用于测试一个或多个差分信令通道的开路的方法和装置的制作方法

专利名称：用于测试一个或多个差分信令通道的开路的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测试一个或多个差分信令通道(differential signaling channel)的开路的方法和装置。
背景技术：
在现代的高速电路设计中，差分信令通道越来越多地被用于在电路组 合件(例如，印刷电路板或多芯片模块)的不同组件(例如，集成电路) 之间按某一路线传送信号。利用差分信令技术，单个信号在差分驱动器和 差分接收器之间通过一对差分信号路径(例如， 一对具有受控阻抗和几乎 相等的长度的匹配线路)传输。在通道的驱动端，差分驱动器在信号路径 之一上发送预期信号，并在另一信号路径上发送该信号的互补形式。在通 道的接收端，差分接收器从预期信号中减去互补信号，从而产生具有预期 信号的两倍幅度的信号。
差分信令技术所提供的一个优点是更大的抗噪声能力。例如，如果时 变信号S(t)通过差分信令通道的一条信号路径传输，而时变信号-S(t)通过 通道的另一条信号路径传输，则这两条信号路径中引入的任何噪声N(t)都 将被从输出自差分接收器的信号R(t)中去除(即，R(t)=[S(t)+N(t)]-[-S(t)+N(t)]，简化为R(t)=2*S(t))。
在过去，电容性测试(capacitive testing)有时被用于测试差分信令通 道的开路。电容性测试在Crook等人的美国专利(#5,557,209 )、 Kerschner的美国专利(#5,420,500 )和Kerschner等人的美国专利 (#5，498，964)中有一般性描述。用于对差分信令通道进行电容性测试的 示例性设置和等效电路在图l和2中示出(并在下面简要描述)。
作为示例，图1中所示的电路组合件100包括集成电路(IC) 102和 连接器104，两者都安装在印刷电路板(PCB) 106上。由第一和第二信号路径110、 112构成的差分信令通道108将IC 102的管脚耦合到连接器104 的管脚。为了清楚起见，路径110、 112被示为具有不同的长度，并且布 置在PCB 106的不同层上。然而，实际上，路径110、 112可能具有匹配 长度，并且可能并排布置在PCB106的单层中。
连接器104经由多个焊球114焊接到PCB 106。然而，缺少了意图将 连接器104耦合到信号路径112的焊球，从而产生了 "开路"缺陷。开路 在信号路径112中引入了串联电容Q)。
电容性感测板(sense plate) 116位于连接器104上方。如图所示，感 测板116可以直接放置在连接器104中或连接器104上，从而在感测板 116和连接器104的每个触点之间产生了小的电容Cs。或者，集成电路或 具有工程化电容Cs的其他组件可以插入在连接器104中，并且感测板116 可以位于该组件上。感测板116连接到缓冲器118，缓冲器118又连接到 交流(AC)信号检测器120。当测试信号路径112的开路时，第一测试探 针122被用于将信号路径112耦合到AC源124，并且一个或多个其他测 试探针126被用于将信号路径110和电路组合件100的其他节点耦合到 地。
图2图示了图1中所示装置的等效电路。开关S代表被测试的信号路 径112的质量。如果信号路径112 (包括将信号112耦合到连接器104的 焊球)是无缺陷的(即，在路径112中没有开路)，则开关S闭合，并且 AC信号检测器120看见的电容是Cs。然而，如果路径112有开路，则等 效电路中的开关S也断开，并且AC信号检测器120看见的电容是 CS*C0/(CS+C0)。如果Q被选择为远大于任何可能的C0，则信号路径中的 开路将导致AC信号检测器120看见的电容接近C0。结果，AC信号检测 器120必须具有足够的分辨率来区分Cs和C0。
在如上所述测试了信号路径112后，可以交换信号路径110、 112的 激励和接地，并且可以与测试信号路径112的开路类似地来测试信号路径 110的开路。关于如何经由安装在基板上的连接器执行电容性测试的进一 步细节在Parker等人的美国专利(#6,933,730)和Parker等人的美国专利 (#6,960,917)中有所公开。尽管图1中所示的设置提供了一种可接受的用于测试差分信令通道的
"探针使能"(probe-able)信号路径的装置，但是印刷电路板上填充的器 件变得越来越密集，并且放置测试探针以与板级别的节点相接触的能力也 变得更加困难。在某些情况下，这是因为测试探针相比于板级别的节点的 间距或密度而言太大。在其他情况下，甚至没有提供板级别的节点。当前 的PCB拓扑所带来的另一个问题是有时需要被探测的节点数目超过了可用 的测试探针数目。结果，需要新的用于测试这些板(具体而言是这些板的 差分信令通道)的技术。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于测试差分信令通道的方法， 所述差分信令通道具有0差分信号路径对和ii)限定所述差分信号路径对
