任意波形产生器验证平台

文档序号:1830129 发布日期:2021-11-12 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 任意波形产生器验证平台 (Arbitrary waveform generator verification platform ) 是由 蔡水河 余承君 于 2021-10-13 设计创作,主要内容包括:本发明涉及测试技术领域,公开了一种任意波形产生器验证平台,用于检测一待测物,包含一主机、一任意波形产生器、一测试环境、一示波器以及一波形资料库。该任意波形产生器耦接于该主机,用来根据该主机产生的一第一控制讯号,产生多个输入波形。该测试环境耦接于该任意波形产生器,用来接收该多个输入波形。该待测物安装于该测试环境中,用来根据该多个输入波形和该主机产生的一第二控制讯号,产生多个输出波形。该示波器耦接于该测试环境和该主机,用来根据该主机产生的一第三控制讯号,测量该多个输出波形。该波形资料库耦接于该主机,用来储存该多个输出波形。本发明可以来协助IC设计商进行更准确、全面的检测及故障分析。(The invention relates to the technical field of testing, and discloses an arbitrary waveform generator verification platform which is used for detecting an object to be tested and comprises a host, an arbitrary waveform generator, a testing environment, an oscilloscope and a waveform database. The arbitrary waveform generator is coupled to the host and used for generating a plurality of input waveforms according to a first control signal generated by the host. The test environment is coupled to the arbitrary waveform generator for receiving the plurality of input waveforms. The object to be tested is arranged in the test environment and used for generating a plurality of output waveforms according to the plurality of input waveforms and a second control signal generated by the host. The oscilloscope is coupled to the test environment and the host, and is used for measuring the output waveforms according to a third control signal generated by the host. The waveform database is coupled to the host and used for storing the output waveforms. The invention can assist IC designers to carry out more accurate and comprehensive detection and fault analysis.)

任意波形产生器验证平台

技术领域

本发明涉及测试技术领域,尤其涉及一种任意波形产生器验证平台。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit,IC)的生产制造流程是透过软件程式来设计电路并模拟IC表现,在确认IC表现符合预期的情况下,由上游半导体制造商来生产制造IC,再出货IC给下游系统商进行系统整合。然而,电路设计软件所提供的模拟环境相对单纯,可能无法如实地反映现实环境,因此需将制成的IC进一步整合到电路装置或系统,才能观察到实际的IC表现。以显示装置及其驱动IC为例,即便在驱动IC出货前已经确认了设计规格,然而显示装置的环境中可能存在未知(或已知却被忽略)的影响因素,导致驱动IC表现不如预期、相容性不佳的问题。

故障分析(Failure Analysis)是针对IC表现不如预期的根本原因进行分析,为的是理清楚IC故障是因为环境中的影响因素、IC本身的设计缺陷、半导体制程变异或是上述组合。

发明内容

本发明要解决的技术问题是:为了解决现有技术中通过软件对IC进行模拟测试的方法考虑因素不全面,导致检测不准确的技术问题。本发明提供一种验证平台来协助IC设计商进行更准确、全面的检测及故障分析。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种任意波形产生器验证平台,用于检测一待测物,包含一主机,用于根据一指令,产生一第一控制讯号、一第二控制讯号和一第三控制讯号;一任意波形产生器,耦接于所述主机,用于根据所述第一控制讯号,产生多个输入波形;一测试环境,耦接于所述任意波形产生器和所述主机,用于接收所述多个输入波形和所述第二控制讯号;其中,所述待测物安装于所述测试环境中并根据所述多个输入波形和所述第二控制讯号,产生多个输出波形;一示波器,耦接于所述测试环境和所述主机,用于根据所述第三控制讯号,测量所述多个输出波形;以及一波形资料库,耦接于所述主机,用于储存所述多个输出波形。

进一步地,所述主机还用于根据至少一配置参数,产生所述第一控制讯号;所述任意波形产生器还用于根据所述第一控制讯号,产生对应于所述至少一配置参数的多个测试波形;所述示波器还用于测量所述多个测试波形;以及所述波形资料库还用于储存所述至少一配置参数和所述多个测试波形。

进一步地,所述波形资料库还用于将所述多个测试波形储存为多个模拟波形;所述主机还用于根据所述至少一配置参数,从所述波形资料库获取所述多个模拟波形;所述主机还用于输入所述多个模拟波形到一模拟电路,以产生一模拟结果;以及所述波形资料库还用于储存所述模拟电路和所述模拟结果。

