一種芯片校準方法、電路及芯片與流程

本發明涉及集成電路芯片設計領域，尤其涉及一種芯片校準方法、電路及芯片。

背景技術：

現代芯片生產過程中，由于設計、工藝、封裝等原因，在大批量生產芯片時難免會產生少量的不良品，為控制封裝測試成本以及保證產出芯片質量，通常需要對芯片進行測試，例如中測(晶圓上測試)及成測(成品測試)。芯片測試包括對芯片的校準，根據校準結果可以判斷芯片是否為良品。

但是，現有的芯片校準方法中，模數轉換器的參考電壓通常由待校準的芯片提供，需要反復對待測試芯片的輸出電壓進行測量，在待測試芯片的輸出穩定后，再進行下一步的測量；另外，現有技術中通常需要先對模數轉換器和參考電壓進行校準。由此，現有技術中的芯片校準的效率有待提升，校準成本有待降低。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是提升芯片的校準效率，降低校準成本。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種芯片校準方法，包括：接收基準模擬信號，利用模數轉換器將所述基準模擬信號轉換成第一類數字信號；接收待校準信號，利用所述模數轉換器將所述待校準信號轉換成第二類數字信號，所述待校準信號來自待校準芯片的信號產生器；計算所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值，根據所述第一類數字信號與所述第二類數字信號的差值和預設的差值范圍完成校準；其中，所述模數轉換器的基準電壓由所述待校準芯片以外的電壓源提供。

可選的，所述根據所述第一類數字信號與所述第二類數字信號的差值和預設的差值范圍完成校準包括：若所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值在預設的差值范圍外，則執行如下步驟：更新所述待校準芯片的信號產生器的配置，以使得所述待校準芯片更新所述待校準信號，并重新比較所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值與所述預設的差值范圍，直至所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

可選的，所述芯片校準方法還包括，存儲所述待校準芯片的信號產生器的配置。

可選的，所述更新所述待校準芯片的信號產生器的配置根據以下任一種方法進行：二分法、逐次比較法。

可選的，所述根據所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值和預設的差值范圍完成校準還包括：生成校準結果，所述校準結果用于指示所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

本發明實施例還提供一種芯片校準電路，包括：模數轉換器，適于接收基準模擬信號，將所述基準模擬信號轉換成第一類數字信號，并且適于接收待校準信號，將所述待校準信號轉換成第二類數字信號，所述待校準信號來自待校準芯片的信號產生器；校準器，適于計算所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值，根據所述第一類數字信號與所述第二類數字信號的差值和預設的差值范圍完成校準；其中，所述模數轉換器的參考電壓由所述待校準芯片以外的電壓源提供。

可選的，所述校準器包括：判斷單元，適于判斷所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值是否在預設的差值范圍內；配置更新單元，適于更新所述待校準芯片的信號產生器的配置，以使得所述待校準芯片更新所述待校準信號，并觸發所述判斷單元重新比較所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值與所述預設的差值范圍，直至所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

可選的，所述待校準芯片的信號產生器的配置存儲在非易失性存儲器中。

可選的，所述配置更新單元，適于根據以下任一種方法更新所述待校準芯片的信號產生器的配置：二分法、逐次比較法。

可選的，所述校準器還包括校準結果生成單元，適于生成校準結果，所述校準結果用于指示所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

本發明實施例還提供一種芯片，包括所述的芯片校準電路。

與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：

通過同一模數轉換器轉換基準模擬信號為第一類數字信號，以及轉換待校準信號為第二類數字信號，并且計算所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值，由此可以去除模數轉換器引入的誤差，另外，由于模數轉換器的參考電壓由所述待校準芯片以外的電壓源提供，從而可以不必對模數轉換器的參考電壓和模數轉換器的轉換性能進行校準，有利于降低芯片校準的成本，以及提升芯片校準的效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例中一種芯片校準方法的流程圖；

