[发明专利]基于Python的芯片自动化验证测试系统及方法

说明书

本发明公开了基于Python的芯片自动化验证测试系统及方法，特别适用于低功耗MCU芯片的IP功能验证，接口电特性参数，芯片性能的自动化测试。本发明使用Python开发的PC端上位机框架，涵盖UART/SPI/I2C/芯片JTAG调试四种连接模式与自定义通讯协议，并以透传指令的形式直接对单个或多个待测板进行通信，对待测芯片进行测试验证。同时使用程控的方式对可编程测试设备进行自动化控制，配合透传指令与数据采集算法以实现对芯片的实时数据监控与采集。本发明简化了传统芯片IP功能的验证操作流程，可适用于复杂IP与测试项的芯片验证环境。

技术领域

本发明涉及芯片验证技术领域的一种测试及控制技术,尤其是对于芯片功能验证中的多待测板的透传指令下发与程控测试仪器自动化测量方面。

背景技术

近年来，随着集成电路开发与制造技术的飞速发展，越来越多高集成度且功能复杂的芯片被设计出来，以满足不同行业的需求。芯片验证作为芯片开发中关键的一环，其不仅是对功能模块的逻辑设计进行检验与分析，更是整个开发流程中耗费人力与时间成本最多，脚本设计最为复杂的工程。

目前现有的芯片验证过程中，PC端上位机脚本与仪器测量在系统层面上普遍是分离的，大部分验证工作都需要手动配置好测试仪器后，再进行脚本指令的下发，直到测试数据被仪器检测到时再进行录入，这样浪费了大量的人力成本与调试时间。而一些含有程控仪器的测试系统，普遍只兼容一种或两种设备，其功能同时也受限于仪器动态库函数的限制，无法满足自定义功能的拓展，而后期添加新设备的工作也存在开发周期较长，难以短期实现。在验证流程上，需遍历大量多层级的测试参数，以达到全功能覆盖的目的。当面对较大量样品同时测量时，人为的仪器调试与操作难免会存在失误风险，影响到测试质量与结果。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供了一种使用Python编程为基础的高拓展性芯片自动化验证测试方法，其整合仪器控制框架，多接口透传协议框架，芯片JTAG调试功能，数据分析以及脚本运行功能的自动化测试系统。

为了解决上述问题，本发明的芯片自动化验证测试方法包含如下四个步骤：

步骤1：硬件环境搭建，PC端上位机连接待测板与程控测试仪器。通过USB转串口转接板与待测板建立物理连接。其中PC端需与转接板的USB端口进行连接，待测板根据测试需求，选择合适的通讯接口(UART、SPI、I2C)并使用杜邦线与转接板串口端对应接口进行连接。程控测试仪器可通过其所支持的USB，COM，LAN或GPIB与PC端直接进行连接。在完成与PC端的连接后，程控设备的测试接口需根据需求与待测板上引出的功能pin脚进行连接。

步骤2：软件环境搭建，PC端安装Python运行环境与IEEE 488.2程控驱动协议后搭建PC端上位机测试软件环境。测试软件环境通过辨别设备的描述信息与物理地址进行自动筛选分类。即当检测到设备为单台或多台待测板时，通讯通道切换至测试指令下发的透传接口等待下一步操作的流程为：

上述代码中的“USBtoUART”为USB转接板设备名称，可根据需求进行自定义修改。

当检测到程控测试仪器时，PC端上位机与仪器使用IEEE 488.2标准协议的握手通讯指令“*IDN？”，用于获取设备返回的身份信息，并自动建立连接等待下一步仪器操作指令：

上述代码中的“Dev_ADDR”为IEEE 488.2标准的程控仪器固定的连接端口物理地址，可在PC端设备管理器中查看。

步骤3，在软硬件环境搭建好之后，通过测试软件环境即可进行透传指令的下发，并配合程控指令搭建测试流程。

PC端上位机使用可自定义帧格式的透传指令进行测试动作下发。自定义帧格式目的是使透传信息与芯片的通讯指令解析相互匹配，通讯指令总体结构定义为：