的界限的信号地对，所述方法包括使差分波形的正和负相位在所述差分 信号路径对的相应路径上被驱动，同时监视在电容性感测板中感生的信 号，所述电容性感测板与所述差分信令通道的所有路径和地相邻并且电容 性地耦合到所有这些路径和地；当被监视信号的幅度在第一范围内时，向 用户指示在所述差分信令通道中没有开路缺陷；以及当所述被监视信号的 幅度落在一个或多个第二范围内而不在所述第一范围内时，向所述用户指 示在所述差分信令通道中存在开路。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于测试具有多个差分信令通道 的器件的方法，其中每个差分信令通道具有i)差分信号路径对和ii)限定
所述差分信号路径对的界限的信号地对，所述方法包括使差分波形在每 个所述差分信令通道上被并行驱动，同时监视在电容性感测板中感生的第 一信号，所述电容性感测板与所有的所述差分信令通道的所有路径和地相
邻并且电容性地耦合到所有这些路径和地；当被监视的第一信号的幅度在 第一范围内时，向用户指示在任何所述差分信令通道中都没有开路缺陷； 以及当所述被监视的第一信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在所 述第一范围内时，发起缺陷寻找操作，包括以下步骤使第二差分波形在 所述差分信令通道中的一个特定通道上被驱动，同时使已知相位的差分波形在其他差分信令通道上被驱动，并同时监视在所述电容性感测板中感生
的第二信号；使所述第二差分波形的互补形式在所述差分信令通道中的所
述特定通道上被驱动，同时再一次使所述已知相位的差分波形在所述其他 差分信令通道上被驱动，并同时监视在所述电容性感测板中感生的第三信
号；以及如果在所述第一信号和所述第二信号之间有相位改变，则向所述 用户指示在所述差分信令通道中的所述特定通道中存在开路。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于测试差分信令通道的装置， 所述差分信令通道具有i)差分信号路径对和ii)限定所述差分信号路径对 的界限的信号地对，所述装置包括电容性感测板；耦合到所述电容性感 测板的信号检测器；以及至少一个控制系统，被配置为执行以下步骤使 差分波形的正和负相位在所述差分信号路径对的相应路径上被驱动，同时 i)所述电容性感测板与所述差分信令通道的所有路径和地相邻并且电容性 地耦合到所有这些路径和地，并且ii)所述信号检测器被配置为监视在所 述电容性感测板中感生的信号；当被监视信号的幅度在第一范围内时，向 用户指示在所述差分信令通道中没有开路缺陷；以及当所述被监视信号的 幅度落在一个或多个第二范围内而不在所述第一范围内时，向所述用户指 示在所述差分信令通道中存在开路。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于测试具有多个差分信令通道 的器件的装置，其中每个差分信令通道具有i)差分信号路径对和ii)限定 所述差分信号路径对的界限的信号地对，所述装置包括电容性感测板； 耦合到所述电容性感测板的信号检测器；以及至少一个控制系统，被配置 为执行以下步骤使差分波形在每个所述差分信令通道上被并行驱动，同 时，i)所述电容性感测板与所有的所述差分信令通道的所有路径和地相邻 并且电容性地耦合到所有这些路径和地，并且ii)所述信号检测器被配置 为监视在所述电容性感测板中感生的第一信号；当被监视的第一信号的幅 度在第一范围内时，向用户指示在任何所述差分信令通道中都没有开路缺 陷；以及当所述被监视的第一信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不 在所述第一范围内时，发起缺陷寻找操作，包括以下步骤在所述差分信 令通道中的一个特定通道上驱动第二差分波形，同时使己知相位的差分波形在其他差分信令通道上被驱动，并且同时所述信号检测器监视在所述电
容性感测板中感生的第二信号；在所述差分信令通道中的所述特定通道上
驱动所述第二差分波形的互补形式，同时再一次使所述已知相位的差分波 形在所述其他差分信令通道上被驱动，并且同时所述信号检测器监视在所
述电容性感测板中感生的第三信号；以及如果在所述第一信号和所述第二 信号之间有相位改变，则向所述用户指示在所述差分信令通道中的所述特 定通道中存在开路。


在附图中图示了本发明的说明性实施例，在附图中
图1图示了用于对差分信令通道进行电容性测试的示例性设置；
图2图示了图1中所示装置的等效电路；
图3图示了耦合在差分驱动器和连接器之间的示例性差分信令通道； 图4图示了耦合在差分驱动器和差分接收器之间的示例性差分信令通
道；
图5图示了图3和4中所示的信号地是如何采取地路径的形式的； 图6图示了电容性测试是如何可被用于测试无缺陷差分信令通道的； 图7图示了图6中所示装置的等效电路；
图8图示了电容性测试是如何可被用于测试在承载差分波形的负相位 的信号路径中有开路缺陷的差分信令通道的； 图9图示了图8中所示装置的等效电路；
图IO示出了 "F"相对于范围大约从0.1到30的Cc对Co比率的图； 图11图示了差分信令通道中各种开路缺陷的预期感测板信号的表； 图12图示了电容性测试是如何可被用于测试在与承载差分波形的负 相位的信号路径相邻的信号地中有开路缺陷的差分信令通道的； 图13图示了图12中所示装置的等效电路；
