【摘 要】
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芯片为信息技术、人工智能的发展提供有力的硬件支持,在智能生活、交通、医疗等领域被广泛应用。So C芯片是超大规模集成电路发展产物,从So C芯片设计、制造、封装,到应用,芯片测试贯穿于整个研发过程,并在降低成本、缩短研发周期、提高流片率等方面有着显著作用。本论文设计的芯片自动化测试平台由两个功能部分构成,将通过可灵活编程FPGA和处理器进行测试回路部分称为测试仪,将通过微处理器与上位机通信实现多芯
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芯片为信息技术、人工智能的发展提供有力的硬件支持,在智能生活、交通、医疗等领域被广泛应用。So C芯片是超大规模集成电路发展产物,从So C芯片设计、制造、封装,到应用,芯片测试贯穿于整个研发过程,并在降低成本、缩短研发周期、提高流片率等方面有着显著作用。本论文设计的芯片自动化测试平台由两个功能部分构成,将通过可灵活编程FPGA和处理器进行测试回路部分称为测试仪,将通过微处理器与上位机通信实现多芯片选择下载部分称为烧录器。测试平台的烧录器和测试仪分别以EFM32G890和ZYNQ 7020型号芯片为核心,设计外围辅助电路实现芯片测试功能。烧录器由下位机和上位机组成,下位机通过USB免驱协议实现与上位机通信,数据传输最高速度64KB/s,ICP协议实现芯片下载功能,SPI协议实现离线状态数据传输功能。上位机通过MFC在Visual Studio平台上搭建界面应用程序框架,实现了界面程序对2颗芯片、在线和离线状态选择,实现下载校验和一键自动下载控制。烧录功能为实现芯片测试提供自动化控制平台,测试仪是实现芯片功能和性能测试核心。ZYNQ具有FPGA搭载硬核处理器的硬件架构,在可编程逻辑部分,利用自定义IP和IP复用技术,完成GPIO、UART、I2C、TIMER测试回路模块设计,利用AXI协议将处理器与IP进行集成,设计外围电路完成硬件平台搭建。通过软硬件设计,UART实现可识别范围为9600bps～115200bps五组标准波特率值,最大误差范围±2bps,及波特率自动切换控制测试。GPIO实现52个IO引脚统一输出、输入和中断控制测试。I2C实现100Kbit/s和400Kbit/s速率数据通信,以及主从模式切换控制测试。TIMER实现50MHz工作频率下捕获输入、激励输出PWM切换控制测试。最终,以测试仪硬件搭建测试回路为基础,根据模块测试点编写测试代码并生成HEX文件,通过烧录器以软件下载方式实现对测试模块的自动化控制。本论文所设计的芯片自动化测试平台经过多次测试,基本完成设计指标要求,包括通过上位机控制多芯片选择下载测试、待测So C芯片部分通信模块功能测试,且将计划工作量1周完成测试缩短到1小时内。通过将处理器集成IP、软硬件协同设计、与上位机通信控制的设计思路对于扩展芯片功能、电气参数性能有一定参考价值,以最终实现芯片的全自动化测试。
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