[发明专利]一种基于芯片端口电流驱动能力的测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片测试领域，具体为基于芯片端口电流驱动能力的测试系统及方法。

背景技术

目前在消费类、工控类、汽车电子类和家电类等电子信息行业中会大量使用控制芯片(如通用型主控MCU、专用型主控MCU或原厂固化程序的专用芯片)；每个控制芯片都会提供I/O接口给用户操作，用来处理输入输出信息。

随着产品的功能越多样化，控制芯片需要兼容支持的应用场景及外设模块也越多，同时，为了缩短产品的设计开发周期以及减少控制芯片外部周围分立元器件的布局数量，控制芯片的设计集成度越来越高。因此，控制芯片会把一些外设的驱动设计集成到控制芯片的内部，作为一个独立完整的驱动模块提供给用户可以直接进行编程控制，比如驱动继电器工作、驱动数码管显示、驱动高亮LED灯等，而这些外设都需要控制芯片的I/O能提供一定大小的驱动电流才能正常且稳定的工作。所以控制芯片I/O口的电流驱动能力(灌电流、拉电流大小)对用户在设计开发产品时有绝对的指导性意义。同时，必须确保所有出厂控制芯片的I/O口的电流驱动能力一致性要好，才能确保产品的质量一致可靠且安全性高。

目前行业内的控制芯片并没有对I/O口的电流驱动能力有严格的要求，因为对于部分MCU通常主要应用于逻辑电平控制场合，而外设的模拟驱动部分则由控制芯片周边设计的硬件电路来实现，因此对控制芯片I/O口的电流驱动能力要求并不是很高，主要采用在设计端通过专用软件进行仿真把控和CP端的测试来把控；另一部分控制芯片因产品定位等因素考虑，则在控制芯片内部设计了某些驱动模块，如数码管显示控制驱动、继电器驱动等，这部分控制芯片对I/O口电流驱动能力要求严格，所以会进一步考虑在设计时预留足够的余量以保证电流驱动能力的要求，其次会在出厂前对控制芯片进行批量抽测，抽测方法是往抽测的控制芯片烧录一个测试程序，并对部分的I/O口进行小批量测试，得到相应测试数据后，再将测试数据分析处理得出一个参考值以提供给用户作为设计参考，这个参考结果必须要满足保证该小批量测试的99％(或更高)以上的芯片I/O电流驱动能力达标，否则此参考值对用户的参考意义不高，甚至会有误导作用。

然而，现有技术存在以下缺点：1，虽然在设计控制芯片时会进行大量的软件仿真，但由于实际生产工艺与理论间存在差异的影响，可能使I/O口的电流驱动能力产生整体的偏移，所以必须在控制芯片封装后进行统一测试；2，且由于生产环境、机器、人为等偶然因素影响，可能会使得某个或某批次控制芯片的I/O口电流驱动能力出现偏小不合格情况，因此需要对封装后的芯片进行测试才能保证芯片性能的一致性；3，虽然会在CP端进行测试，但CP后还会经过封装等流程处理，在CP后的处理流程中也可能会影响I/O的电流驱动能力；4，在设计时预留足够的余量是需要的，但并不是预留余量越多越好，余量越多也意味着会超出用户需求的量越多，即意味着会增加芯片设计的额外成本；5，如果对封装后的芯片进行烧录程序并测试，则由于烧录程序的时间需要约1s，而其它FT测试项目时间约3s,则烧录程序会增加约30％的测试时间，影响了测试效率，增加芯片的生产成本；6，给部分控制芯片烧录程序，并对芯片的部分I/O口电流驱动能力进行测试，无法保证所有芯片的所有I/O口的一致性,因此芯片出厂后可能会影响产品的一致甚至带来安全隐患，而在某些严格的应用场景时要求芯片出厂后的良率不小于99.99％，因此必须对所有芯片的所有I/O口的电流驱动能力进行准确的测试筛选，并提供准确的性能指标以供用户参考。

综上，该技术有必要进行改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种应用于控制芯片出厂前对控制芯片I/O口的电流驱动能力(灌电流能力、拉电流能力)进行可靠、高效测试的方案，以确保出厂的所有控制芯片其I/O口的电流驱动能力一致、可靠。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于芯片端口电流驱动能力的测试系统，包括待测试芯片，还包括主控芯片、测试I/O口通道选择模块、测试负载模块、电压采样通道选择模块和灌/拉电流选择模块，所述待测试芯片分别与主控芯片和测试I/O口通道选择模块连接，所述主控芯片的输出端分别与测试I/O口通道选择模块的输入端、电压采样通道选择模块的输入端和灌/拉电流选择模块的输入端连接；所述测试I/O口通道选择模块与测试负载模块连接；所述电压采样通道选择模块与测试负载模块连接；所述测试负载模块与灌/拉电流选择模块连接。

作为该技术方案的改进，所述测试负载模块包括若干个测试负载。