一种多芯片温度测试及标定系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种多芯片温度测试及标定系统及方法，该系统包括有DUT寄存器配置模块、存储模块、上下位机通信接口模块、外部温度传感器、被测芯片温度传感器、温度测量模块、芯片检测及温度标定模块、数据处理模块和电源控制模块。本发明使用外部温度传感器作为标杆温度，提高温度标定的精确度；采取多接口并存的开发模式，串口能对ARM进行在系统更新，USB对上下位机进行指令和数据的传输；引入自动化测试方法，对被测试和标定芯片进行测试和标定，解决人员重复劳动和效率低下问题；能够对各芯片进行测试及标定，大大提高工作效率。
【专利说明】
一种多芯片温度测试及标定系统及方法
技术领域
[0001]本发明属于集成电路的技术领域，特别涉及芯片的温度测量及标定。【背景技术】
[0002]由于工艺偏差、设计缺陷、温漂等各种问题，芯片在制造出来时温度传感器特性往往存在较大偏差，需要对其温度指标进行校正，此时需要精确获知外部环境温度，目前通用的温度传感器精确度是〇.5摄氏度，对于温度标定目标精确度是0.5摄氏度的芯片显然不能满足校准要求，必须设计出更高精确度标定的温度传感器的设备；目前的芯片温度标定平台是基于8位MCU开发的，其程序代码不能在线更新，本身处理能力不强及无信息提示等都给温度标定带来困难，MCU工作频率低和指令执行速度慢等不利于后续开发人员的维护和程序升级;基于ATE测试机台的温度标定平台，在一定程度上提高了标定的速率和效率，但是测试机台语言通用性较差和程序可移植性差，对后续人员维护性带来很大不便，由于测试机台较为昂贵，移动和携带不便，给使用者带来了一些实际性的问题;MCU不能进行在线烧录，平台的自动化程度低每次都需要将芯片取出，造成额外工作量加大且工作效率低;标定模式单一，且只能对一个芯片进行测试和标定;外购USB通信芯片，需要外搭电路，成本和系统可靠性都会有所影响，且上位机软件的开发受限于厂商提供的API函数，对更高版本的 windows系统支持程度不高，可操作性与通用性较差，造成开发维护成本高;本项目就是在这样的背景下提出的，旨在开发出一个能够利用32位ARM嵌入式微处理器开发，能够对多个芯片进行高精度温度标定，同时可以进行测试模式和量产模式的温度标定方式选择，整个过程无需人为参与自动化程度较高，最大程度的节省硬件成本和软件设计周期，提高人员效率。
[0003]目前测试及标定装置基于8位MCU架构的温度标定装置由于其内部程序和数据存储空间小、外设接口不丰富需要外购USB模块和芯片工作频率不高，导致软件层次化设计简单和数据处理速度较慢，程序模块化与可重用性设计并不完备，模块之间的耦合性太强，无法快速的开发新的温度测试及标定系统，大量重复工作使得人力物力与时间资源的成本增高;基于测试机台的测试设备，设备成本较高携带不便，在客户端进行温度标定受限，测试机台程序开发复杂且对通用C语言和汇编语言的支持程度不够，造成开发难度及后续的维护较为复杂;传统的温度标定设备只在测试模式下使用，使用模式或场景单一，对于开发量较大的客户需要大量的温度标定时，会受到现实条件的制约；控制软件使用的API函数库， 受限于USB芯片厂商;硬件系统升级维护和维修的复杂度高，产品开发模式受到传统开发思路的影响，外搭电路硬件系统成本大。
[0004]因此，控制死电池功能的使能或取消是与目前大部分设备正常通信的关键，目前尚没有相关技术来解决问题。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种多芯片温度测试及标定系统及方法，该系统及方法能够实现对集成性或者专业性温度传感芯片的测试及高精度温度标定， 同时能够进行自动化测试及温度标定，节省芯片设计的人力资源成本和提高开发效率。
[0006]本发明的另一个目的在于提供一种多芯片温度测试及标定系统及方法，该系统及方法能够减少硬件外围电路，有效的节省了硬件设计成本，增加系统的可靠性，同时在一定程度上减少了系统误差。
[0007]为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
[0008]一种多芯片温度测试及标定系统，其特征在于该系统包括有DUT寄存器配置模块、 存储模块、上下位机通信接口模块、外部温度传感器、被测芯片温度传感器、温度测量模块、 芯片检测及温度标定模块、数据处理模块和电源控制模块，其中:
[0009]DUT寄存器配置模块，是对被测试和标定的芯片所需功能的配置；
[0010]存储模块是存放文件索引表、温度测试及标定hex、客户hex的程序、芯片信息及设计指标等数据的存储单元；
[0011]上下位机通信接口模块，包含USB通信处理模块和UART串口下载模块，USB通信处理模块主要完成发送命令给嵌入式微处理器，经过指令解析后提取出命令、地址或数据信息，然后根据相应的命令进行操作;UART串口下载模块主要是对嵌入式微处理器进行固件更新；
