一种自动化时钟频率测量及标定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自动化时钟频率测量及标定系统及方法，该系统构包括有电源系统、指令控制模块、数据存储模块、自适应电压控制及烧录电源控制模块、通信接口模块、时钟频率测量模块、芯片时钟频率标定模块、时钟频率算法处理模块、智能仪表控制模块、时钟标定模块。本发明专利技术可以实现在较少的成本下对集成性或者专业性芯片的时钟频率测试及标定，为保证频率标定的准确性，实现对高精度时钟频率标定的需求，解决在少投入大效益下满足客户使用需求，同时节省芯片设计成本和提高开发效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路
，特别涉及一种集成型芯片内时钟频率模块或专用型时钟芯片的校正和频率测量装置及方法。
技术介绍
芯片在制造出来以后，往往由于芯片内部时钟分频电路的固有偏差、晶圆生产工艺缺陷及各种应用环境带来的温度漂移等种种原因，需要对其时钟频率指标校正，以满足实际应用系统中的时钟芯片的使用精度，并且可以对多种存储结构的芯片进行时钟测量和标定。目前时钟频率测量装置对1MHz的时钟信号进行测量，测量频率越高时钟偏差越大，实际测量频率在高频500K-1000K之间存在1％的误差，由于测量电路存在固有偏差，随着测量频率的提高测量误差变大，测量精度越高系统设计成本、复杂度及后续的维护性都带来了困扰，必须设计出能够借助于外部仪器仪表设备使系统具备更高精确度的时钟测量及标定；目前的芯片时钟频率测量及标定平台是基于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时钟频率测量及标定带来困难，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测试机台的时钟频率测量及标定系统，在FT测试阶段成本高，且其机器语言的通用性和程序可移植性差等，由于通用性和移植性差对后续人员维护带来很大不便，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；以往的平台测试和烧录系统分开，不能进行在线烧录，平台的集成化程度低每次更新程序都需要将芯片取出，造成额外工作量加大且工作效率低；标定模式单一效率低，同时只能在量产模式对一个芯片进行标定；测试标定需要两套独立系统来完成，且固件不能在线升级，成本和系统可靠性都会有所影响，造成开发维护成本高。同时，采用8位MCU架构的测试标定系统，在数据时钟速率测量方面受到极大的制约，不能满足目前高时钟频率的芯片的时钟频率测量及标定需求，在通信接口方面还需要极大的受限于外购专用通信芯片厂商对购置芯片的配套软件和芯片本身的通信速率；传统的时钟频率测量及标定只在烧录模式下使用，使用模式或场景单一，不能及时掌握用户模式下芯片的性能，严重影响芯片性能的展示。
技术实现思路
基于此，因此本专利技术的首要目地是提供一种自动化时钟频率测量及标定系统及方法，该标定系统及方法旨在开发出一个利用32位嵌入式微处理器为主控，能够对多个芯片进行时钟频率测量及标定，同时可以进行用户模式和批量生产模式等两种模式的时钟频率测量及标定方式选择，整个测试和标定过程无需人为参与自动化程度较高，提高测量及标定效率。本专利技术的另一个目地在于提供一种自动化时钟频率测量及标定系统及方法，该标定系统及方法实现对时钟的频率、占空比、高电平时间、低电平时间及信号上升时间等参数测试，提高芯片时钟频率标定的精度，且测量和标定不需单独分开进行，增强系统的集成度，降低了硬件成本及设计的难度，同时在一定程度上增加系统的可靠性和减少了系统误差。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种自动化时钟频率测量及标定系统，其特征在于该系统构包括有电源系统、指令控制模块、数据存储模块、自适应电压控制及烧录电源控制模块、通信接口模块、时钟频率测量模块、芯片时钟频率标定模块、时钟频率算法处理模块、智能仪表控制模块、时钟标定模块；其中，数据存储模块、通信接口模块、自适应电压控制及烧录电源控制模块、智能仪表控制模块及时钟频率标定模块均连接于指令控制模块，自适应电压控制及烧录电源控制模块接于电源模块和指令控制模块之间，时钟频率算法处理模块连接于时钟频率标定模块，时钟频率测量模块则连接于智能仪表控制模块；所述指令控制模块，是对需要测量和标定芯片的时钟模块进行所需功能的配置；所述数据存储模块是存放文件索引表、客户hex的代烧录程序文件、时钟频率测试标定hex文件、芯片型号及标识信息及芯片设计指标等测量及标定相关数据。