圖2是本發明實施例中另一種芯片校準方法的流程圖；

圖3是本發明實施例中一種芯片校準電路的結構示意圖。

具體實施方式

如前所述，現有的芯片校準效率有待提升，校準成本有待降低。

一方面，現有的芯片校準方法在對芯片進行校準時，模數轉換器的參考電壓均由待校準的芯片提供。由此，需要反復對待測試芯片的輸出電壓進行測量，在待測試芯片的輸出穩定后，再進行下一步的測量，這樣會引起模數轉換器及其參考電壓的誤差。

另一方面，現有技術為了避免在對芯片校準時引入的模數轉換器及參考電壓的誤差，需要先對模數轉換器和參考電壓進行校準；在對模數轉換器校準完成后再讀取待校準信號，針對待校準信號進行校準。如此，需要較多的時間進行待校準芯片的校準，芯片校準方法的效率較低，并且成本較高。

在本發明實施例中，通過同一模數轉換器轉換基準模擬信號為第一類數字信號，轉換待校準信號為第二類數字信號，并且計算所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值，可以去除模數轉換器引入的誤差，從而可以不必對模數轉換器進行校準，進而可以降低芯片校準的成本，并且提升芯片校準的效率。另外，由于本發明實施例中模數轉換器的參考電壓由所述待校準芯片以外的電壓源提供，故也無需對參考電壓進行校準，可以進一步提升芯片校準的效率。

為使本發明的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。

圖1是本發明實施例中一種芯片校準方法的流程圖。

在步驟S11中，接收基準模擬信號，利用模數轉換器將所述基準模擬信號轉換成第一類數字信號。

在具體實施中，基準模擬信號的數值可以是待校準芯片的信號產生器需要產生信號的目標數值，該目標數值可以是信號產生器產生的電壓信號的目標數值，也可以是信號產生器產生的電流信號的目標數值。該目標數值可以根據待校準芯片的校準需求確定。基準模擬信號可以由精確度較高的信號源產生，例如由測試機產生。

模數轉換器的參考電壓由所述待校準芯片以外的電壓源提供，例如可以由測試機提供。由測試機直接向待校準芯片提供電壓源，從而不必反復校準參考電壓，進一步可以提升芯片校準的效率。

在步驟S12中，接收待校準信號，利用所述模數轉換器將所述待校準信號轉換成第二類數字信號，所述待校準信號來自待校準芯片的信號產生器。

其中，待校準信號可以是信號產生器根據配置生成的信號，其可以是預設檔位下生成的待校準信號，也可以是信號產生器的配置更新后產生的待校準信號。

在具體實施中，對接收基準模擬信號和接收待校準信號的順序并不做限定，可以根據實際需要設置，使得同一模數轉換器可以分時復用地對基準模擬信號或待校準信號進行接收和轉換。

在步驟S13中，計算所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值，根據所述第一類數字信號與所述第二類數字信號的差值和預設的差值范圍完成校準。

其中，預設的差值范圍可以根據模數轉換器的精度和待校準芯片的規范而定。例如待校準芯片的規范要求信號誤差小于10mv，模數轉換器為10位精度、5v參考電壓，則此時可將門限值設為1個最低有效位(Least Significant Bit，LSB)，即約5mv。

在具體實施中，第一類數字信號和第二類數字信號的差值可以反映待校準芯片中信號發生器生成的信號的數值與目標數值的偏差，若該偏差在預設的差值范圍內，則說明待校準芯片滿足校準的要求，可以完成校準，并生成校準結果；若該偏差未在預設的差值范圍內，則可以繼續進行校準。

在本發明一實施例中，若所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值在預設的差值范圍外，則可以執行如下步驟：

更新所述待校準芯片的信號產生器的配置，以使得所述待校準芯片更新所述待校準信號，并重新比較所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值與所述預設的差值范圍，直至所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

以下參見圖2對本發明一實施例中的芯片校準方法進行說明。

在步驟S21中，接收基準模擬信號，利用模數轉換器將所述基準模擬信號轉換成第一類數字信號。

在步驟S22中，接收待校準信號，利用所述模數轉換器將所述待校準信號轉換成第二類數字信號，所述待校準信號來自待校準芯片的信號產生器。

步驟S21和步驟S22的具體實現可以參照圖1中的步驟S11和步驟S12，在此不再贅述。

在步驟S23中，判斷第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值是否在預設的差值范圍內。若第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值未在預設的差值范圍內，則可以執行步驟S24，否則，可以執行步驟S26。

