一种多芯片温度测试及标定系统及方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路的
，特别涉及芯片的温度测量及标定。
技术介绍
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0.5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。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。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。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术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。本专利技术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。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。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IC，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；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；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。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。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。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。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OS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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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IC，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。...

【技术特征摘要】
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IC，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
\tARM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OS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。6.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞新洁，
申请(专利权)人：合肥市芯海电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34