[0012]温度测量模块，是获取外部温度传感器的温度信息和读取被测芯片温度传感器温度数据信息，
[0013]外部温度传感器是单总线温度传感器1C，采用单总线输出方式，用以向温度测量模块输出温度信息；
[0014]被测芯片温度传感器，用以向温度测量模块输出被测芯片的温度数据信息，其是通过ARM对DUT进行读写操作，将命令、地址和数据写入DUT，然后再将DUT反馈的数据接收， 并将接收到的数据按照帧格式并封装好，发送给其它设备或上位机进行处理和显示;ARM根据接收到的数据和外部温度传感器获取的标杆数据经过芯片检测及温度标定模块的处理得到标定数据；[〇〇15]芯片检测及温度标定模块，是对烧录管脚电气连接特性进行检测和对芯片进行温度标定；
[0016]数据处理模块，是判断接收的数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外部温度传感器连接是否正常、烧录管脚是否接触良好和标定失败处理等事件的处理，各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理等。
[0017]电源控制模块包含烧录电源控制和DUT供电控制等两种;烧录电源控制是嵌入式微处理器通过控制指令实现对不同ID类型芯片，输出不同烧录电压的控制单元;DUT供电控制是实现对多个芯片中哪一个芯片供电或者掉电的控制，作为进入烧录模式一个自动控制方式；电源控制系统根据系统运行的方式和客户不同种类的ID确定哪一个芯片在什么时间段进入烧录模式的有效手段，通过对烧录电源和供电电源的协调运作，以确保对需要测试及标定芯片工作模式的有效的控制；
[0018]所述DUT寄存器配置模块、存储模块、上下位机通信接口模块、芯片检测及温度标定模块、数据处理模块集成于ARM(嵌入式处理器)内，所述外部温度传感器和被测芯片温度传感器与设置于温箱内的温度测量模块进行通讯，所述温度测量模块通过数据接口与ARM 进行通讯。
[0019]进一步，所述ARM通过通道切换模块连接有多个烧录通道，以分别对不同的烧录电源进行温度测试和标定。
[0020]为满足不同方式设定的需求，在单板控制系统中，DUT寄存器处理模块包含读寄存器和写寄存器，读寄存器是处理发送来的寄存器控制命令，对接收到的数据提取出需要读取的地址，然后根据获取的地址信息，读取DUT地址对应的数据，最后将获取的数据进行显示和保存;写寄存器是提取发送来的地址和数据信息，将获取的数据根据地址信息，写入到 DUT指定单元，然后读取对应地址的数据，返回操作结果。
[0021]存储模块采用NOR FLASH存储，提高数据写入速度，加快存储;存储模块为外部存储器，包含即hex文件索引区和hex数据区，hex文件索引表存放被标定芯片的基本信息，如芯片型号、数据大小、存放位置和其他信息;数据区用来存放用户要烧录的数据。
[0022]所述芯片检测及温度标定模块首先对被标定芯片的烧录接口进行连接性检查即 0S开短路测试，分为管脚开路和管脚短路两种方式的检测，两种检测方式以提示用户烧录接口的电气连接是否正常;然后，进入芯片温度标定流程，检测芯片ID以确定相应的标定方式和标定值写入位置，根据温度测量单元测试的数据计算出标定数据，嵌入式微处理器控制电源系统使得DUT进入烧录模式，将标定值和测试hex烧录进芯片，嵌入式微处理器是DUT 进入测试模式，进而读取芯片温度传感模块采集的温度数据，与当前外部温度传感器标杆数据对比，以确定温度标定的实际效果，获取高低温箱温度设定序列，并设置下一个温度点，如此循环直至所有温度点测试完成。
[0023]—种多芯片温度测试及标定方法，其特征在于该方法包括如下步骤:
[0024]101、测试及标定系统启动，进行初始化；[〇〇25]102、检查配置信息，并选择进入模式；
[0026]103、进入测试模式，首先读取配置文件，然后判断被测试及标定芯片的类型，将芯片类型信息保存，再将配置文件进行储存；
[0027]104、设置设定的标定温度点，芯片进入烧录模式，进行烧录；[〇〇28]105、测试及标定系统获取外部温度传感器标杆温度数据信息，读取DUT温度传感模块输出的温度数据信息，测试及标定系统根据标杆温度和测试温度，得到温度标定数据， 根据温度标定地址将温度标定数据写入芯片指定区域，读取温度传感模块输出的温度数据，与获取的标杆温度进行比较，确定是否最接近标杆温度或者在设计指标范围，如果偏差较大，进而需要进行判断芯片ROM类型以确定是否可以再次标定，如果是ROM类型，则执行下一步，否则重复本步骤进行重新标定；[〇〇29]106、测试及标定系统控制DUT进入正常工作模式，读取温度点列表，设定温箱温度，读取外部温度传感器温度数据，与设定温度点比较，直到达到设定温度点，测试及标定系统分别获取外部温度传感器温度数据和被测芯片温度数据，并将此数据信息封装成传输格式规定的数据包保存；