自适应电压控制及烧录电源控制模块接于电源模块和指令控制模块之间，是对被测试和标定芯片提供烧录电压和工作电压的模块，是实现对被测芯片组中哪一个被测芯片提供工作电源的控制单元，它根据不同芯片规格判断，给被标定芯片输出不同烧录电压，从而实现自动控制；时钟频率测量模块连接与智能仪表控制模块，主要是通过智能仪表获取芯片时钟频率，根据仪器仪表的标准协议接口，控制外部仪表进行对参数指标进行测量，并将测量结果与设计结果对比，进而判断是否需要再次标定；时钟频率标定模块，主要是在测试和批量生产两种模式下对芯片时钟频率进行测量和标定，时钟频率的标定是读取芯片信息，通过时钟频率标定算法实现对内部高速时钟和WDT时钟频率进行标定。进一步包括有容错处理模块，所述容错处理模块与指令控制模块连接；容错处理模块是判断接收的指令数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外置仪器仪表是否正常、烧录管脚是否接触良好和标定失败处理等事件的处理，根据不同的错误类型分别进行差错处理、数据效验、数据重传及超时处理等操作。所述数据存储模块为外部存储器。进一步，为提高数据写入速度和加快存储，外部存储器采用NORFLASH类型存储器。外置存储器划分为文件索引区和hex数据区，以便于快速读取数据；文件索引区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、标定地址区和其他信息；数据区用来存放系统的固件更新程序和用户hex数据。一种自动化时钟频率测量及标定方法，其特征在于该方法在测试模式中，测量出时钟频率数据，同时根据高速低速时钟分别进行相应的计算，得到标定值，同时将标定值写入芯片时钟频率校正区，然后读取校正后的芯片时钟频率数据信息；批量生产模式中，先计算出标定值，获取芯片标定存储区的地址，将标定值通过烧录接口写入到标定地址内，然后通过频率输出端口输出标定后的时钟频率，接着测量出标定后的芯片时钟工作频率，将标定后的芯片时钟工作频率与设计指标数据进行对比，判断是否标定成功。进一步，所述方法通过时钟频率测量模块获取芯片时钟频率，其具体的流程为：101、初始化时钟频率测量模块；102、获取控制命令，选择被测芯片，读取被测芯片的信息；103、连接智能仪表控制模块；104、读取智能仪表测得的时钟频率数据，并计算得到当前标定数据并保存；105、配置被测芯片寄存器，获取所需数据信息；106、依次比较实测的时钟频率，判断实测的时钟频率是否在设计范围内。进一步，所述方法通过时钟频率标定模块对测试和批量生产两种模式下对芯片时钟频率进行测量和标定，首先对被标定芯片的烧录接口进行连接性检查，然后，进入芯片时钟频率标定流程，检测芯片ID以确定相应的标定方式和标定值写入位置，在批量生产模式下根据时钟标定算法，在0至255数值范围内划出标定数值查找范围和所需标定的时钟频率理想值，调用二分算法和循环冗余算法计算出时钟频率标定数值，对写入标定数据的芯片进行测量，与时钟频率的设计值进行比较，不适合再次标定，满足要求即标定成功；在用户模式下，对标定的芯片进行测量，测量结果是否符合实际设计指标，不满足再次进入烧录模式依据上述算法进行标定，否则标定成功。具体的标定的流程为：201、开始，判断烧录管脚是否正常连接，是则进行下一步，否则退出；202、使得芯片进入烧录模式；203、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；204、获取实际时钟频率数据；205、根据时钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动化时钟频率测量及标定系统，其特征在于该系统构包括有电源系统、指令控制模块、数据存储模块、自适应电压控制及烧录电源控制模块、通信接口模块、时钟频率测量模块、芯片时钟频率标定模块、时钟频率算法处理模块、智能仪表控制模块、时钟标定模块；其中，数据存储模块、通信接口模块、自适应电压控制及烧录电源控制模块、智能仪表控制模块及时钟频率标定模块均连接于指令控制模块，自适应电压控制及烧录电源控制模块接于电源模块和指令控制模块之间，时钟频率算法处理模块连接于时钟频率标定模块，时钟频率测量模块则连接于智能仪表控制模块；所述指令控制模块，是对需要测量和标定芯片的时钟模块进行所需功能的配置；所述数据存储模块是存放文件索引表、客户hex的代烧录程序文件、时钟频率测试标定hex文件、芯片型号及标识信息及芯片设计指标等测量及标定相关数据。自适应电压控制及烧录电源控制模块接于电源模块和指令控制模块之间，是对被测试和标定芯片提供烧录电压和工作电压的模块，是实现对被测芯片组中哪一个被测芯片提供工作电源的控制单元，它根据不同芯片规格判断，给被标定芯片输出不同烧录电压，从而实现自动控制；时钟频率测量模块连接与智能仪表控制模块，主要是通过智能仪表获取芯片时钟频率，根据仪器仪表的标准协议接口，控制外部仪表进行对参数指标进行测量，并将测量结果与设计结果对比，进而判断是否需要再次标定；时钟频率标定模块，主要是在测试和批量生产两种模式下对芯片时钟频率进行测量和标定，时钟频率的标定是读取芯片信息，通过时钟频率标定算法实现对内部高速时钟和WDT时钟频率进行标定。...

