一种温度传感器量产快速测试系统技术方案

本发明专利技术涉及一种温度传感器量产快速测试系统。该系统采用深度学习技术，通过获取特定温度下的待测传感器输出值，快速反馈一组校准烧录数据，并直接利用该输出值判定该待测传感器是否存在较大的工艺偏差，进入成片筛选流程。除此之外，本发明专利技术利用硬件电路并行工作的特性，同时测试多组待测传感器，实现快速测试的效果。本发明专利技术通过少量特定温度的测试以减少测试流程、并且能够提升固定时间内测试传感器的数量，最终降低温度传感器量产测试期间的成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种温度传感器量产快速测试系统


[0001]本专利技术涉及一种温度传感器量产快速测试系统。

技术介绍

[0002]大多数集成式CMOS温度传感器是利用半导体材料 PN 结的温度效应制造生产的，由于生产工艺的偏差，以及封装应力等因素的影响，批量的传感器的一致性会有所偏差，为了保证转换温度的精度，集成式CMOS温度传感器内部都预置一次性可编程存储器(OTP)校准功能，在电路封装后功能测试时统一进行校准。这就要求传感器电路在量产后进行测试。然而，目前采用集成电路自动测试机(ATE)的测试方法并不适用于测试不同温度测量效果的温度传感器，且集成电路自动测试机单次测量只能测量一片传感器、测试周期长、设备价格昂贵是传统测试方法突出的缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种温度传感器量产快速测试系统，采用SMEClass算法对传感器输出数据进行特征提取、数据匹配，适配相应的校准数据，减少测试周期。并能同时进行多块传感器的测量、提升测试效率。除此之外，本专利技术系统所有模块的成本都较传统的ATE测试设备成本低，进一步提升量产传感器测试的可行性和降低测试设备的耗费。减少了量产芯片整体成本。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种温度传感器量产快速测试系统，包括测试核心电路、测试偏置电路、温箱、上位机、控制核心板；工作时，测试偏置电路为测试核心电路中的每一块温度传感器提供电压偏置；测试核心电路放置于温箱中；控制核心板对测试核心电路中每一块温度传感器的输出端口进行触发采样，以及在校准时对测试核心电路的各端口进行推挽输出；上位机通过串口通信与控制核心板进行数据交换。
[0005]在本专利技术一实施例中，上位机为运行SMEClass算法的计算机；控制核心板为型号XILINX XCKU3P
‑
1FFVA676E的zynq系统板；温箱为ZCTB
‑
40DL深井式恒温槽。
[0006]在本专利技术一实施例中，温度传感器的输出端口包括温度传感器的BS、F1、ADC_CHOP输出端口；测试核心电路的各端口包括测试核心电路的CLK_REF、LOAD_CYCLE、RESTN_IN、ENSET、D_IN、RESTN_SET端口。
[0007]在本专利技术一实施例中，该系统的工作流程如下：当整个系统上电后进行系统各个模块的初始化，之后测试核心电路、测试偏置电路、上位机、温箱、控制核心板之间建立通信，并验证通信是否正常；在各个模块通信正常之后，系统使用者开始在上位机设置温箱测试温度为35℃、测试核心电路输出异常的报警范围，之后整个系统开始工作，系统使用者可通过上位机观察此时温箱的设置温度、以及各个温度传感器的输出数据；在此过程中，系统将各个温度传感器的输出数据送入SMEClass算法中进行训练，其中SMEClass算法是通过上位机提取各个温度传感器的输出数据的数据特征，并将其进行数据匹配，其匹配对象来自标准温度
‑
校准数据库，该数据库是知识数据库与历史数据库合成的典型数据库进一步筛
选形成的；当数据匹配之后，通过模式识别和通用规则约束下将匹配的校准的数据烧录至芯片OTP中；之后整个测试流程结束。
[0008]在本专利技术一实施例中，SMEClass算法中，用S表示数据流，St表示大小固定的数据块即指S中的第t个数据块，d表示训练基础分类器的数据块大小，EC表示集成分类器，K 表示集成分类器的容量，num表示EC中当前分类器的个数，Ei表示在第i个数据块上训练的基础分类器，L表示数据块中的有标记数据集，U表示数据块中的无标记数据集，U
′
表示被标记数据集；SMEClass算法将数据集S划分为具有相同大小的数据块 S ={S1,S2,S3,
ꢀ……
,St ,St + 1,
ꢀ……
}；当数据集S的样本个数为d时，执行如下操作：1）先将数据块中的数据进行分离，分为有标记数据集L和无标记数据集U，再根据有标记数据集L建立决策树分类器Enum；2）根据集成分类器EC和决策树分类器Enum一同对U中的数据进行投票表决，如果有50%以上的分类器标记为c，则将此数据加标记c后加入到被标记数据集U
′
中；3）根据L∪U
′