进一步地,所述波形资料库将所述多个模拟波形储存为逗号分隔值档案。

进一步地,所述主机还用于:根据所述至少一配置参数,从所述波形资料库获取所述多个模拟波形和所述模拟结果;输入所述多个模拟波形到所述测试环境;控制所述待测物根据所述多个模拟波形,产生所述多个输出波形;控制所述示波器分别测量所述多个输出波形;以及根据所述模拟结果,验证所述多个输出波形,以产生一验证结果。

进一步地,所述主机还用于连线到所述任意波形产生器、所述测试环境和所述示波器;所述任意波形产生器还用于传送一第一连接代码到所述主机,以确认连线成功;所述测试环境还用于传送一第二连接代码到所述主机,以确认连线成功;以及所述示波器还用于传送一第三连接代码到所述主机,以确认连线成功。

进一步地,所述主机包含:

一用户界面,用于接收所述指令和所述至少一配置参数;以及

一处理器,耦接于所述用户界面、所述波形资料库、所述任意波形产生器、所述测试环境和所述示波器,用于执行所述主机的操作。

进一步地,所述至少一配置参数包含一格式、一振幅、一直流补偿值和一差分补偿值中的至少一者,用于指示所述多个输入波形中的至少一者的一配置电压。

进一步地,所述至少一配置参数包含一微调延迟、一进程延迟、一载波尺度、一取样率、一基础频带取样率和一载波频率中的至少一者,用于指示所述多个输入波形中的至少一者的一配置时序。

进一步地,所述测试环境是一板上晶片环境,且所述待测物是一晶片或一集成电路。

本发明的有益效果如下:

相比于现有技术,本发明的任意波形产生器验证平台可实现:(1)建立波形资料库;(2)建立模拟电路和模拟结果;以及(3)验证模拟结果等目的。首先,建立波形资料库的用意在于,提供近似存在于真实环境的多个输入波形和多个模拟波形,借此模拟显示装置的真实环境。其次,建立模拟电路和模拟结果的用意在于,提供IC设计者进行故障分析与改善设计的材料,借此针对驱动IC表现不如预期、相容性不佳的问题提出解决方案与建议。最后,验证模拟结果的目的在于,确认驱动IC表现符合预期并可确实解决相容性不佳的问题;也就是说,若模拟结果可被重复验证,则可合理推论显示装置和驱动IC的系统故障(Systematic Failure)已确实解决,借此排除半导体制程变异造成的个体故障(Individual Failure)。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为根据本发明实施例的任意波形产生器验证平台的功能方块图。

图2为根据本发明实施例的任意波形产生器的输出通道设定界面的示意图。

图3为根据本发明实施例的汇入波形界面的示意图。

图4为根据本发明实施例的示波器所测量的波形示意图。

图5为根据本发明实施例的建立波形资料库流程的流程图。

图6为根据本发明实施例的建立模拟电路和模拟结果流程的流程图。

图7为根据本发明实施例的验证模拟结果流程的流程图。

图8为根据本发明实施例的操作验证平台的循环图。

图中:

1: 任意波形产生器验证平台

10: 主机

11: 用户界面

12: 处理器

13: 波形资料库

14: 任意波形产生器

15: 测试环境

16: 待测物

17: 示波器

AC: 交流放大器

AMP_O1:输出通道一

AMP_O2:输出通道二

DIR_O1:输出通道三

DIR_O2: 输出通道四

AWG_CTR:第一控制讯号

COB_CTR:第二控制讯号

OSC_CTR: 第三控制讯号

CONF: 配置参数

CMD: 指令

DC: 直流放大器

IC_SIM: 模拟电路

RST_SIM: 模拟结果

RST: 验证结果

W_IN: 输入波形

W_OUT: 输出波形

W_SIM: 模拟波形

W_TEST: 测试波形。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示,任意波形产生器验证平台1,用于检测一待测物16,包含一主机10、一波形资料库13、一任意波形产生器14、一测试环境15以及一示波器17。主机10用于根据一指令CMD,产生第一控制讯号AWG_CTR、第二控制讯号COB_CTR和第三控制讯号OSC_CTR。任意波形产生器14耦接于主机10,用于根据第一控制讯号AWG_CTR,产生多个输入波形W_IN。测试环境15耦接于任意波形产生器14和主机10,用于接收多个输入波形W_IN和第二控制讯号COB_CTR。待测物16安装于测试环境15中,用于根据多个输入波形W_IN和第二控制讯号COB_CTR,产生多个输出波形W_OUT。示波器17耦接于测试环境15和主机10,用于根据第三控制讯号OSC_CTR,测量多个输出波形W_OUT。波形资料库13耦接于主机10,用于储存多个输出波形W_OUT。主机10包含一用户界面11以及一处理器12。用户界面11用于接收指令CMD和至少一配置参数CONF。处理器12耦接于用户界面11、波形资料库13、任意波形产生器14、测试环境15和示波器17,用于执行主机10的操作。在一实施例中,波形资料库13可以是整合在主机10内的记忆体。在一实施例中,用户界面11可以是电脑的周边输入输出界面,例如但不限于一萤幕、一键盘、一滑鼠中的至少一者。

在一实施例中,测试环境15是一板上晶片(Chip On Board,COB)环境,且待测物16是一晶片或一集成电路(Integrated Circuit,IC)。待测物16例如但不限于是用于显示装置的驱动晶片,且板上晶片环境用于模拟该显示装置的环境。

在一实施例中,主机10还用于根据至少一配置参数CONF,产生第一控制讯号AWG_CTR;任意波形产生器14还用于根据第一控制讯号AWG_CTR,产生对应于至少一配置参数CONF的多个测试波形W_TEST;示波器17还用于测量多个测试波形W_TEST;以及波形资料库13还用于储存至少一配置参数CONF和多个测试波形W_TEST。通过上述操作,任意波形产生器验证平台1可在波形资料库13中建立并储存具有任意波形的多个测试波形W_TEST,IC设计者可透过用户界面11输入至少一配置参数CONF,以获取波形资料库13储存的具有任意波形的多个测试波形W_TEST,以供IC设计者进行研究与开发IC。

如图2所示,在本实施例中,至少一配置参数CONF包含一模式、一格式、一振幅、一直流补偿值和一差分补偿值中的至少一者,用于指示任意波形产生器14的多个输出波形(即图1的测试波形W_TEST或输入波形W_IN)中的一者的一配置电压。在本实施例中,至少一配置参数CONF包含一微调延迟(Fine Delay)、一进程延迟(Course Delay)、一载波尺度(Carrier Scale)、一取样率、一基础频带取样率和一载波频率中的至少一者,用于指示任意波形产生器14的多个输出波形中的一者的一配置时序。

在实际应用中,IC设计者可通过用户界面11(绘于图1)来设定至少一配置参数CONF,也就是设定任意波形产生器14的输出通道的输出波形(即图1的测试波形W_TEST或输入波形W_IN)。举例来说, IC设计者可通过用户界面11来设定电压相关的配置参数CONF:模式为14位元,格式为不归零(Non Return to Zero,NRZ)或归零(Return to Zero,RZ),振幅为300.0毫伏特(mV),电压补偿值为500.0毫伏特,差分补偿值为0伏特,使用原始值(Direct)或内差值(Interpolation),终端电压为0伏特,选择交流放大器AC输出、直流放大器DC输出或短路输出。IC设计者可透过用户界面11来设定时序相关的配置参数CONF:微调延迟为0皮秒(picosecond)、进程延迟0皮秒、载波尺度为1、取样率为每秒8千兆取样(GSa/s)、基础频带取样率为每秒8千兆取样和载波频率为2千兆赫兹(GHz)。并且,IC设计者可透过用户界面11来选择由任意波形产生器14包含的输出通道一AMP_O1、输出通道二AMP_O2、输出通道三DIR_O1和输出通道四DIR_O2中的一者来输出设定好的输出波形(即图1的测试波形W_TEST或输入波形W_IN)。

以用于显示装置的驱动IC为例,IC设计者可通过用户界面11来设定共模电压(Common Mode Voltage,VCM)大小、输入差分电压(Voltage of Input DifferentialSignals,VID)大小、高速讯号的展频比例、符号间干扰(Inter Symbol Interference,ISI)等。如此一来,任意波形产生器14可产生驱动IC在显示装置中遭遇到的任意波形,借此模拟显示装置中的环境。

