一种微机电传感器件测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种微机电传感器件测试装置，其包括测试装置本体，测试装置本体包括：待测样品放置区，其用于放置

【技术实现步骤摘要】
一种微机电传感器件测试装置


[0001]本专利技术属于传感器测试
，特别涉及一种微机电传感器件测试装置
。

技术介绍

[0002]微机电器件，又称
MEMS
器件，是指具有微机电系统
(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System
，
MEMS)
且尺寸仅有几毫米乃至更小的高科技电子机械器件，其加工工艺融合了光刻
、
腐蚀
、
薄膜
、LIGA、
硅微加工
、
非硅微加工和精密机械加工技术
。
目前，基于微机电器件的传感器应用领域相当广泛，常见的产品例如
MEMS
加速度计
、MEMS
陀螺仪
、MEMS
湿度传感器
、MEMS
磁传感器
、MEMS
光学防抖器件等
。
[0003]随着终端应用的智能化及高速化，
MEMS
传感器件通常设计为支持多种通信方式，来满足不同的客户端通信需求
。
在诸多支持的通信方式中，
SPI(Serial Peripheral interface
，串行外围设备接口
)
是一种高速的
、
全双工
、
同步的通信总线，常见的四线制
SPI
在芯片的管脚上只占用四根线，即可实现点对点
、
点对多
、
多对点的全双工通信模式，这四根线对于主设备来说，它们是时钟
(SCK)、
片选
(CS)、
从设备输入信号
(MOSI)
及从设备输出信号
(MISO)。
同时，
SPI
通信方式还存在一种三线制通信方式，对于从设备来说，三线
SPI
只有时钟
(SCK)、
片选
(CS)
及双向数据收发
(SDI/O)
三根线，三线
SPI
相对于四线
SPI
来说，硬件成本更低，占用的
IO
口更少，而且只需要一个主从器件就可以实现全双工通信，也受到许多终端应用的青睐，越来越多的产品需要同时支持
SPI
四线制及三线制通信，以满足不同客户端的应用需求
。
因此，为了全面支持
SPI
通信功能，在进行微机电传感器件的产品功能测试时，既需验证4线制
SPI
通信功能，也要兼顾3线制
SPI
通信功能的可靠性验证，为研发测试提出了挑战
。
[0004]因此，有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种微机电传感器件测试装置，其在仅有外部四线
SPI
主控设备的条件下，可以兼容
MEMS
传感器的
SPI
三线及四线制通信功能的测试
。
[0006]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种微机电传感器件测试装置，其包括测试装置本体，所述测试装置本体包括：待测样品放置区，其用于放置
N
个微机电传感器件，其中，
N
为正整数，所述
N
个微机电传感器件均设置有四线
SPI
信号端子，所述四线
SPI
信号端子包括
SCK
端子
、SDI
端子
、CS
端子和
SDO
端子；通信切换单元，其包括第一输入端
、
第二输入端
、
第三输入端
、
第一输出端
、
第二输出端
、
第三输出端和受控端，所述第一输入端与所述
N
个微机电传感器件的
SDI
端子电连接；所述第二输入端与所述
N
个微机电传感器件中待测微机电传感器件的
CS
端子电连接；所述第三输入端与所述
N
个微机电传感器件的
SDO
端子电连接；
SPI
接口，其包括
SCK
时钟输入端
、
从设备信号输入端
、
片选端和从设备信号输出端，所述
SCK
时钟输入端与所述
N
个微机电传感器件
112
的
SCK
端子电连接；所述从设备信号输入端与所述第一输出端电连接，所述片选端与所述第二输出端电连接，所述从设备信号输出端与所
述第三输出端电连接
。
[0007]与现有技术相比，本专利技术提供的微机电传感器件测试装置中的测试装置本体的结构简单
、
成本较低，在研发测试阶段没有额外购买专用三线
SPI
主控器的条件下，也能依靠现有的四线制
SPI
主控器，搭配测试装置本体使用，实现待测微机电传感器的三线以及四线
SPI
功能的验证，节省了大额的设备采购成本，提高了测试效率，避免了因测试设备短缺带来的产品测试周期延长的问题
。
【附图说明】
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图
。
其中：
[0009]图1为本专利技术在第一个实施例中的测试装置本体的电路示意图；
[0010]图2为本专利技术在一个实施例中的四线制
SPI
通信的读写操作时序示意图；
[0011]图3为本专利技术在一个实施例中的三线制
SPI
通信的写操作时序示意图；
[0012]图4为本专利技术在一个实施例中的三线制
SPI
通信的读操作时序示意图；
[0013]图5为本专利技术在第二个实施例中的测试装置本体的电路示意图；
[0014]图6为本专利技术在第三个实施例中的测试装置本体的电路示意图；
[0015]图7为本专利技术在一个实施例中的待测样品放置区
11