[0030]107、测试及标定系统进入量产模式，选择是否需要代烧录和下载配置文件，如果是代烧录，测试及标定系统检测存储模块有无配置，提示下载配置文件信息，完成配置文件后，将代烧录与否的信息写入芯片配置文件中，并将配置文件信息发送给测试及标定系统保存，继而执行下一步;不需要代烧录，则继续执行以下步骤；
[0031]108、测试及标定系统控制温度到设定温度点，芯片进入烧录模式，如果需要代烧录，测试及标定系统读取存储单元下载的客户hex文件及芯片信息，并将其烧录进芯片；
[0032]109、测试及标定系统分别获取外部温度传感器标杆温度数据和被测芯片温度数据，根据标杆温度和测试温度，得到温度标定数据，按照芯片提供的温度标定地址信息数据，将温度标定数据写入芯片，然后读取芯片测试的温度数据，判断是否在设计指标内，如果偏差较大，进而需要进行判断芯片ROM类型以确定是否可以再次标定，如果是ROM类型，则执行下一步，否则重复本步骤；[〇〇33]110、被标定后的芯片与设计指标有较大的偏差，如果是FLASH类型的芯片，执行109步骤并顺序执行；如果是0TP类型的芯片，将温度还原至常温，完成升降温后停止温箱， 测试及标定系统控制handler将偏差较大的芯片投入坏BIN，结束本次标定。
[0034]所述101步骤中，进一步包括有测试及标定系统上电，初始化系统时钟、10端口、 USB模块存储模块和LCD等模块初始化，然后配置内部寄存器数据，外部传感器自检和握手， 接着完成USB通信枚举握手，检查配置文件，包含烧录hex、温度点列表、芯片信息及设计指标文件等信息数据，测试及标定系统检查烧录接口电气连接特性。
[0035]所述103步骤中，所述的将配置文件进行储存，先要将配置文件及相关信息按照文件种类建立索引表，按照索引表文件序列组装成传输数据包根式打包发送给测试及标定系统，最后测试及标定系统按照数据传输格式获取数据并顺序存放至存储模块。
[0036]所述的104步骤中，设置设定的标定温度点后通过外部传感器数据调整温箱温度， 使之达到标定温度点的设定值，测试及标定系统根据芯片类型信息控制电源系统输出相应的烧录电源，同时对芯片进行相关操作使得芯片进入烧录模式，读取芯片ROM程序存储区数据，判断是否为空片，发送非空片信息，获取ROM类型信息，续而判断是否为0TP类型R0M，如果是，发送芯片为非空0TP类型芯片，提示更换，结束标定;如果是ROM类型的ROM或者判断为空片，提示在一定时间后进行测试程序烧录，根据索引表索引读取测试程序、芯片信息数据、温度点设定列表和温度标定地址等数据信息，测试及标定系统通过烧录接口将测试代码烧录到DUT被测芯片。
[0037]所述的106步骤中，所述的数据信息在数据捕捉区显示，同时绘制标杆温度曲线和被测芯片温度曲线图，测试及标定系统在采集完成所需要的数据后，按照温度列表设定下一个测试温度点，温度列表内的温度点测试完成后，绘制全温度点图形并显示，同时计算出实测温度数据与标杆温度的差异性，并将差异信息保存并在捕捉区显示，测试模式结束。
[0038]本发明所设计的芯片温度测试及标定系统，使用外部温度传感器作为标杆温度， 提高温度标定的精确度;采取多接口并存的开发模式，串口能对ARM进行在系统更新，USB对上下位机进行指令和数据的传输；引入自动化测试方法，对被测试和标定芯片进行测试和标定，解决人员重复劳动和效率低下问题;能够对各芯片进行测试及标定，大大提高工作效率。[〇〇39]同时，本发明采用集成化程度较高的嵌入式处理器作为主控芯片，减少硬件外围电路，有效的节省了硬件设计成本，增加系统的可靠性，同时在一定程度上减少了系统误差。【附图说明】
[0040]图1是本发明所实施的系统总体结构图。
[0041]图2是本发明所实施的系统硬件构成框图。[〇〇42]图3是本发明所实施DUT寄存器配置模块的处理流程图。[〇〇43]图4是本发明所实施上下位机通信接口模块的处理流程图。
[0044]图5是本发明所实施温度测量模块的处理流程图。
[0045]图6是本发明所实施芯片检测及温度标定模块的处理流程图。[〇〇46]图7是本发明所实施数据处理模块的处理流程图。
[0047]图8是本发明所实施芯片检测及温度的流程图。【具体实施方式】
[0048]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[〇〇49]为解决上述技术问题，本发明提供一种芯片温度测试及标定的电子设备系统硬件构成图，如图1所示。该系统包括有DUT寄存器配置模块、存储模块、上下位机通信接口模块、 外部温度传感器、被测芯片温度传感器、温度测量模块、芯片检测及温度标定模块、数据处理模块和电源控制模块。其中