在步驟S24中，確認所述差值無法落入預設的差值范圍。若確認，則執行步驟S26，否則執行步驟S25。

在步驟S25中，更新所述待校準芯片的信號產生器的配置。

在具體實施中，信號產生器可以有多種檔位，不同的檔位可以生成不同數值的信號。更新所述待校準芯片的信號產生器的配置時，可以按照多種算法確定每次更新時設置的檔位。例如，可以簡單的遍歷信號產生器的所有檔位；或者，也可以根據預設的算法配置信號產生器，以更快速地逼近與目標數值對應的檔位，該算法也可以結合第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值對信號產生器進行配置。

在待校準芯片中的信號產生器的檔位與輸出滿足單調性關系時，也可以根據二分法更新信號產生器的配置。例如，待校準信號可以是對應于8比特位數字信號的模擬信號，即信號產生器可以有256個檔位。

在一個非限定性的例子中，基準模擬信號的數值，即信號產生器需要產生信號的目標數值是電壓信號的電壓值，待校準芯片中的信號產生器在檔位為200時，可以產生符合目標數值要求的電壓信號。此時可以根據二分法對信號產生器進行校準時，即可以按照128、192、224、208、200的順序逐次改變輸入配置值，以逐次更新待校準信號，使得待校準信號的數值逐漸接近目標數值。

在另外一個非限定性的例子中，待校準芯片的信號產生器共有200個可配置的檔位，為挑選出合適的檔位以產生出與第一類數字信號差值在預設差值范圍內的第二類數字信號，也可以對信號產生器的檔位進行連續的調整，利用逐次比較法對信號產生器的檔位進行更新。例如可以從1檔位逐次調至200檔位，或者從200檔位逐次調整至1檔位，以選擇待校準芯片的信號產生器的合適檔位，以更新所述待校準芯片的信號產生器的配置。

當待校準芯片的信號產生器的檔位與輸出滿足單調性關系時，也可以根據第一類數字信號減去第二類數字信號的差值更新待校準芯片信號產生器的配置，而不必遍歷待校準芯片的所有檔位。例如，當在50檔位時，第一類數字信號減去相對應的第二類數字信號的差值為正，而在51檔位時，第一類數字信號減去相對應的第二類數字信號的差值為負，則可以根據上述差值和預設的差值范圍在50檔位和51檔位中進行選擇，以更新待校準芯片的信號產生器的配置。

可以理解的是，對待校準芯片信號產生器的配置方法并不限于上述具體的例子，本領域技術人員可以根據需要選取合適的方法對待校準芯片的信號產生器的配置進行更新。

在更新信號產生器的配置后，可以再次執行步驟S22，重新比較所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值與所述預設的差值范圍。

在具體實施中，確認所述差值(即所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值)無法落入預設的差值范圍，可以是已經遍歷信號產生器的所有檔位后，所述差值仍然無法落入預設的差值范圍；或者也可以是已根據預設的算法完成對信號生成器的配置，所述差值仍然無法落入預設的范圍。

步驟S26，生成校準結果。所述校準結果可以用于指示所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

校準結果可以指示待校準芯片是否為良品，所述差值落入所述預設的差值范圍內時，待校準芯片為良品；所述差值無法落入所述預設的差值范圍內時，待校準芯片為不良品。在具體實施中，所述校準結果可以是數字信號。

本發明實施例中的芯片校準方法還可以包括：存儲所述待校準芯片的信號產生器的配置，例如可以存儲在非易失性存儲器中，該非易失性存儲器可以位于待校準芯片內；存儲所述差值落入預設的差值范圍內的信號產生器的配置，可以使得信號產生器在工作場景中需要輸出已校準的信號值時，按照該配置工作；也可以存儲所述差值未落入預設的差值范圍內時信號產生器的配置和對應的差值結果，以進行數據分析。