的结构示意图；
[0016]图8为本专利技术在第四个实施例中的测试装置本体的电路示意图；
[0017]图9为本专利技术在一个实施例中的四线
SPI
主控器的结构示意图；
[0018]图
10
为本专利技术在一个实施例中的
I2C/I3C
通信主控器的结构示意图
。
【具体实施方式】本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微机电传感器件测试装置，其特征在于，其包括测试装置本体，所述测试装置本体包括：待测样品放置区，其用于放置
N
个微机电传感器件，其中，
N
为正整数，所述
N
个微机电传感器件均设置有四线
SPI
信号端子，所述四线
SPI
信号端子包括
SCK
端子
、SDI
端子
、CS
端子和
SDO
端子；通信切换单元，其用于三四线
SPI
通信切换，其包括第一输入端
、
第二输入端
、
第三输入端
、
第一输出端
、
第二输出端
、
第三输出端和受控端，所述第一输入端与所述
N
个微机电传感器件的
SDI
端子电连接；所述第二输入端与所述
N
个微机电传感器件中待测微机电传感器件的
CS
端子电连接；所述第三输入端与所述
N
个微机电传感器件的
SDO
端子电连接；
SPI
接口，其包括
SCK
时钟输入端
、
从设备信号输入端
、
片选端和从设备信号输出端，所述
SCK
时钟输入端与所述
N
个微机电传感器件的
SCK
端子电连接；所述从设备信号输入端与所述第一输出端电连接，所述片选端与所述第二输出端电连接，所述从设备信号输出端与所述第三输出端电连接
。2.
根据权利要求1所述的微机电传感器件测试装置，其特征在于，其还包括四线
SPI
主控器，所述四线
SPI
主控器包括
SCK
引脚
、MOSI
引脚
、CS
引脚和
MISO
引脚，所述
SCK
时钟输入端连接至所述四线
SPI
主控器的
SCK
引脚；所述从设备信号输入端连至所述四线
SPI
主控器的
MOSI
引脚；所述片选端连至所述四线
SPI
主控器的
CS
引脚；所述从设备信号输出端连至所述四线
SPI
主控器的
MISO
引脚
。3.
根据权利要求1所述的微机电传感器件测试装置，其特征在于，所述通信切换单元受控在第一输出状态及第二输出状态间切换，当所述通信切换单元处于第一输出状态时，所述第一输入端连通所述第一输出端；所述第二输入端连通所述第二输出端；所述第三输入端连通所述第三输出端；当所述通信切换单元处于第二输出状态时，所述第一输入端断开与所述第一输出端的连通且所述第一输入端连通所述第三输出端；所述第二输入端断开与所述第二输出端的连通且所述第二输入端接地；所述第三输入端断开与所述第三输出端的连通且所述第三输入端配置为高阻状态
。4.
根据权利要求3所述的微机电传感器件测试装置，其特征在于，当对所述微机电传感器件进行四线制
SPI
通信功能测试时，所述通信切换单元工作在第一输出状态；所述四线
SPI
主控制器作为主设备；所述微机电传感器件作为从设备
。5.
根据权利要求4所述的微机电传感器件测试装置，其特征在于，当对所述微机电传感器件进行三线制
SPI
通信功能测试时，所述通信切换单元先工作在第一输出状态，利用四线制
SPI
通信模式，所述四线
SPI
主控器向所述待测微机电传感器件进行寄存器配置写操作，将所述待测微机电传感器件的工作模式在寄存器中配置为三线制，以在所述待测微机电传感器件的
SDI
端子实现收发复用；当仅需验证三线制
SPI
的写操作功能时，所述通信切换单元保持第一输出状态，所述四
线
SPI
主控制器向所述待测微机电传感器件写入寄存器地址和操作数据；当需要进一步验证三线制
SPI
的读操作功能时，在所述四线
SPI
主控制器向所述微机电传感器件发出读操作指令中需要读的寄存器地址后，所述通信切换单元由第一输出状态切换至第二输出状态，此时，所述待测微机电传感器件的
SDI
端子返回被读寄存器的数据，该数据通过所述第三输出端反馈给所述四线
SPI
主控器的
MISO
引脚；当三线制
SPI
的读操作完成时，所述通信切换单元由第二输出状态切换至第一输出状态，此时，所述待测微机电传感器件的
CS
端子由所述四线
SPI
主控器控制拉高，结束三线制
SPI
的读操作通信
。6.
根据权利要求1‑5任一所述的微机电传感器件测试装置，其特征在于，其还包括多路复用器，所述多路复用器包括输出通道连接端
、
通道选择控制端和
N
个输入通道连接端，所述
N
个输入通道连接端分别与所述
N
个微机电传感器件的
CS
端子对应连接；所述输出通道连接端与所述通信切换单元的第二输入端连接；所述通道选择控制端用于接收外部控制信号，以将任一所述输入通道连接端与所述输出通道连接端连通；所述
N
个微机电传感器的
CS
端子均通过上拉电阻连接至高电平状态
。7.
根据权利要求6所述的微机电传感器件测试装置，其特征在于，其还包括双向逻辑电平转换器，所述双向逻辑电平转换器包括第一上拉电平输入端口

【专利技术属性】
技术研发人员：李妍君，柯亮，林武，陈赟，
申请(专利权)人：美新半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：