更新决策树分类器Enum；4）重复2）、3）步直到没有可标记的数据加入时，若num<K，执行5），否则执行6）
‑
10）；5）将Enum以在原始有标记数据集L上的分类准确率为权值加入到EC中；6）用窗口中最近的K个数据块上的已标记数据建立一个Na
ï
veBayes分类器E
′
；7）用EC和E
′
对L∪U
′
中的每个实例进行分类，如果被误分类，则将这个实例加入错误缓冲区中；8）利用EC在当前数据块上的错误率et来检测概念漂移；9）如果有概念漂移，且num=K，则将缓冲区中的数据读入S中，创建一个新的分类器Enew，用它在S上的准确率作为权值，同时使用S更新EC中分类器的权值；10）若Enew的权值大于EC中最小的分类器Ek的权值，则丢弃Ek分类器，将Enew加入组成新的集成分类器。
[0009]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：根据本专利技术设计的应用背景，在进行温度传感器量产测试的时候，由于传统测试方案，而单次测量芯片数量少，测试周期长、测试设备昂贵等因素，将整体提高传感器量产测试成本，本专利技术提出的温度传感器量产快速测试系统，采用SMEClass算法，通过该算法对传感器输出数据进行特征提取、数据匹配，适配相应的校准数据，通过上述流程，将传统需要不断改变温箱温度进行测试、进而确定校准数据的流程省略，减少测试周期。该系统能同时测量多块传感器、提升测试效率。除此之外，本系统所有模块的成本都较传统的ATE测试设备成本低，进一步提升量产传感器测试的可行性和降低测试成本。减少了测试流程的耗费。故本专利技术在温度传感器校准方面有着巨大的应用空间。
附图说明
[0010]图1为温度传感器量产快速测试系统结构框图。
[0011]图2为测试核心电路原理图。
[0012]图3为测试偏置电路原理图。
[0013]图4为核心算法工作流程图。
[0014]图5为测试系统工作流程图。
[0015]图中，1、测试核心电路，101、待测温度传感器阵列，101
‑
1、待测芯片1，101
‑
2、待测芯片2，101
‑
3、待测芯片3，
……
，101
‑
10、待测芯片10，102、输入输出引脚阵列，103、数字模拟隔离电阻阵列，104、四角铜柱，2、测试偏置电路，201、输入输出引脚阵列，202、偏置芯片功能模块，203、电源供电模块，204、四角铜柱，205、数字模拟隔离电阻阵列，3、温箱，4、控制核心板，5、上位机。
具体实施方式
[0016本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度传感器量产快速测试系统，其特征在于，包括测试核心电路、测试偏置电路、温箱、上位机、控制核心板；工作时，测试偏置电路为测试核心电路中的每一块温度传感器提供电压偏置；测试核心电路放置于温箱中；控制核心板对测试核心电路中每一块温度传感器的输出端口进行触发采样，以及在校准时对测试核心电路的各端口进行推挽输出；上位机通过串口通信与控制核心板进行数据交换。2.根据权利要求1所述的一种温度传感器量产快速测试系统，其特征在于，上位机为运行SMEClass算法的计算机；控制核心板为型号XILINX XCKU3P
‑
1FFVA676E的zynq系统板；温箱为ZCTB
‑
40DL深井式恒温槽。3.根据权利要求1所述的一种温度传感器量产快速测试系统，其特征在于，温度传感器的输出端口包括温度传感器的BS、F1、ADC_CHOP输出端口；测试核心电路的各端口包括测试核心电路的CLK_REF、LOAD_CYCLE、RESTN_IN、ENSET、D_IN、RESTN_SET端口。4.根据权利要求1所述的一种温度传感器量产快速测试系统，其特征在于，该系统的工作流程如下：当整个系统上电后进行系统各个模块的初始化，之后测试核心电路、测试偏置电路、上位机、温箱、控制核心板之间建立通信，并验证通信是否正常；在各个模块通信正常之后，系统使用者开始在上位机设置温箱测试温度为35℃、测试核心电路输出异常的报警范围，之后整个系统开始工作，系统使用者可通过上位机观察此时温箱的设置温度、以及各个温度传感器的输出数据；在此过程中，系统将各个温度传感器的输出数据送入SMEClass算法中进行训练，其中SMEClass算法是通过上位机提取各个温度传感器的输出数据的数据特征，并将其进行数据匹配，其匹配对象来自标准温度
‑
校准数据库，该数据库是知识数据库与历史数据库合成的典型数据库进一步筛选形成的；当数据匹配之后，通过模式识别和通用规则约束下将匹配的校准的数据烧录至芯片OTP中；之后整个测试流程结束。5.根据权利要求2或4所述的一种温度传感器量...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏榕山，林辉山，彭子强，程捷文，徐金彪，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：