[0050] DUT寄存器配置模块，是对被测试和标定的芯片所需功能的配置。[〇〇511存储模块是存放文件索引表、温度测试及标定hex、客户hex的程序、芯片信息及设计指标等数据的存储单元。[〇〇52]上下位机通信接口模块，包含USB通信处理模块和UART串口下载模块，USB通信处理模块主要完成发送命令给嵌入式微处理器ARM，经过指令解析后提取出命令、地址或数据信息，然后根据相应的命令进行操作;UART串口下载模块主要是对嵌入式微处理器进行固件更新。
[0053]温度测量模块，是获取外部温度传感器的温度信息和读取被测芯片温度传感器温度数据信息。[〇〇54]外部温度传感器是单总线温度传感器1C，采用单总线输出方式，用以向温度测量模块输出温度信息。
[0055]被测芯片温度传感器，用以向温度测量模块输出被测芯片的温度数据信息。
[0056]芯片检测及温度标定模块，是对烧录管脚电气连接特性进行检测和对芯片进行温度标定。[〇〇57]数据处理模块，是判断接收的数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外部温度传感器连接是否正常、烧录管脚是否接触良好和标定失败处理等事件的处理，各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理等。[〇〇58] 和电源控制模块。
[0059] DUT寄存器配置模块、存储模块、上下位机通信接口模块、芯片检测及温度标定模块、数据处理模块集成于ARM(嵌入式处理器)内，所述外部温度传感器和被测芯片温度传感器与设置于温箱内的温度测量模块进行通讯，所述温度测量模块通过数据接口与ARM进行通讯。
[0060]该系统除了能给开发人员和客户购置的芯片温度传感模块做自动化温度测试和标定，提高工作效率外；另一方面，可以控制下位机温度测试及标定系统，确定芯片温度传感模块进行温度测试的性能及精度。同时所开发的温度测试及标定系统可以支持小批量和大批量的用户的不同需求，通过控制下位机温度测试及标定系统完成芯片温度传感模块的标定，并对标定后的芯片进行温度采集性能测试，绘制测试结果呈现性能差异性。
[0061]如图2所示，温度测量模块通常设置与高低温箱中，温度测量模块接有多个烧录通道;ARM通过通信模块与上位的PC机进行通讯，还将数据存储于外部存储器，蜂鸣器和LED指示灯对ARM的状态进行指示，同时ARM通道切换模块连接有多个烧录通道，以分别对不同的烧录电源进行温度测试和标定。[〇〇62] DUT寄存器配置模块，主要是对被测试和标定的芯片所需功能的配置，为满足不同方式设定的需求，单板控制系统的DUT寄存器处理模块包含读寄存器和写寄存器，读寄存器是处理寄存器控制命令，对接收到的数据提取出需要读取的地址，然后根据获取的地址信息，读取DUT地址对应的数据，最后将获取的数据发进行显示和保存；写寄存器是提取要写入的地址和数据信息，将获取的数据根据地址信息，写入到DUT指定单元，然后读取对应地址的数据，返回操作结果。[〇〇63] 如图3所示，DUT寄存器配置模块的处理流程如下:
[0064]开始，进入读写寄存器模块，初始化端口并延时;然后判断读模式还是写模式，如果是读模式，则获取读取地址，向DUT发送读时钟，读取数据，数据读取完成后，发送所读取的数据给上位机;如果是写模式，则获取写入的地址和数据，然后向DUT发送写时钟，向DUT 对应的地址写入数据，写入完成后，判断写入的数据是否正确，正确则写入结束，错误则返回重新写入。
[0065]存储模块主要是由外部存储器构成，是存放文件索引表、温度测试及标定hex、客户hex的程序、芯片信息及设计指标等数据的存储单元，嵌入式微处理器接收到数据存储命令，开始初始化存储单元，并准备接收hex文件，接收到数据传输命令后，开始接受数据并将数据存储到外部存储器，同时反馈数据传输信息。外部存储器采用NOR FLASH存储，提高数据写入速度，加快存储。存储器包含即hex文件索引区和hex数据区。hex文件索引表存放被标定芯片的基本信息，如芯片型号、数据大小、存放位置和其他信息;数据区用来存放用户要烧录的数据。[〇〇66] 上下位机通信接口模块，此模块包含USB通信处理模块和UART串口下载模块，USB 通信处理模块主要完成发送命令给嵌入式微处理器，经过指令解析后提取出命令、地址或数据信息，然后根据相应的命令进行操作;UART串口下载模块主要是对嵌入式微处理器进行固件更新的，使用在线更新模式，可以对底层嵌入式系统进行在系统更新，更新完成后， 系统进入正常工作模式，此时串口可以作为备用通信接口以备使用。[〇〇67]如图4所示，上下位机通信接口模块的处理流程为:[〇〇68]开始，启动上下位机通信接口模块，进入固件更新模式或USB通信模式，根据用户的选择进入固件更新模式或USB通信模式，如果是固件更新模式，则进入ISP工作模式，初始化串口、时钟10端口等，准备完成后接收上位机文件，进行ARM固件更新，更新完成后进行反馈即可;如果是USB通信模式，则启动USB模块，初始化时钟、端口等，然后进行USB枚举，上下位机握手，握手成功后接收USB数据包，提取命令及数据，进行数据处理，接口处理模式结束。