图14图示了电容性测试是如何可被用于测试差分信令通道的开路和 某些短路的；
图15图示了用于测试差分信令通道的示例性方法；图16图示了用于并行测试多个差分信令通道的示例性方法；以及
图17图示了用于执行方法1500或1600的示例性装置。
具体实施例方式
作为预先声明，请注意，在下面的描述中，出现在不同附图中的相似 标号指代相似的元件/特征。因此，通常出现在不同附图中的相似元件/特 征将不针对每幅附图进行详细描述。
在描述用于测试差分信令通道的开路缺陷的新型方法和装置之前，首
先将描述某些示例性差分信令通道。为此，图3和4图示了差分信令通道 300的两种示例性配置。通道300包括被一对信号地306、 308限界的一对 差分信号路径302、 304。信号地306、 308有助于将信号路径302、 304与 导致噪声的源(包括其他信号路径)隔离。 一般而言，每条信号路径 302、 304将耦合在一端的差分驱动器310和另一端的连接器312 (图3) 或差分接收器400 (图4)之间。
差分驱动器310 —般提供在集成电路318中，但是这不是必需的。例 如，差分驱动器310可以作为基板320上的分立组件提供。在某些情况 下，集成电路318 (或提供差分驱动器310的其他组件)可以经由第二连 接器耦合到基板320。
图3图示了差分驱动器310和连接器312之间的差分信令通道300的 耦合。连接器312可以采取许多形式，包括边缘连接器(例如，用于耦合 到PCB)、插座(例如，用于接收集成电路)或线缆连接器。在某些情况 下，连接器312可以接收承载差分接收器400的组件，在其他情况下，连 接器312可以接收用于扩展差分信令通道300的长度的组件。
图4图示了差分驱动器310和差分接收器400之间的差分信令通道 300的耦合。作为示例，差分接收器400可以提供在安放在连接器312屮 的集成电路402内。然而，在其他实施例中，差分接收器可以提供在除集 成电路之外的组件中，或者集成电路402或其他组件可以在不使用连接器 312的情况下耦合到基板320。
基板320可以采取各种形式，包括PCB或柔性电路。在图3和4中，信号地306、 308被示为与信号路径302、 304的末端 相邻的地点(例如，连接器312的接地管脚)。在其他实施例(图5) 中，信号地306、 308可采取沿信号路径302、 304的长度的一部分或全部 延伸的地路径500、 502的形式。如果信号地采取地路径500、 502的形 式，则所有路径302、 304、 500、 502 —般都形成在基板320的同一层 中，尽管也有可能路径302、 304、 500、 502可以按层叠配置(即，其中 每条路径302、 304、 500、 502形成在基板320的不同层中)实现，或者 按这样的配置实现，在该配置中，地路径500、 502形成在形成有信号路 径302、 304的层的上方或下方。
上面已经描述了差分信令通道300的各种示例性配置，现在描述用于 测试一个或多个差分信令通道的方法和装置。
一种测试差分信令通道的开路的方式是利用电容性测试系统，例如图
1中所示的电容性测试系统。在过去，这是通过以下方式实现的向一条
信号路径302施加一个激励，同时1)将另一信号路径304接地，并且 2)监视在电容性感测板116中感生的信号，感测板116位于通道300终止 处的连接器 312或集成电路402中或者与之相邻。然后向另一信号路径 304施加一个激励，同时l)将第一信号路径302接地，并且2)监视在电 容性感测板116中感生的信号。
在过去，通道300连接到的差分驱动器310未被用于激励通道300的 信号路径302、 304。事实上，如上所述当在某一时刻向一条信号路径施加 激励时，差分驱动器310甚至还未被加电。然而，给差分驱动器310加电 且并行激励两条信号路径302、 304提供了一种测试通道300的有用方 式，如下所述。
图6和7图示了无缺陷情形。这里， 一个微小电容Cs形成在感测板 116与差分信令通道300的每条信号路径和地之间。见图6。另一个微小 电容Cc形成在差分信令通道300终止处的集成电路402或连接器312的相 邻触点之间。如果感测板116被适当地定位，则电容Cs应当是基本相等的 (即，相等，但是有小的制造或定位容差)。类似地，如果连接器312或 集成电路402被适当地形成，则每个电容Cc应当是基本相同的。如果差分信令通道300被用相比于通道300被设计的工作频率来说相 对较低的频率(例如，<10kHz，相比于若干MHz或GHz)加以测试，则 当针对图6中所示的组件开发等效电路模型时耦合电容Cc可以被忽略。 这是因为差分驱动器310的阻抗相比于由Cs和Cc电容呈现的阻抗来说应 当非常低。因此，图6中所示组件的等效电路应当包括一对被线路与 (wired-AND)的电容Cs。见图7。