【技术特征摘要】
1.一种自动化时钟频率测量及标定系统，其特征在于该系统构包括有电源系统、指令控制模块、数据存储模块、自适应电压控制及烧录电源控制模块、通信接口模块、时钟频率测量模块、芯片时钟频率标定模块、时钟频率算法处理模块、智能仪表控制模块、时钟标定模块；其中，数据存储模块、通信接口模块、自适应电压控制及烧录电源控制模块、智能仪表控制模块及时钟频率标定模块均连接于指令控制模块，自适应电压控制及烧录电源控制模块接于电源模块和指令控制模块之间，时钟频率算法处理模块连接于时钟频率标定模块，时钟频率测量模块则连接于智能仪表控制模块；所述指令控制模块，是对需要测量和标定芯片的时钟模块进行所需功能的配置；所述数据存储模块是存放文件索引表、客户hex的代烧录程序文件、时钟频率测试标定hex文件、芯片型号及标识信息及芯片设计指标等测量及标定相关数据。自适应电压控制及烧录电源控制模块接于电源模块和指令控制模块之间，是对被测试和标定芯片提供烧录电压和工作电压的模块，是实现对被测芯片组中哪一个被测芯片提供工作电源的控制单元，它根据不同芯片规格判断，给被标定芯片输出不同烧录电压，从而实现自动控制；时钟频率测量模块连接与智能仪表控制模块，主要是通过智能仪表获取芯片时钟频率，根据仪器仪表的标准协议接口，控制外部仪表进行对参数指标进行测量，并将测量结果与设计结果对比，进而判断是否需要再次标定；时钟频率标定模块，主要是在测试和批量生产两种模式下对芯片时钟频率进行测量和标定，时钟频率的标定是读取芯片信息，通过时钟频率标定算法实现对内部高速时钟和WDT时钟频率进行标定。2.如权利要求1所述的自动化时钟频率测量及标定系统，其特征在于进一步包括有容错处理模块，所述容错处理模块与指令控制模块连接；容错处理模块是判断接收的指令数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外置仪器仪表是否正常、烧录管脚是否接触良好和标定失败处理等事件的处理，根据不同的错误类型分别进行差错处理、数据效验、数据重传及超时处理等操作。3.如权利要求1所述的自动化时钟频率测量及标定系统，其特征在于所述数据存储模块为外部存储器。4.如权利要求3所述的自动化时钟频率测量及标定系统，其特征在于外部存储器采用NORFLASH类型存储器，外置存储器划分为文件索引区和hex数据区；文件索引区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、标定地址区和其他信息；数据区用来存放系统的固件更新程序和用户hex数据。5.一种自动化时钟频率测量及标定方法，其特征在于该方法在测试模式中，测量出时钟频率数据，同时根据高速低速时钟分别进行相应的计算，得到标定值，同时将标定值写入芯片时钟频率校正区，然后读取校正后的芯片时钟频率数据信息；批量生产模式中，先计算出标定值，获取芯片标定存储区的地址，将标定值通过烧录接口写入到标定地址内，然后通过频率输出端口输出标定后的时钟频率，接着测量出标定后的芯片时钟工作频率，将标定后的芯片时钟工作频率与设计指标数据进行对比，判断是否标定成功。6.如权利要求5所述的自动化时钟频率测量及标定方法，其特征在于所述方法通过时钟频率测量模块获取芯片时钟频率，其具体的流程为：101、初始化时钟频率测量模块；102、获取控制命令，选择被测芯片，读取被测芯片的信息；103、连接智能仪表控制模块；104、读取智能仪表测得的时钟频率数据，并计算得到当前标定数据并保存；105、配置被测芯片寄存器，获取所需数据信息；106、依次比较实测的时钟频率，判断实测的时钟频率是否在设计范围内。7.如权利要求5所述的自动化时钟频率测量及标定方法，其特征在于所述方法通过时钟频率标定模块对测试和批量生产两种模式下对芯片时钟频率进行测量和标定，首先对被标定芯片的烧录接口进行连接性检查，然后，进入芯片时钟频率标定流程，检测芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞新洁，
申请(专利权)人：芯海科技深圳股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44