[0069]温度测量模块，主要是获取外部温度传感器模块温度信息和读取被测芯片温度传感器温度数据信息，外部温度传感器是单总线温度传感器1C，采用单总线输出方式，接口简单，可根据自身要求灵活应用，工作电流非常低，功耗小，适用于移动设备，宽电压操作 (3.0-5.5V)，可以工作于多种电源系统;被测芯片温度传感器是通过ARM对DUT进行读写操作，将命令、地址和数据写入DUT，然后再将DUT反馈的数据接收，并将接收到的数据按照帧格式并封装好，进行处理和显示;ARM根据接收到的数据和外部温度传感器获取的标杆数据经过一系列的处理得到标定数据。
[0070]如图5所示，温度测量模块的处理流程为:[〇〇71]开始，初始化外部温度传感器、ARM及DUT端口，然后获取PC(上位机)的控制命令， 选择被测芯片，然后ARM与外部温度传感器的握手，握手成功后，读取传感器转换的温度数据，并计算得到当前标杆温度，将得到的标杆温度数据进行保存，接着配置DUT寄存器，获取所需数据信息，将得到的数据信息进行保存，对数据进行处理。
[0072]芯片检测及温度标定模块，主要是对烧录管脚电气连接特性进行检测和对芯片进行温度标定，首先对被标定芯片的烧录接口进行连接性检查即0S开短路测试，分为管脚开路和管脚短路两种方式的检测，两种检测方式以提示用户烧录接口的电气连接是否正常； 然后，进入芯片温度标定流程，检测芯片ID以确定相应的标定方式和标定值写入位置，根据温度测量单元测试的数据计算出标定数据，嵌入式微处理器ARM控制电源系统使得DUT进入烧录模式，将标定值和测试hex烧录进芯片；嵌入式微处理器ARM使DUT进入测试模式，进而读取芯片温度传感模块采集的温度数据，与当前外部温度传感器标杆数据对比，以确定温度标定的实际效果，获取高低温箱温度设定序列，并设置下一个温度点，如此循环直至所有温度点测试完成。[〇〇73]如图6所示，芯片检测及温度标定模块的处理流程为:[〇〇74]开始，初始化芯片检测及温度标定模块，然后检查烧录管教是否正常连接;正常连接后，选择电压系统输出电压，使得芯片进入烧录模式，然后读取芯片ID，以确定需要标定芯片的类型，退出烧录模式，芯片进入用户模式，获取标杆温度数据及当前被标定芯片温度数据，根据温度数据计算出标定数据，从存储器获取标定地址及ROM类型等信息，然后判断芯片是否为空；如果是空，则直接进行烧录，如果是非空，则进一步判断是否是0TP类型，芯片为非空0TP类型芯片，提示客户更换，再是否是FLASH类型，然后控制电压选择系统，选择相应输出电压，进入烧录，被测芯片掉电，再上电，通过烧录接口发送烧录模式指令，使得芯片进入烧录模式;将标定值写入温度校正区域，完成后，关闭烧录电压，芯片进入正常工作模式，读外部传感器标杆数据和被标定芯片温度数据，对比两个数据的偏差，发送给PC;偏差如果在范围内，则发送标定成功和温度信息，获取温度序列数据，设置高低温箱温度，温箱的温度序列设定完成后，设置高低温箱温度为常温，将标定各温度点的温度数测试数据进行显示，标定结束;如果偏差超过范围3次以上，则是标定失败，如果偏差超过范围3次以内，则返回重新标定。
[0075]数据处理模块，主要是接收PC或上位机发送的数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外部温度传感器连接是否正常、烧录管脚是否接触良好和标定失败处理等事件的处理，各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理等。[〇〇76]如图7所示，数据处理主要包括四个部分:判断数据接收错误、判断USB通信故障、 判断传感器通信错误及判断温度标定错误。具体的处理流程如下:[〇〇77]开始，进入数据处理模块，对各种类型的错误进行分类编号，系统发生故障后，读取系统状态信息，判断故障类型；保存当前系统状态信息到差错处理区，进入错误查找模式:
[0078]1、如果是否是接收数据帧错误，是则保存错误编号，发送错误类型信息，PC接收到错误类型信息后显示，并重新发送信息帧，判断通信故障是否大于3次，小于则返回重新进行判断是否是接受数据帧错误，大于则向PC发送错误信息，并提示重新传输。
[0079]2、如果是USB通信故障，则USB重新枚举、握手，发送错误类型信息，并提示用户；判断通信故障是否大于3次，小于则返回重新进行判断是否是USB通信故障，大于则发送USB初始化失败或枚举失败或握手失败信息，并提示检查。
[0080]3、如果是传感器通信错误，则重新初始化传感器连接总线接口，判断通信故障是否大于3次，小于则返回重新进行判断是否是传感器通信错误，大于则发送握手失败信息， 并提不检查。[0081 ]4、如果是温度标定错误，则重新初始化通信接口，重新获取温度数据计算标定数据对比标定指标，然后判断设计指标偏离是否大于3次，大于3次则发送接口初始化失败或寄存器配置失败或握手失败信息，并提示检查。