给定图7中所示的电路模型，通道300上差分波形(即，代表单个波 形的互补的正和负波形)的驱动应当导致在电容性感测板116中不感生信 号。即，差分波形的互补的正和负相位应当彼此抵消，并且不在感测板 116中感生可检测的信号。然而，实际上，在信号路径302、 304中的一条 或两条中可能感生某个量的不可抵消噪声；或者在分别通过信号路径 302、 304驱动的正和负信号相位的定时中可能存在微小的差别；或者在信 号路径302、 304之间可能有微小的物理差异。结果，希望定义一个指示 无缺陷通道300的在零附近的信号范围。例如，在一个实施例中，在感测 板116中感生的幅度在0和在通道300上传输的差分波形的幅度的0.1倍 之间的信号可以被认为指示无缺陷通道300。
这里所定义的差分波形的"幅度"是差分波形的正或负相位信号的幅度。
现在考虑由信号路径302、 304之一中的开路构成的通道缺陷。图8 和9图示了这种情形，作为示例，开路缺陷存在于承载差分波形的负相位 的信号路径中。这里，小电容Cs和Cc仍然存在。见图8。然而，还存在 另一电容c0。电容Co代表例如由连接器312和基板320之间的漏焊或有
缺陷的焊接产生的开路。
图8中所示组件的等效电路900在图9中示出。从电路900中可以看 出，差分波形的正相位将基本完全传输到感测板116 (经由小的Cs)，并 且同一信号的一部分将经由由电容Cc产生的分容器(capacitive divider) 再次耦合到感测板116中。微小量的差分波形的负相位也将经由Co和Cs 的组合耦合到感测板116 (尽管该微小量的耦合可以被忽略)。
给定等效电路900，在将电容Cs、 Cc和Co转换为相应的阻抗ZS、ZC和ZO后，在感测板116处看见的信号R(t)将是S(t)+FtS(t)或
(l+F)*S(t)，其中S(t)是在通道300上承载的差分波形的正相位，并且
"F"由以下函数定义
<formula>formula see original document page 16</formula>
如果在承载差分波形的正相位的信号路径中存在开路，则R(t)的式了-将是-(l+FfS(t)。
图10示出了 "F"相对于范围大约从0.1到30的Cc对Co的比率的 图。作为示例，该图假定C^10毫微微法(fF) ， Cc=30fF，并且Co范围 从1 fF到超过200 fF。尽管"F"的值范围从-1.0到+1.0，并且对于小于 1.0的Cc对C。的比率来说是负的，但是Cc对Co的比率一般要远大于 1.0，因此"F"的值几乎总是正的，并且范围从0到+1.0。这意味着如果 在差分信令通道300的信号路径302、 304之一中存在开路的话，则R(t)的 幅度将是S(t)幅度的l l|到| 2|倍。如果承载差分波形的负相位的信号路径是 开路的，则R(t)将是负的，范围从+1.0至lJ+2.0;而如果承载差分波形的正 相位的信号路径是开路的，则R(t)将是正的，范围从-1.0到-2.0。见图11 中所示的表。
现在考虑由信号地306、 308之一中的开路构成的通道缺陷。图12和 13图示了这种情形，作为示例，开路缺陷存在于与承载差分波形的负相位 的信号路径相邻的信号地中。同样，小电容Cs和Cc仍然存在。见图12。 然而，电容Co现在存在于信号地308中。电容Co代表例如由连接器312 和基板320之间的漏焊或有缺陷的焊接产生的开路。
图12中所示组件的等效电路1300在图13中示出。从电路1300中可 以看出，差分波形的正和负相位将基本完全传输到感测板116 (经由小的 Cs)，如同无缺陷情形中一样。然而，负相位的一部分也经由由Cc和Co 产生的分容器再次耦合到感测板116中。
给定等效电路1300，在感测板116处看见的信号R(t)将是S(t)-S(t)-0*3(0或简单地说-0*3(0，其中S(t)是在通道300上承载的差分波形的正 相位，并且"G"由以下函数定义<formula>formula see original document page 17</formula>
如果在与承载差分波形的正相位的信号路径相邻的信号地中存在开
路，则R(t)的式子将是G*S(t)。
假定被用于构造图10中所示的图的Cs、 Cc和Co的值，或者其他合 理的值以及Cs、 Cc和C()的比率，"G"的值的范围将从0到+1.0 (其屮 "G" —般更接近于+1.0)。这意味着如果在差分信令通道300的信号地 306、 308之一中存在开路的话，则R(t)的幅度将是S(t)幅度的l 0|到l ll倍。 如果与承载差分波形的负相位的信号路径相邻的信号地是开路的，则R(t) 将是负的，范围从0到-1.0;而如果与承载差分波形的正相位的信号路径 相邻的信号地是开路的，则R(t)将是正的，范围从0到+1.0。见图ll中所 示的表。
尽管上述装置可用于测试通道300的开路，但是对该装置作出轻微的 修改也能够实现对诸如"死短路(dead short)"(即，信号路径302、 304 都被短路到地的状况)之类的短路的检测。修改后的装置在图14中示 出，并且包括经由不同的但是己知的电容C引和Cs2将信号路径302、 304 耦合到感测板116。这样一来，在无缺陷情形下在感测板U6处看见的信 号的幅度是非零的，并且零读数指示通道300的死短路。尽管这改变了式 (1)和(2)中的"F"和"G"，但是这是以一种可以容易地在这些式子 中计算的已知方式来进行的。