如图3所示,在本实施例中,波形资料库13还用于将多个测试波形W_TEST储存为多个模拟波形W_SIM。在一实施例中,波形资料库13将多个模拟波形W_SIM储存为逗号分隔值(Comma-Separated Values,CSV)档案。

在实际应用中,IC设计者可透过用户界面11(绘于图1)来将类比形式的多个测试波形W_TEST转换为数位形式的多个模拟波形W_SIM,并将以储存。如图3所示,IC设计者可通过用户界面11来设定档案格式为CSV,设定档案路径为「C:\Users\Test1.csv」,接着选择「储存至档案」按键,以储存模拟波形W_SIM。

在一实施例中,主机10还用于根据至少一配置参数CONF,从波形资料库13获取多个模拟波形W_SIM。主机10还用于输入多个模拟波形W_SIM到一模拟电路IC_SIM,以产生一模拟结果RST_SIM。以及波形资料库13还用于储存模拟电路IC_SIM和模拟结果RST_SIM。如图3所示,若模拟波形W_SIM已经存在波形资料库13,IC设计者可透过用户界面11来浏览波形资料库13,选择档案路径为「C:\Users\Test1.csv」的模拟波形W_SIM,接着选择「传送到仪器」按键,以将模拟波形W_SIM汇入到模拟电路IC_SIM。在一实施例中,IC设计者可通过用户界面11来选择「传送到仪器」按键,以将模拟波形W_SIM汇入到测试环境15和待测物16,借此模拟显示装置中的环境和驱动IC的操作。

如图4所示,主机10还用于:根据至少一配置参数CONF,从波形资料库13获取多个模拟波形W_SIM和模拟结果RST_SIM;输入多个模拟波形W_SIM到测试环境15;控制待测物16根据多个模拟波形W_SIM,产生多个输出波形W_OUT;控制示波器17分别测量多个输出波形W_OUT;以及根据模拟结果RST_SIM,验证多个输出波形W_OUT,以产生一验证结果RST。如图4所示,示波器17所测量的波形(输入波形W_IN或输出波形W_OUT)并非理论上的方波,如此较接近驱动IC在显示装置的现实环境遭遇到的输入波形W_IN或驱动IC实际产生的输出波形W_OUT;再者,IC设计者可观察示波器17所测量的眼图,判断输入波形W_IN或输出波形W_OUT是否符合预期规格,进而判断是否须修正IC设计或是提供修改建议给显示装置的设计者。

简而言之,根据图1到图4的实施例,任意波形产生器验证平台1可实现:(1)建立波形资料库;(2)建立模拟电路和模拟结果;以及(3)验证模拟结果等目的。首先,建立波形资料库13的用意在于,提供近似存在于真实环境的多个输入波形W_IN和多个模拟波形W_SIM,借此模拟显示装置的真实环境。其次,建立模拟电路IC_SIM和模拟结果RST_SIM的用意在于,提供IC设计者进行故障分析与改善设计的材料,借此针对驱动IC表现不如预期、相容性不佳的问题提出解决方案与建议。最后,验证模拟结果RST_SIM的目的在于,确认驱动IC表现符合预期并可确实解决相容性不佳的问题;也就是说,若模拟结果RST_SIM可被重复验证,则可合理推论显示装置和驱动IC的系统故障(Systematic Failure)已确实解决,借此排除半导体制程变异造成的个体故障(Individual Failure)。

如图5所示,建立波形资料库流程包含以下步骤。

步骤51:连线到任意波形产生器、测试环境、示波器。

步骤52:控制任意波形产生器产生多个测试波形。

步骤53:控制示波器分别测量多个测试波形。

步骤54:储存多个测试波形,以建立波形资料库。

在步骤51,主机10用于连线到任意波形产生器14、测试环境15和示波器17。在步骤52,主机10用于控制任意波形产生器14产生多个测试波形W_TEST。在步骤53,主机10用于控制示波器17分别测量多个测试波形W_TEST。在步骤54,主机10用于储存多个测试波形W_TEST,以建立波形资料库13。在一实施例中,在步骤51和52之间,任意波形产生器14用于传送一第一连接代码到主机10,以确认连线成功;测试环境15用于传送一第二连接代码到主机10,以确认连线成功;以及示波器17用于传送一第三连接代码到主机10,以确认连线成功。因此,通过图5的流程,可实现建立波形资料库的目的。