[0082]电源控制模块通常包含烧录电源控制和DUT供电控制等两种，烧录电源控制是嵌入式微处理器通过控制指令实现对不同ID类型芯片，输出不同烧录电压的控制单元;DUT供电控制是实现对多个芯片中哪一个芯片供电或者掉电的控制，作为进入烧录模式一个自动控制方式；电源控制模块根据系统运行的方式和客户不同种类的ID确定哪一个芯片在什么时间段进入烧录模式的有效手段，通过对烧录电源和供电电源的协调运作，以确保对需要测试及标定芯片工作模式的有效的控制。电源控制模块通过现有技术即可实现，在此不再赘述。[〇〇83]如图8所示，本发明的实现方法包括步骤如下:[〇〇84]201、启动，测试及标定终端上电，初始化系统时钟、10端口、USB模块存储模块和LCD等模块初始化，然后配置内部寄存器数据，外部传感器自检和握手，接着完成USB通信枚举握手，检查配置文件，包含烧录hex、温度点列表、芯片信息及设计指标文件等信息数据， 测试及标定系统检查烧录接口电气连接特性。[〇〇85]202、测试及标定系统检查没有客户配置文件信息，提示客户将指定文件输入到指定位置，直到文件检查完成才继续执行。检查到重要文件信息后，开始等待客户选择进入测试模式还是量产模式，如果是测试模式，开始执行203、204、205、206等步骤。否则执行207等步骤。[〇〇86]203、进入测试模式，首先读取配置文件，然后判断被测试及标定芯片的类型，将芯片类型信息保存，接着将配置文件及相关信息按照文件种类建立索引表，按照索引表文件序列组装成传输数据包根式打包发送给测试及标定系统，最后测试及标定系统按照数据传输格式获取数据并按照地址顺序存放至存储单元。
[0087]204、设置高低温箱为常温20摄氏度或者设定的标定温度点，读取外部传感器数据调整温箱温度，使之达到设定值，测试及标定系统根据芯片类型信息控制电源系统输出相应的烧录电源，同时对芯片进行相关操作使得芯片进入烧录模式，读取芯片ROM程序存储区数据，判断是否为空片，发送非空片信息，获取ROM类型信息，续而判断是否为0TP类型R0M， 如果是，发送芯片为非空OTP类型芯片，提示客户更换，结束标定，如果是ROM类型的ROM或者判断为空片，提示用户在3秒钟后进行测试程序烧录并将信息进行显示，根据索引表索引读取测试程序、芯片信息数据、温度点设定列表和温度标定地址等数据信息，测试及标定系统通过烧录接口将测试代码烧录到DUT被测芯片。[〇〇88]205、测试及标定系统获取外部温度传感器标杆温度数据信息，读取DUT温度传感模块输出的温度数据信息，测试及标定系统根据标杆温度和测试温度，按照标定原则进行一系列的运算，得到温度标定数据，根据温度标定地址将温度标定数据写入芯片指定区域， 读取温度传感模块输出的温度数据，与获取的标杆温度进行比较，确定是否最接近标杆温度或者在设计指标范围，如果偏差较大，进而需要进行判断芯片ROM类型以确定是否可以再次标定，如果是ROM类型，则执行206，否则重复205进行重新标定。[〇〇89]206、测试及标定系统控制DUT进入正常工作模式，读取温度点列表，设定高低温箱温度，读取外部温度传感器温度数据，与设定温度点比较，直到达到设定温度点，测试及标定系统分别获取外部温度传感器温度数据和被测芯片温度数据，并将此数据信息封装成传输格式规定的数据包，并进行保存;将接受的数据信息在数据捕捉区显示，同时绘制标杆温度曲线和被测芯片温度曲线图，测试及标定系统在采集完成所需要的数据后，按照温度列表设定下一个测试温度点，温度列表内的温度点测试完成后，绘制全温度点图形并显示，同时计算出实测温度数据与标杆温度的差异性，并将差异信息保存并在捕捉区显示，测试模式结束。
[0090]207、进入量产模式，提示用户选择是否需要代烧录和下载配置文件，如果是代烧录，测试及标定系统检测存储单元有无配置，提示用户需要联机下载配置文件信息，下载完成配置文件后，将代烧录与否的信息写入芯片配置文件中，将配置文件信息发送给测试及标定系统保存，继而执行208;不需要代烧录，则继续执行以下步骤。[〇〇91]为方便用户使用，整个标定过程可在外加IXD显示模块中进行显示。[〇〇92]208、测试及标定系统控制高低温箱值设定温度点或者设定为常温20摄氏度(或当前温度点，获取外部传感器数据与设定温度点对比，直到预设点。当设置为当前温度点后， 标已经获取的外部温度传感器温度数据为标定点)。到达设点温度点后，测试及标定系统根据芯片类型信息控制电源系统输出相应的烧录电源，同时对芯片进行操作使得芯片进入烧录模式，如果需要代烧录，测试及标定系统读取存储器(外部存储器)下载的客户hex文件及芯片信息，并将其烧录进芯片。
