖7中虛線框內(nèi)可以看做為一個(gè)運(yùn)放，亥姆霍茲線圈作為運(yùn)放內(nèi)部的一部分，整體電路構(gòu)成差分比例運(yùn)算放大電路，輸出電壓為V。UT1=RF/R*VIN_VKEF(16)流過電阻Ri電流為IK1=V固/X=VR9^N-V腳/X(17)輸出磁場強(qiáng)度為M=KC*IK1(18)Kc為亥姆霍茲線圈的特性參數(shù)，根據(jù)公式(17)可以得出DA輸入電壓VIN=(1^R》/R7/R9+V腳(19)通過上述的關(guān)系可以知道，當(dāng)需要輸出一個(gè)恒定磁場值時(shí)，可以通過公式(18)計(jì)算得到對應(yīng)的輸出電流大小，進(jìn)而可以通過公式(19)得到對應(yīng)的DA輸入電壓值。其中&是由亥姆霍茲線圈自身決定的，故該值需要由用戶測定后下載到測試儀中。這個(gè)映射關(guān)系由于是由亥姆霍茲線圈決定的，同時(shí)又是為了校正磁場輸出的線性誤差而設(shè)計(jì)的，故將其稱為磁場矯正表。從公式(19)可以看到，DA到電流的映射關(guān)系是由電路的特性決定的，會(huì)受許多因素的影響，每次上電時(shí)電路的零點(diǎn)漂移都會(huì)不同。故設(shè)計(jì)一套自動(dòng)校準(zhǔn)電路，在測試儀上電時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)得到當(dāng)時(shí)的一組DA到電流的映射關(guān)系，之后的測試均使用這個(gè)映射關(guān)系來完成DA到電流的映射計(jì)算。綜上，本發(fā)明已通過上述的實(shí)施例來詳加描述。盡管本發(fā)明是以霍爾器件的測試作為實(shí)施例來進(jìn)行描述的，然而該自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)同樣適用于其他集成電路器件的測試。為此，可以根據(jù)待測集成電路器件的引腳數(shù)量增減通道板的數(shù)量，并為相應(yīng)的器件制定相應(yīng)的測試模板。權(quán)利要求一種可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，該系統(tǒng)由上下位機(jī)組成，其中上位機(jī)用于執(zhí)行測試的啟停、為用戶提供編輯測試模板的操作界面、監(jiān)控系統(tǒng)工作狀況以及顯示、分析、保存器件測試返回參數(shù)；下位機(jī)包括測試儀，測試儀上搭載若干塊通道板，每塊通道板的輸出引腳通過機(jī)械臂連接到待測集成電路的一個(gè)引腳上，該機(jī)械臂用于抓取和固定待測集成電路并按照歸類結(jié)果將器件投入指定的盒子中；上位機(jī)通過通信端口將按照協(xié)議編輯好的測試模板下載到測試儀，該測試儀在收到測試模板后依據(jù)協(xié)議解析出原子操作序列和歸類條件序列以指導(dǎo)測試；所述原子操作為測試過程中使用到的最小操作集合，每種原子操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至少包括完全相同的三個(gè)域，分別是原子操作類型碼域、通道板索引域和歸類條件個(gè)數(shù)域，其中原子操作類型碼域用來標(biāo)識自身的操作類型，通道板索引域用來標(biāo)識需要哪塊通道板來執(zhí)行該原子操作，歸類條件個(gè)數(shù)域用來標(biāo)識該原子操作所攜帶的歸類條件的個(gè)數(shù)；每個(gè)歸類條件包括下限值數(shù)據(jù)域、上限值數(shù)據(jù)域和盒子掩碼數(shù)據(jù)域，其中盒子掩碼用于指定一個(gè)盒子掩碼值，當(dāng)經(jīng)過測量得到的參數(shù)在下限值數(shù)據(jù)域和上限值數(shù)據(jù)域之間時(shí)，則認(rèn)為該原子操作滿足該歸類條件，將該盒子掩碼值賦予該原子操作；當(dāng)針對一個(gè)集成電路執(zhí)行多個(gè)原子操作時(shí)，將得到多個(gè)參數(shù)，根據(jù)每一個(gè)參數(shù)在相應(yīng)的歸類條件中的匹配情況，每個(gè)原子操作均能得到一個(gè)盒子掩碼值，將這些盒子掩碼值全部按位求與，進(jìn)而得到滿足所有歸類條件的盒子編號，并將該待測集成電路放入對應(yīng)的盒子中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，其特征在于所述原子操作包括(1)恒壓輸出操作、(2)恒流輸出操作、(3)恒定磁場輸出操作、(4)延時(shí)操作、(5)電流測量操作、(6)電壓測量操作、(7)周期測量操作、(8)開啟磁場測量操作和(9)關(guān)閉磁場測量操作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，其特征在于所述編號為(5)(9)的這5種原子操作能夠產(chǎn)生參數(shù)，用戶能夠?yàn)檫@類原子操作分別配置若干個(gè)歸類條件，其中每個(gè)原子操作攜帶的歸類條件個(gè)數(shù)由對應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的歸類條件個(gè)數(shù)域決定。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，其特征在于由亥姆霍茲線圈為測試提供穩(wěn)定的磁場，該磁場通過磁場校正表進(jìn)行校正。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，其特征在于所述通道板包括放大電路、反饋模式選擇開關(guān)和測量電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，其特征在于所述選擇開關(guān)采用三極管的截止和飽和狀態(tài)完成電子開關(guān)的功能。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，其特征在于所述集成電路為霍爾器件。全文摘要可編程集成電路自動(dòng)測試及歸類系統(tǒng)，由上下位機(jī)組成，其中上位機(jī)包括一臺PC機(jī)，該P(yáng)C機(jī)用于執(zhí)行測試的啟停、為用戶提供編輯測試模板的操作界面、監(jiān)控系統(tǒng)工作狀況以及顯示、分析、保存器件測試返回參數(shù)；下位機(jī)包括測試儀，測試儀上搭載若干塊通道板，每塊通道板的輸出引腳通過機(jī)械臂連接到待測集成電路的一個(gè)引腳上，該機(jī)械臂用于抓取和固定待測集成電路并按照歸類結(jié)果將器件投入指定的盒子中；上位機(jī)通過串口將按照協(xié)議編輯好的測試模板下載到測試儀，該測試儀在收到測試模板后依據(jù)協(xié)議解析出原子操作序列和歸類條件序列以指導(dǎo)測試。該系統(tǒng)能夠通過靈活編程而適用于各種集成電路的測試和分類，在降低測試成本的同時(shí)極大地提高了測試效率。文檔編號G01R31/00GK101706540SQ20091022408公開日2010年5月12日申請日期2009年12月4日優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日發(fā)明者丁瑞,關(guān)永,尚媛園,張偉功,徐達(dá)維,朱曉燕,朱虹,楊新華申請人:首都師范大學(xué)