在一个实施例中，不同的但是已知的电容C^和Cs2之一或这两者可 以被形成为感测板116中的凹陷或凹槽。例如，如果感测板116是以铜形 成的，则可以在感测板116耦合到的连接器的管脚上方从感测板116磨掉 少量的铜，从而打破了感测板116到该管脚(以及其连接到的信号路径 302)的耦合与到连接到信号路径304的管脚的耦合相比的平衡。
给定以上条件，图15图示了用于测试差分信令通道300的示例性方 法1500。方法1500开始于测试系统使得差分波形的正和负相位在一对差 分的信号路径的相应路径302、 304上被驱动，同时监视在电容性感测板 116中感生的信号(在框1502)。如图6、 8和12所示，感测板116与差 分信令通道300的所有路径相邻，并且电容性地耦合到所有这些路径。当被监视信号的幅度在第一范围内时，方法1500向用户指示在差分
信令通道的信号路径或地路径中没有开路缺陷(在框1504)。如果电容 CS是基本相等的，则第一范围可以是零附近的一个范围。然而，如果信 号路径302、 304经由不同的电容C^禾B Cs2耦合到感测板116，则第一范 围可以是偏离零的一个范围。
当被监视信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在第一范围内 时，方法1500向用户指示在信号路径或地路径之一中存在开路(在框 1506)。
方法1500的用处在于其使得用户能够识别差分信令通道中的缺陷， 从而确定器件(例如，被加载的PCB)是好的还是坏的。作为示例，本公 开文件的其余部分假定电容性感测板116经由基本相等的电容Cs耦合到通 道300的所有路径302、 304和地306、 308。
在某些实施例中，方法1500不仅可以指示开路存在，还可以指示开 路存在于何处。例如，当被监视信号的幅度在通过通道300传输的差分波 形的幅度的ll.0l到l2.0l倍之间时(其中函数N是数x的绝对值)，方法 1500可以向用户指示在通道的信号路径之一中存在开路(在框1508)。 方法1500还可以包括步骤1)当被监视信号的相位为负时，向用户指示在 差分波形的正相位被驱动的信号路径中存在开路(在框1512)，以及2) 当被监视信号的相位为正时，向用户指示在差分波形的负相位被驱动的信 号路径中存在开路(在框1514)。
尽管在理论上，信号路径中的开路应当导致在感测板116处监视的信 号幅度在差分波形的幅度的l l.Ol到l 2.0|倍之间，但是由特定类型的器件经 历的开路缺陷一般落在一个小得多的范围内。结果，我们相信尽可能地縮 窄有缺陷范围是有用的，以使得当没有缺陷存在时噪声不会导致缺陷存在 的指示。为此，我们相信大多数开路是连接器和PCB之间的焊接较差的结 果，并且大多数这一类型的信号路径开路将导致在感测板116处监视的信 号在差分波形的幅度的l 1.5|到l 2.0|倍之间。
类似于以上用于识别其中存在开路的信号路径的步骤，方法1500还 可以识别其中存在开路的信号地。例如，当被监视信号的幅度在零和通过通道300传输的差分波形的幅度的ll.Ol倍之间时，方法1500可以向用户 指示在通道的地之一中存在开路(在框1510)。方法1500还可以包括步 骤1)当被监视信号的相位为正时，向用户指示在与差分波形的正相位被 驱动的信号路径相邻的地中存在开路(在框1516)，以及2)当被监视信 号的相位为负时，向用户指示在与差分波形的负相位被驱动的信号路径相 邻的地中存在开路(在框1518)。
同样，理论上认为信号地中的开路应当导致在感测板116处监视的信 号幅度在零到差分波形的幅度的l l.Ol倍之间。然而，由特定类型的器件经 历的开路缺陷一般落在一个小得多的范围内。结果，我们相信尽可能地缩 窄有缺陷范围是有用的，以使得当没有缺陷存在时噪声不会导致缺陷存在 的指示。为此，我们相信大多数开路是连接器和PCB之间的焊接较差的结 果，并且大多数这一类型的信号地开路将导致在感测板116处监视的信号 在差分波形的幅度的l 0.5|到l l.Ol倍之间。
在方法1500的一个实施例中，差分波形的正和负相位可以从耦合到 边界扫描链(boundary-scan chain)的差分驱动器驱动。作为示例，可以使 差分驱动器响应于遵从电气和电子工程师学会(IEEE)标准1149.1的指令 而驱动差分波形。利用被配置为实现标准1149.1的边界扫描链，给定的差 分驱动器可以被编程为经由第一数据偏移(shift)周期变高，然后在下-数据偏移周期变低。所花费的时间长度取决于TCK时钟频率和偏移所需 的总位数，再加上在经过Update-DR状态后返回Shift-DR TAP状态所需的 4个TCK周期。如果边界扫描链包括N个边界扫描单元，则使差分驱动器 的状态循环的时间是2*(N+4)*(1/TCK)。 TCK的频率可以被控制(在链所 允许的频率限度内)使得该周期的时间段与监视电容性感测板116的检测 器所预期的时间段相匹配(一般 10kHz)。然而，如果N太大，或者对 TCK有太多其他的限制，则这可能无法实现。