[0093]209、测试及标定系统分别获取外部温度传感器标杆温度数据和被测芯片温度数据，根据标杆温度和测试温度，进行一系列的运算，得到温度标定数据，按照芯片提供的温度标定地址信息数据，将温度标定数据写入芯片，然后读取芯片测试的温度数据，判断是否在设计指标内，如果偏差较大，进而需要进行判断芯片ROM类型以确定是否可以再次标定，如果是ROM类型，则执行210,否则重复211步骤。[〇〇94]210、被标定后的芯片与设计指标有较大的偏差，如果是FLASH类型的芯片，执行209步骤并顺序执行。如果是0TP类型的芯片，将温度还原至常温，完成升降温后停止高低温箱，测试及标定系统控制handler将偏差较大的芯片投入坏BIN，同时LCD模块显示烧录出现问题的芯片并计数，结束本次标定。
[0095]211、被标定后的芯片在设计指标内，测试及标定系统控制handler将偏差较大的芯片投入好BIN，IXD显示成功标定的个数，结束本次标定。
[0096]测试及标定系统是每次对芯片是否测试及标定的循环查询工作状态的一个过程， 不断的查询和状态判断，命令的解析，目的是把测试模式、量产模式、温度矫正、智能设备控制、数据比较、信息提示、固件更新及PC机特点结合，实现自动化的测试及标定系统。
[0097]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多芯片温度测试及标定系统，其特征在于该系统包括有DUT寄存器配置模块、存 储模块、上下位机通信接口模块、外部温度传感器、被测芯片温度传感器、温度测量模块、芯 片检测及温度标定模块、数据处理模块和电源控制模块，其中:DUT寄存器配置模块，是对被测试和标定的芯片所需功能的配置；存储模块是存放文件索引表、温度测试及标定hex、客户hex的程序、芯片信息及设计指 标等数据的存储单元；上下位机通信接口模块，包含USB通信处理模块和UART串口下载模块，USB通信处理模 块主要完成发送命令给嵌入式微处理器，经过指令解析后提取出命令、地址或数据信息，然 后根据相应的命令进行操作;UART串口下载模块主要是对嵌入式微处理器进行固件更新；温度测量模块，是获取外部温度传感器的温度信息和读取被测芯片温度传感器温度数 据信息，外部温度传感器是单总线温度传感器1C，采用单总线输出方式，用以向温度测量模块 输出温度信息；被测芯片温度传感器，用以向温度测量模块输出被测芯片的温度数据信息，其是通过 ARM对DUT进行读写操作，将命令、地址和数据写入DUT，然后再将DUT反馈的数据接收，并将 接收到的数据按照帧格式并封装好，发送给其它设备或上位机进行处理和显示;ARM根据接 收到的数据和外部温度传感器获取的标杆数据经过芯片检测及温度标定模块的处理得到 标定数据；芯片检测及温度标定模块，是对烧录管脚电气连接特性进行检测和对芯片进行温度标 定；数据处理模块，是判断接收的数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外部温度传感 器连接是否正常、烧录管脚是否接触良好和标定失败处理等事件的处理，各功能模块在程 序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理等。电源控制模块包含烧录电源控制和DUT供电控制等两种;DUT供电控制是实现对多个芯 片中哪一个芯片供电或者掉电的控制，作为进入烧录模式一个自动控制方式；所述DUT寄存器配置模块、存储模块、上下位机通信接口模块、芯片检测及温度标定模 块、数据处理模块集成于ARM(嵌入式处理器)内，所述外部温度传感器和被测芯片温度传感 器与设置于温箱内的温度测量模块进行通讯，所述温度测量模块通过数据接口与ARM进行 通讯。2.如权利要求1所述的多芯片温度测试及标定系统，其特征在于所述ARM通过通道切换 模块连接有多个烧录通道，以分别对不同的烧录电源进行温度测试和标定。3.如权利要求1所述的多芯片温度测试及标定系统，其特征在于在单板控制系统中， DUT寄存器处理模块包含读寄存器和写寄存器，读寄存器是处理发送来的寄存器控制命令， 对接收到的数据提取出需要读取的地址，然后根据获取的地址信息，读取DUT地址对应的数 据，最后将获取的数据进行显示和保存;写寄存器是提取发送来的地址和数据信息，将获取 的数据根据地址信息，写入到DUT指定单元，然后读取对应地址的数据，返回操作结果。4.如权利要求1所述的多芯片温度测试及标定系统，其特征在于存储模块采用NOR FLASH存储，提高数据写入速度，加快存储;存储模块为外部存储器，包含即hex文件索引区 和hex数据区，hex文件索引表存放被标定芯片的基本信息，数据区用来存放用户要烧录的数据。5.如权利要求1所述的多芯片温度测试及标定系统，其特征在于所述芯片检测及温度 标定模块首先对被标定芯片的烧录接口进行连接性检查即0S开短路测试，分为管脚开路和 管脚短路两种方式的检测，两种检测方式以提示用户烧录接口的电气连接是否正常;然后， 进入芯片温度标定流程，检测芯片ID以确定相应的标定方式和标定值写入位置，根据温度 测量单元测试的数据计算出标定数据，嵌入式微处理器控制电源系统使得DUT进入烧录模 式，将标定值和测试hex烧录进芯片，嵌入式微处理器是DUT进入测试模式，进而读取芯片温 度传感模块采集的温度数据，与当前外部温度传感器标杆数据对比，以确定温度标定的实 际效果，获取高低温箱温度设定序列，并设置下一个温度点，如此循环直至所有温度点测试 完成。