在本發明實施例中，通過同一模數轉換器轉換基準模擬信號為第一類數字信號，轉換待校準信號為第二類數字信號，并且計算所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值，可以去除模數轉換器引入的誤差，從而可以不必對模數轉換器的參考電壓進行校準，進而可以降低芯片校準的成本，并且提升芯片校準的效率。

本發明實施例還提供一種芯片校準電路，其結構示意圖可以參見圖3。

芯片校準電路30可以包括模數轉換器31和校準器32，其中：

模數轉換器31，適于接收基準模擬信號，將所述基準模擬信號轉換成第一類數字信號，并且適于接收待校準信號，將所述待校準信號轉換成第二類數字信號。

其中，所述模數轉換器的參考電壓由所述待校準芯片以外的電壓源提供。基準模擬信號可以來源于測試機35，所述待校準信號可以來自待校準芯片的信號產生器34。測試機35還可以為待測試芯片供電。

基準模擬信號可以由測試機35直接提供，也可以由測試機35提供數字信號，經過數模轉換后得到。

校準器32，適于計算所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值，根據所述第一類數字信號與所述第二類數字信號的差值和預設的差值范圍完成校準。

在具體實施中，校準器32可以包括：

判斷單元321，適于判斷所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值是否在預設的差值范圍內。

配置更新單元322，適于更新所述待校準芯片的信號產生器34的配置，以使得所述待校準芯片更新所述待校準信號，并觸發所述判斷單元321重新比較所述第一類數字信號和所述第二類數字信號的差值與所述預設的差值范圍，直至所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

在本發明一實施例中，配置更新單元322可以根據以下任一種方法更新所述待校準芯片的信號產生器34的配置：二分法、逐次比較法。

在具體實施中，所述待校準芯片的信號產生器的配置可以存儲在非易失性存儲器33中。

在具體實施中，所述校準器還包括校準結果生成單元(圖未示)，適于生成校準結果，所述校準結果用于指示所述差值落入所述預設的差值范圍內，或者確認所述差值無法落入所述預設的差值范圍。

測試機35可以通過校準結果生成單元獲悉校準結果，以判斷待校準芯片是否為良品，進而完成測試過程。在具體實施中，測試機35還可以獲取待校準芯片中信號生成器的配置信息。

在現有技術中，通常需要測試機直接測量高精度模擬電壓信號，由于測試環境存在各種干擾、噪聲，導致芯片測試精度變差；而本發明實施例無需測試機直接測量高精度模擬電壓信號，可有效降低各種干擾、噪聲對測試精度的影響，提高測試精度。另外，由于校準結果可以是數字信號，在傳輸過程中干擾較小，從而測試機35可以更加準確的完成測試過程。

本發明實施例還提供一種芯片，可以包括前述的芯片校準電路。由于芯片中包括芯片校準電路，從而待校準信號無需經過芯片外部的傳輸路徑，進而可以避免測試環境中的干擾，進一步可以提升芯片校準的精度。另外，采取本發明實施例中的芯片，可以降低測試校準的成本。

現有的芯片的模擬外設校準需要依賴測試機提供高精度的信號發生單元和高精度的測量單元，需要配置高性能混合信號測試機達到測量和校準芯片模擬外設的目的。同時由于信號的處理需要依賴測試機和待測芯片通過機臺測試模式進行數據通信和流程處理，執行效率低，對測試機的穩定性要求高，從而會導致校準過程時間長，且測試成本高昂。

本發明實施例中的芯片中包含芯片校準電路，可以完成芯片的自校準，無需測試機上配置高精度的信號發生單元和高精度的測量單元，降低了對測試機的測試要求。由于測試校準算法由芯片完成，校準過程在芯片內部自動運行，提高了測試的效率和穩定性，降低了測試的成本。

另外，由于降低了對測試機配置的依賴性，測試的開發工作可以在多個測試平臺中快速無縫移植，對于量產測試而言可以產生巨大的經濟效益。

本發明實施例中的芯片校準電路、芯片、測試機的具體實現和有益效果也可以參見芯片校準方法中的描述，在此不再贅述。

本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括：ROM、RAM、磁盤或光盤等。

雖然本發明披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。