[发明专利]混合信号电路边界扫描测试控制器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路测试技术领域，尤其是混合信号电路边界扫描测试控制器。

背景技术

随着半导体工艺的进步和集成电路设计技术的提高，芯片中集成晶体管的规模一直在按照摩尔定律呈指数形式增长，芯片内部集成的功能越来越强大，内部结构日趋复杂，集成电路已进入系统级芯片（SOC）时代。芯片的高集成度和印刷板的高密度组装使得集成电路芯片外部可接触的引脚越来越少，测试的难度也越来越大，芯片的测试成本甚至高于芯片本身的设计生产的费用，芯片测试已成为制约芯片发展的瓶颈。

目前，在板级电路故障诊断时，施加或获取信号的主要方法是接触式诊断，即使用针床或人工使用探针，探测电路内部节点的电信号，根据这些信息进行故障定位。随着电路板逐渐向小型化、密集化、多层化的方向发展，接触式诊断的测试已经难以为继。在此背景下，边界扫描测试（BST：Boundary Scan Test）技术应运而生。

基于边界扫描的标准化可测性设计技术现已形成较为成熟的体系，其影响已经涵盖了芯片、电路板、系统集成等不同层次的测试领域。IEEE 1149.1标准定义了一种标准的边界扫描结构及其测试接口，其主要思想是通过在芯片管脚和芯片内部逻辑电路之间增加边界扫描单元，实现对芯片管脚状态的串行设定和读取，主要解决电路板级数字电路的测试问题。IEEE 1149.4标准兼容IEEE 1149.1标准，此外还要通过在芯片内部新增的模拟测试总线以及相关的控制模块，实现对混合信号电路板中的模拟信号进行监测及模拟元件的参数测量。该技术标准为混合信号电路可测性设计提供了一种解决方案。然而，在混合信号集成电路中，对模拟部分的测试普遍比对数字部分的测试困难，并已成为混合信号电路测试的“瓶颈”。据国外报道，在一个混合信号芯片内，仅占硅片面积5%的模拟部分的测试成本却占了整个芯片测试成本的95%。

目前对混合信号电路进行边界扫描测试采用现有的支持IEEE 1149.1标准的边界扫描测试控制器，以通用的电压信号源/电流信号源及电压采集器构成模拟仪器平台，配合测试控制模块，现有的边界扫描测试控制器产生符合IEEE 1149.1标准的测试信号，由电压信号源/电流信号源产生频率和幅度可调整的电压或电流用于提供混合信号电路的激励信号，电压采集器用于采集混合信号电路响应的信号幅度，测试控制模块完成边界扫描测试控制器与微机的信息传送，并对模拟仪器平台进行控制。这种测试方式，因为边界扫描测试控制器不能直接控制模拟仪器平台，难于处理数字矢量施加、模拟激励施加，以及被测电路电压信号采集之间的同步问题。

发明内容

本发明的目的是设计一种混合信号电路边界扫描测试控制器，本测试控制器可产生符合IEEE 1149.1标准的测试信号，同时配有混合信号控制接口，控制模拟仪器平台的程控信号源和电压采集器，以解决数字矢量施加、模拟测试激励施加及电压采集三者之间的同步，本发明的混合信号边界扫描测试控制器组建的混合信号电路边界扫描测试系统可实现支持IEEE 1149.1标准的数字电路及支持IEEE 1149.4标准的混合信号电路的边界扫描测试。

本发明的混合信号电路边界扫描测试控制器包括主机模块及经读写数据总线与主机模块连接的计数模块、命令模块，并配有处理器接口和测试总线接口，主机模块还经读写数据总线连接测试时钟分频器（TCK分频器）、通用寄存器组、模拟寄存器组、串行扫描模块和模拟仪器平台控制模块。所述模拟仪器平台控制模块，配有混合信号控制接口，该接口连接产生电压或电流激励信号的程控信号源和采集被测电路电压响应信号的电压采集器，与之交换数据。

所述被测电路为支持IEEE 1149.1或IEEE 1149.4标准的电路。支持IEEE1149.1标准的被测电路，对其的测试为数字电路边界扫描测试，此类被测电路配有测试总线接口；支持IEEE 1149.4标准的被测电路，对其的全面测试为数字电路边界扫描测试和模拟电路边界扫描测试，此类被测电路配有测试总线接口，还配有激励接口和响应电压采集接口。

所述主机模块配有处理器接口，处理器接口包括16位双向数据总线（DATA(15:0)）、5位地址线（ADDR(4:0)）、读信号线写信号线芯片选择线中断请求线和复位信号线（RESET）。处理器接口用于连接微处理器，主机模块通过处理器接口接收微处理器发送的并行数据，并存储到本混合信号电路边界扫描测试控制器相应的寄存器中，主机模块通过处理器接口发送本混合信号电路边界扫描测试控制器的状态数据和测试结果给微处理器。

所述测试时钟分频器，用于产生频率可调节的TCK时钟信号。