6.—种多芯片温度测试及标定方法，其特征在于该方法包括如下步骤:101、测试及标定系统启动，进行初始化；102、检查配置信息，并选择进入模式；103、进入测试模式，首先读取配置文件，然后判断被测试及标定芯片的类型，将芯片类 型信息保存，再将配置文件进行储存；104、设置设定的标定温度点，芯片进入烧录模式，进行烧录；105、测试及标定系统获取外部温度传感器标杆温度数据信息，读取DUT温度传感模块 输出的温度数据信息，测试及标定系统根据标杆温度和测试温度，得到温度标定数据，根据 温度标定地址将温度标定数据写入芯片指定区域，读取温度传感模块输出的温度数据，与 获取的标杆温度进行比较，确定是否最接近标杆温度或者在设计指标范围，如果偏差较大， 进而需要进行判断芯片ROM类型以确定是否可以再次标定，如果是ROM类型，则执行下一步， 否则重复本步骤进行重新标定；106、测试及标定系统控制DUT进入正常工作模式，读取温度点列表，设定温箱温度，读 取外部温度传感器温度数据，与设定温度点比较，直到达到设定温度点，测试及标定系统分 别获取外部温度传感器温度数据和被测芯片温度数据，并将此数据信息封装成传输格式规 定的数据包保存；107、测试及标定系统进入量产模式，选择是否需要代烧录和下载配置文件，如果是代 烧录，测试及标定系统检测存储模块有无配置，提示下载配置文件信息，完成配置文件后， 将代烧录与否的信息写入芯片配置文件中，并将配置文件信息发送给测试及标定系统保 存，继而执行下一步;不需要代烧录，则继续执行以下步骤；108、测试及标定系统控制温度到设定温度点，芯片进入烧录模式，如果需要代烧录，测 试及标定系统读取存储单元下载的客户hex文件及芯片信息，并将其烧录进芯片；109、测试及标定系统分别获取外部温度传感器标杆温度数据和被测芯片温度数据，根 据标杆温度和测试温度，得到温度标定数据，按照芯片提供的温度标定地址信息数据，将温 度标定数据写入芯片，然后读取芯片测试的温度数据，判断是否在设计指标内，如果偏差较 大，进而需要进行判断芯片ROM类型以确定是否可以再次标定，如果是ROM类型，则执行下一 步，否则重复本步骤；110、被标定后的芯片与设计指标有较大的偏差，如果是FLASH类型的芯片，执行109步 骤并顺序执行;如果是0TP类型的芯片，将温度还原至常温，完成升降温后停止温箱，测试及标定系统控制handler将偏差较大的芯片投入坏BIN，结束本次标定。7.如权利要求6所述的多芯片温度测试及标定方法，其特征在于所述101步骤中，进一 步包括有测试及标定系统上电，初始化系统时钟、10端口、USB模块存储模块和LCD等模块初 始化，然后配置内部寄存器数据，外部传感器自检和握手，接着完成USB通信枚举握手，检查 配置文件，包含烧录hex、温度点列表、芯片信息及设计指标文件等信息数据，测试及标定系 统检查烧录接口电气连接特性。8.如权利要求6所述的多芯片温度测试及标定方法，其特征在于所述103步骤中，所述 的将配置文件进行储存，先要将配置文件及相关信息按照文件种类建立索引表，按照索引 表文件序列组装成传输数据包根式打包发送给测试及标定系统，最后测试及标定系统按照 数据传输格式获取数据并顺序存放至存储模块。9.如权利要求6所述的多芯片温度测试及标定方法，其特征在于所述的104步骤中，设 置设定的标定温度点后通过外部传感器数据调整温箱温度，使之达到标定温度点的设定 值，测试及标定系统根据芯片类型信息控制电源系统输出相应的烧录电源，同时对芯片进 行相关操作使得芯片进入烧录模式，读取芯片ROM程序存储区数据，判断是否为空片，发送 非空片信息，获取ROM类型信息，续而判断是否为0TP类型R0M，如果是，发送芯片为非空0TP 类型芯片，提示更换，结束标定;如果是ROM类型的ROM或者判断为空片，提示在一定时间后 进行测试程序烧录，根据索引表索引读取测试程序、芯片信息数据、温度点设定列表和温度 标定地址等数据信息，测试及标定系统通过烧录接口将测试代码烧录到DUT被测芯片。10.如权利要求6所述的多芯片温度测试及标定方法，其特征在于所述的106步骤中，所 述的数据信息在数据捕捉区显示，同时绘制标杆温度曲线和被测芯片温度曲线图，测试及 标定系统在采集完成所需要的数据后，按照温度列表设定下一个测试温度点，温度列表内 的温度点测试完成后，绘制全温度点图形并显示，同时计算出实测温度数据与标杆温度的 差异性，并将差异信息保存并在捕捉区显示，测试模式结束。
【文档编号】G01K13/00GK106017727SQ201610321574
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】庞新洁
【申请人】合肥市芯海电子科技有限公司