与利用IEEE标准1149.1指令致使差分波形被生成不同的是，差分波 形也可以利用IEEE标准1149,6指令生成。例如，1149.6 EXTEST—TRAIN 指令可以使得差分驱动器通过停留在Run-Test/Idle TAP状态来产生频率 TCK/2的脉冲串。图15图示了用于在开路缺陷时测试一个差分信令通道300的方法
1500，而图16图示了用于并行测试多个差分信令通道300的示例性方法 1600。方法1600开始于测试系统使差分波形在每个差分信令通道上被并 行驱动(在框1602)。"并行"意味着在每个通道上同时或几乎同时驱动 差分波形。在一个实施例中，可以在每个通道上驱动公共的差分波形。或 者，可以在至少两个不同通道上驱动不同的差分波形。
当在每个差分信令通道上驱动差分波形的同时，在电容性感测板116 中感生的第一信号被监视(也在框1602)。电容性感测板116与所有差分 信令通道的所有路径相邻，并且电容性地耦合到所有这些路径。
当被监视的第一信号的幅度在第一范围内时，方法1600向用户指示 在任何差分信令通道中都没有开路缺陷(在框1604)。然而，当被监视的 第一信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在第一范围内时，方法 1600发起缺陷寻找操作(在框1606)。
缺陷寻找操作包括以下步骤。首先，使差分波形在特定的一个差分信 令通道上被驱动，同时使已知相位的差分波形在其他的差分信令通道上被 驱动，并且同时监视在电容性感测板116中感生的第二信号(在框 1608)。然后，使差分波形的互补形式在该特定的一个差分信令通道上被 驱动，同时使已知相位的差分波形再一次在其他的差分信令通道上被驱 动，并且同时监视在电容性感测板116中感生的第三信号(在框1610)。 如果在第一信号和第二信号之间有相位改变(即，从正变为负，或从负变 为正)，则方法1600向用户指示在该特定的一个差分信令通道中存在开 路(在框1612)。
在步骤1602和1608中驱动的差分波形可以是相同或不同的波形。在 方法1600的一个实施例中，在差分信令通道上驱动的每个差分波形可以 从耦合到边界扫描链的多个差分驱动器之一驱动。作为示例，可以通过执 行边界扫描指令(例如由IEEE标准1149.6定义的EXTEST—TRAIN指 令)，来使得差分驱动器从多个差分驱动器同时驱动差分波形。 EXTEST—TRAIN指令也可用于测试特定的一个差分信令通道。
尽管在器件具有互补的缺陷对的情况下方法1600可能不起作用(例如，第一通道在承载差分波形的正相位的信号路径中有开路，第二通道在 承载差分波形的负相位的信号路径中有开路)，但是这种互补缺陷的可能 性很低。
图17图示了用于执行方法1500或1600的示例性装置1700。与图1 中所示的装置类似，装置1700包括电容性感测板116、缓冲器118和信号 检测器120。根据各种现有的电容性测试技术，感测板116可以位于连接 器104中；在包含工程化电容Cs的特殊设计的组件上(该组件被插入在连 接器104中)；或者在任务组件(例如意图插入在连接器104中的IC) 上。
装置1700还包括至少一个控制系统1702。在一个实施例中，控制系 统1702耦合到IC 102的测试访问端口 (TAP)，并对TAP编程以使得IC 102的一个或多个差分驱动器驱动到连接器104的差分波形。然后，控制 系统1702接收信号检测器120的输出，并向用户指示在一个或多个差分 信令通道中是否存在开路缺陷。
控制系统1702可以通过执行存储在计算机可读介质上的计算机可读 代码来执行方法1500或1600。计算机可读介质可以包括例如任何数0的 固定或可移动介质(例如一个或多个固定盘、随机访问存储器(RAM)、 只读存储器(ROM)或致密盘)或其混合，其位于单个位置或分布在网络 中。计算机可读代码一般包括软件，但是也可以包括固件或编程电路。
装置1700还可以包括诸如探针126之类的测试探针，用于在控制系 统1702的控制下接触PCB 106的各种节点并使之接地。
装置1700可以以各种方式向用户指示开路存在或不存在。例如，控 制系统可以使缺陷状态经由图形显示被提供，或者可以在被测器件被发现 具有缺陷时触发可听或可视的(例如，LED)警报。还可以提供包括部件 的缺陷状态(例如，通过/未通过或缺陷位置)的打印报告。
权利要求
1.一种用于测试差分信令通道的方法，所述差分信令通道具有i)差分信号路径对和ii)限定所述差分信号路径对的界限的信号地对，所述方法包括使差分波形的正和负相位在所述差分信号路径对的相应路径上被驱动，同时监视在电容性感测板中感生的信号，所述电容性感测板与所述差分信令通道的所有路径和地相邻并且电容性地耦合到所有这些路径和地；当被监视信号的幅度在第一范围内时，向用户指示在所述差分信令通道中没有开路缺陷；以及当所述被监视信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在所述第一范围内时，向所述用户指示在所述差分信令通道中存在开路。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述电容性感测板经由基本相等的 电容耦合到所有路径和地，并且所述第一范围是一个零附近的范围。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述电容性感测板经由基本相等的 电容耦合到所有路径和地，并且向所述用户指示在所述差分信令通道中存在开路的步骤包括当所述被监视信号的幅度在所述差分波形的幅度的l i.ol禾nl 2.0i倍之间 时，向所述用户指示在所述信号路径之一中存在开路。