如图6所示,建立模拟电路和模拟结果流程包含以下步骤。

步骤61:根据至少一配置参数,从波形资料库获取多个模拟波形。

步骤62:输入多个模拟波形到模拟电路,以产生模拟结果。

步骤63:判断模拟结果是否符合预期,若否,进行步骤64;若是,进行步骤65。

步骤64:调整至少一配置参数和模拟电路中的至少一者。

步骤65:储存至少一配置参数、多个模拟波形、模拟电路和模拟结果。

在步骤61,主机10用于根据至少一配置参数CONF,从波形资料库13获取多个模拟波形W_SIM。在步骤62,主机10用于输入多个模拟波形W_SIM到模拟电路IC_SIM,以产生模拟结果RST_SIM。在步骤64,当模拟结果RST_SIM不符预期时,主机10用于调整至少一配置参数CONF和模拟电路IC_SIM中的至少一者。在步骤65,当模拟结果RST_SIM符合预期时,主机10用于储存至少一配置参数CONF、多个模拟波形W_SIM、模拟电路IC_SIM和模拟结果RST_SIM。因此,通过图6的流程,可实现建立模拟电路和模拟结果的目的。

如图7所示,验证模拟结果流程包含以下步骤。

步骤71:根据至少一配置参数,从波形资料库获取多个模拟波形并输入到测试环境。

步骤72:控制待测物根据多个模拟波形,产生多个输出波形。

步骤73:控制示波器分别测量多个输出波形。

步骤74:根据模拟结果,验证多个输出波形,以产生验证结果。

在步骤71,主机10用于根据至少一配置参数CONF,从波形资料库13获取多个模拟波形W_SIM并输入到测试环境15。在步骤72,主机10用于控制待测物16根据多个模拟波形W_SIM,产生多个输出波形W_OUT。在步骤73,主机10用于控制示波器17分别测量多个输出波形W_OUT。在步骤74,主机10用于根据模拟结果RST_SIM,验证多个输出波形W_OUT,以产生验证结果RST。因此,通过图7的流程,可实现验证模拟结果的目的。

如图8所示,应用工程(Application Engineering,AE)是针对电路装置和IC的开发、测试与应用于实现相关的软件程式、应用工具等,为的是协助开发人员和使用者来操作电路装置、IC和相关测试仪器并了解其操作状态;例如应用工程可实现本发明的AWG验证平台。故障分析(Failure Analysis)是针对电路装置和IC表现不如预期的根本原因进行分析,为的是理清楚IC故障是因为电路装置环境中的影响因素、IC本身的设计缺陷、半导体制程变异或是上述组合。研究与开发(Research and Development)是针对任何可能的市场需求来设计并改良电路装置和IC。

在实际应用中,当IC出货给下游系统商进行系统整合时,很可能会发生IC表现不如预期的问题,因此IC设计商会指派相关人员到现场进行初步的故障分析与除错(Debug),并收集测试数据。接着,收集到的测试数据可汇入AWG验证平台,以供研究与开发人员进行验证。通过本发明的AWG验证平台,可在IC设计商的实验室复制系统商的环境,进行IC的故障分析,进而针对IC表现不如预期、相容性不佳的问题提出解决方案与建议。进一步地,通过本发明的AWG验证平台,可验证IC表现符合预期并可确实解决相容性不佳的问题;也就是说,若电路装置和IC表现可被重复验证,则可合理推论电路装置和IC的系统故障已确实解决,借此排除半导体制程变异造成的个体故障并降低量产风险。因此,本发明的AWG验证平台可形成AE-FA-RD的循环,协助IC设计商进行产品研发与改进,以加速研发效率、提高验证一致性并降低量产风险。

综上所述,本发明的任意波形产生器验证平台可实现:(1)建立波形资料库;(2)建立模拟电路和模拟结果;以及(3)验证模拟结果等目的。首先,建立波形资料库的用意在于,提供近似存在于真实环境的多个输入波形和多个模拟波形,借此模拟显示装置的真实环境。其次,建立模拟电路和模拟结果的用意在于,提供IC设计者进行故障分析与改善设计的材料,借此针对驱动IC表现不如预期、相容性不佳的问题提出解决方案与建议。最后,验证模拟结果的目的在于,确认驱动IC表现符合预期并可确实解决相容性不佳的问题。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

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