4. 如权利要求3所述的方法，其中向所述用户指示在所述信号路径之一中存在开路的步骤包括当所述被监视信号的相位为负时，向所述用户指示在所述差分波形的正相位被驱动的信号路径中存在开路；以及当所述被监视信号的相位为正时，向所述用户指示在所述差分波形的 负相位被驱动的信号路径中存在开路。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述电容性感测板经由基本相等的 电容耦合到所有路径和地，并且向所述用户指示在所述差分信令通道中存在开路的步骤包括当所述被监视信号的幅度在所述差分波形的幅度的l 1.5l和l 2.0|倍之间时，向所述用户指示在所述信号路径之一中存在开路。
6. 如权利要求1所述的方法，其中所述电容性感测板经由基本相等的 电容耦合到所有路径和地，并且向所述用户指示在所述差分信令通道中存 在开路的步骤包括当所述被监视信号的幅度在零和所述差分波形的幅度的i i.ol倍之间时，向所述用户指示在所述信号地之一中存在开路。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述电容性感测板经由基本相等的 电容耦合到所有路径和地，并且向所述用户指示在所述差分信令通道中存 在开路的步骤包括当所述被监视信号的幅度在所述差分波形的幅度的l 0.5|和| l.Ol倍之间 时，向所述用户指示在所述信号地之一中存在开路。
8. 如权利要求7所述的方法，其中向所述用户指示在所述信号地之一中存在开路的步骤包括当所述被监视信号的相位为正时，向所述用户指示在与所述差分波形的正相位被驱动的信号路径相邻的信号地中存在开路；以及当所述被监视信号的相位为负时，向所述用户指示在与所述差分波形 的负相位被驱动的信号路径相邻的信号地中存在开路。
9. 如权利要求1所述的方法，其中所述电容性感测板位于所述信号路径和信号地终止的连接器处。
10. 如权利要求1所述的方法，还包括使所述差分波形的正和负相位被从耦合到边界扫描链的差分驱动器驱动。
11. 如权利要求io所述的方法，其中所述电容性感测板位于所述信号路径和信号地终止的连接器处，并且所述差分驱动器被包含在集成电路 中，所述集成电路经由所述差分信令通道耦合到所述连接器，且所述集成 电路不安装在所述连接器中。
12. 如权利要求1所述的方法，其中所述电容性感测板经由不同的但是己知的电容耦合到所述差分信令通道的信号路径，从而在所述差分信令 通道中没有开路缺陷时使所述被监视信号的幅度为非零。
13. —种用于测试具有多个差分信令通道的器件的方法，其中每个差 分信令通道具有i)差分信号路径对和ii)限定所述差分信号路径对的界限 的信号地对，所述方法包括使差分波形在每个所述差分信令通道上被并行驱动，同时监视在电容 性感测板中感生的第一信号，所述电容性感测板与所有的所述差分信令通 道的所有路径和地相邻并且电容性地耦合到所有这些路径和地；当被监视的第一信号的幅度在第一范围内时，向用户指示在任何所述差分信令通道中都没有开路缺陷；以及当所述被监视的第一信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在所述第一范围内时，发起缺陷寻找操作，包括以下步骤使第二差分波形在所述差分信令通道中的一个特定通道上被驱 动，同时使已知相位的差分波形在其他差分信令通道上被驱动，并同 时监视在所述电容性感测板中感生的第二信号；使所述第二差分波形的互补形式在所述差分信令通道中的所述特 定通道上被驱动，同时再一次使所述已知相位的差分波形在所述其他 差分信令通道上被驱动，并同时监视在所述电容性感测板中感生的第三信号；以及如果在所述第一信号和所述第二信号之间有相位改变，则向所述 用户指示在所述差分信令通道中的所述特定通道中存在开路。
14. 如权利要求13所述的方法，其中所述电容性感测板经由基本相等 的电容耦合到所有路径和地，并且所述第一范围是一个零附近的范围。
15. 如权利要求13所述的方法，其中使差分波形在每个所述差分信令 通道上被驱动的步骤包括在每个所述差分信令通道上驱动公共的差分波 形。
16. 如权利要求13所述的方法，其中使差分波形在每个所述差分信令 通道上被驱动的步骤包括在至少两个所述差分信令通道上驱动不同的差分 波形。
17. 如权利要求13所述的方法，其中所有的所述差分波形都是公共的 差分波形。
18. 如权利要求13所述的方法，其中所述电容性感测板位于所述信号 路径和信号地终止的连接器处。
19. 如权利要求13所述的方法，其中使差分波形在每个所述差分信令通道上被驱动的步骤包括执行边界扫描指令以使差分波形被从耦合到所述多个差分信令通道的 多个差分驱动器同时驱动。
20. 如权利要求13所述的方法，其中所述电容性感测板经由不同的但 是已知的电容耦合到所述差分信令通道的信号路径，从而在所述差分信令 通道中没有开路缺陷时使所述被监视信号的幅度为非零。
21. —种用于测试差分信令通道的装置，所述差分信令通道具有i)差 分信号路径对和ii)限定所述差分信号路径对的界限的信号地对，所述装 置包括电容性感测板；耦合到所述电容性感测板的信号检测器；以及 至少一个控制系统，被配置为执行以下步骤使差分波形的正和负相位在所述差分信号路径对的相应路径上被 驱动，同时i)所述电容性感测板与所述差分信令通道的所有路径和 地相邻并且电容性地耦合到所有这些路径和地，并且ii)所述信号检 测器被配置为监视在所述电容性感测板中感生的信号；当被监视信号的幅度在第一范围内时，向用户指示在所述差分信 令通道中没有开路缺陷；以及当所述被监视信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在所述 第一范围内时，向所述用户指示在所述差分信令通道中存在开路。
22. 如权利要求21所述的装置，其中所述电容性感测板经由基本相等 的电容耦合到所有路径和地，并且所述至少一个控制系统被配置为通过以 下步骤向所述用户指示在所述差分信令通道中存在开路-.当所述被监视信号的幅度在所述差分波形的幅度的l 0.5|和| l.Ol倍之间 时，向所述用户指示在所述信号地之一中存在开路；以及当所述被监视信号的幅度在所述差分波形的幅度的l l.Oi刺2.0|倍之间时，向所述用户指示在所述信号路径之一中存在开路。
23. 如权利要求22所述的装置，其中所述至少一个控制系统还被配置为通过以下步骤向所述用户指示在所述信号路径之一中存在开路i)当 所述被监视信号的相位为负时，向所述用户指示在所述差分波形的正相位 被驱动的信号路径中存在开路；以及ii)当所述被监视信号的相位为正时，向所述用户指示在所述差分波形的负相位被驱动的信号路径中存在开路；以及通过以下步骤向所述用户指示在所述信号地之一中存在开路i)当所述被监视信号的相位为正时，向所述用户指示在与所述差分波形的正相位被驱动的信号路径相邻的信号地中存在开路；以及ii)当所述被监视信号 的相位为负时，向所述用户指示在与所述差分波形的负相位被驱动的信号 路径相邻的信号地中存在开路。
24. 如权利要求22所述的装置，其中所述电容性感测板经由不同的但 是已知的电容耦合到所述差分信令通道的信号路径，从而在所述差分信令 通道中没有开路缺陷时使所述被监视信号的幅度为非零。
25. —种用于测试具有多个差分信令通道的器件的装置，其中每个差 分信令通道具有O差分信号路径对和ii)限定所述差分信号路径对的界限 的信号地对，所述装置包括电容性感测板；耦合到所述电容性感测板的信号检测器；以及 至少一个控制系统，被配置为执行以下步骤使差分波形在每个所述差分信令通道上被并行驱动，同时，i)所 述电容性感测板与所有的所述差分信令通道的所有路径和地相邻并且 电容性地耦合到所有这些路径和地，并且ii)所述信号检测器被配置 为监视在所述电容性感测板中感生的第一信号；当被监视的第一信号的幅度在第一范围内时，向用户指示在任何 所述差分信令通道中都没有开路缺陷；以及当所述被监视的第一信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在所述第一范围内时，发起缺陷寻找操作，包括以下步骤在所述差分信令通道中的一个特定通道上驱动第二差分波 形，同时使已知相位的差分波形在其他差分信令通道上被驱动， 并且同时所述信号检测器监视在所述电容性感测板中感生的第二 信号；在所述差分信令通道中的所述特定通道上驱动所述第二差分 波形的互补形式，同时再一次使所述已知相位的差分波形在所述 其他差分信令通道上被驱动，同时所述信号检测器监视在所述电容性感测板中感生的第三信号；以及如果在所述第一信号和所述第二信号之间有相位改变，则向 所述用户指示在所述差分信令通道中的所述特定通道中存在开 路。
26. 如权利要求25所述的装置，其中所述至少一个控制系统还被配置 为发起边界扫描指令的执行，该指令使得所述第一差分波形被从耦合到所 述多个差分信令通道的多个差分驱动器同时驱动。
27. 如权利要求25所述的装置，其中所述电容性感测板经由不同的但 是己知的电容耦合到所述差分信令通道的信号路径，从而在所述差分信令 通道中没有开路缺陷时使所述被监视信号的幅度为非零。
全文摘要
在一个实施例中，公开了一种用于测试差分信令通道的方法，该差分信令通道具有一对差分信号路径和限定差分对的界限的一对信号地，该方法包括使差分波形的正和负相位在差分对的相应路径上被驱动，同时监视在电容性感测板中感生的信号，电容性感测板与通道的所有路径和地相邻并且电容性地耦合到所有这些路径和地；当被监视信号的幅度在第一范围内时，向用户指示在差分信令通道中没有开路缺陷；以及当被监视信号的幅度落在一个或多个第二范围内而不在所述第一范围内时，向用户指示在差分信令通道中存在开路。还公开了其他实施例。
文档编号G01R31/02GK101315401SQ200710108610
公开日2008年12月3日 申请日期2007年5月31日 优先权日2007年5月31日
发明者肯尼思·P·帕克 申请人:安捷伦科技有限公司