基于ATE平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法与流程

本发明涉及半导体，具体为基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法。

背景技术：

1、在半导体产业链四大环节之一的cp/ft测试阶段，便是利用ate平台开发相关量产测试方案，尽可能的提高缺陷故障测试覆盖率，筛选不合格芯片的同时，还需针对一些模拟模块进行不同程度的修调，比如bandgap、reference current、reference resistance等等，弥补一些制造工艺的波动，尽可能提升量产良率。

2、而在大规模量产测试中测试时间和测试成本成正比，随着芯片复杂程度提升，测试内容不断增加的前提下，保证尽可能短的时间内涵盖尽可能多的测试条件，要求测试效率的不断提升，增加同测数并减少单颗测试时间。特别是针对模拟模块的修调部分，例如本次发明相关的时钟频率模块修调测试，需要反复多次校准，不同的测试方法耗费不同的测试时间和测试成本。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的系统时钟修调方案中，最便捷的是将整个修调模块在设计阶段直接集成在芯片内部，通过外部给定参考频率，内部电路程序自行一一比对进行最终值判断，优点是外部测试条件简单且能多芯片同时校准互不干扰，但校准模块添加需增加芯片设计复杂和制造成本。第二种修调方式不依赖内部校准模块，无需输入参考时钟源，将校准部分程序的计算放在外部测试平台上运行扫描，芯片一一输入不同的扫描值检测输出时钟频率，与理想目标值比对，优点省去内部自校准电路，且全扫描测试能取得最优修调结果，但外部测量平台需根据不同芯片计算不同结果进行修调再比对，量产时的同测芯片越多，串行测试时间逐个递增。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，包括：

4、由ate机台进行测试信号控制，区域cset值和精度trim值初始化配置从中心值开始，完成所有工位cset和trim修调值初始化；使用ate机台tmu模块统一并行测量所有工位输出时钟频率，并根据输出结果执行后续操作；依次修改对应工位芯片内配置，将两组修调值组合，执行对应操作流程。

5、作为本发明所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的一种优选方案，其中：所述初始化配置包括6bit带宽的cset中心值16/2=8，4bit带宽的trim中心值64/2=32；

6、所述区域cset值和精度trim值包括，ate机台采用面向过程的测试方式，各工位不同芯片配置需单独串行计算，在每个工位串行初始化值配置时，优先依次将所有工位cset和trim修调值初始化完成。

7、作为本发明所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的一种优选方案，其中：所述根据输出结果执行后续操作包括，初始修调组合配置结束后，使用ate机台tmu模块统一并行测量所有工位输出时钟频率，判断是否与目标频率范围匹配，若匹配则关闭当前工位并输出记录修调组合值，若不匹配进入二分法筛选复测；

8、所述二分法筛选复测是先固定cset粗调档位不变，trim值根据与输出频率比例关系进行调整，若trim值大小与频率成正比对应，则当前cset+trim组合输出频率小于目标频率，则trim值增加trim/2，若大于目标频率则trim值减小trim/2，若频率和修调值成反比关系，则修调值加减方向与频率相反。

9、作为本发明所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的一种优选方案，其中：所述cset+trim组合包括，计算cset+trim组合值后，通过数字通信写入mcu芯片内部寄存器，配置芯片从时钟输出端口当前组合条件下的时钟频率，通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内。

10、作为本发明所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的一种优选方案，其中：所述通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内包括，考虑测试平台测量的时钟频率与目标值之间的偏差，通过偏差模型表示偏差的影响，具体如下：

11、，

12、其中，表示测量频率与目标频率之间的偏差；是误差函数；是ate测试平台的测量误差标准差；是调整因子，用于调整测量误差的影响；是偏差小于等于零的概率，代表测量频率低于或等于目标频率的概率；是偏差大于零的概率，代表测量频率高于目标频率的概率；adjustment是调整项，用于根据偏差的大小调整频率；probability是偏差大于零的概率；对于参数值域，的值域为实数集，表示测量频率与目标频率之间的偏差；adjustment的值域为（），表示根据偏差大小调整频率的程度；probability的值域为（0,1），表示测量频率高于目标频率的概率。

13、作为本发明所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的一种优选方案，其中：所述偏差模型包括，模型中的误差函数定义如下：

14、，

15、其中，误差函数用于计算正态分布随机变量的累积分布函数，x表示输入，t表示t时刻。

16、作为本发明所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的一种优选方案，其中：所述通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内还包括，基于偏差模型的输出结果，构建偏差调节模型如下：

17、，

18、其中，是由ate机台tmu模块测量的当前时钟频率；是与目标频率之间的差值，正值表示当前频率高于目标频率，负值表示当前频率低于目标频率；是比例常数，用于调节的影响；是相位差，反映了测试信号与实际信号之间的时间偏移；为测试周期的时长，反映进行一次完整测量的时间；为测试过程中使用的频率系数，依据ate机台的标准设置。

19、作为本发明所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的一种优选方案，其中：所述通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内还包括，在循环修调的过程中，每修调1次硬件响应和结果输出在10ms以上，而纯逻辑计算部分在当前cpu核心达到ghz运行速率，理论每秒10亿次以上计算，每轮的二分法计算耗时在ns级别，相对于10ms一次的机台通信和频率测量，数量级相差10万以上，可以忽略。

20、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的步骤。

21、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的步骤。

22、本发明的有益效果：本发明提供的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法针对芯片大规模量产测试中时钟模拟模块修调方法的改善，其关键点在于不依赖芯片设计添加，利用外部ate测试平台，并通过优化测试修调计算次数，尽可能分开串并行测试方式，来提升测试效率，降低测试成本。

技术特征：

1.基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，其特征在于：所述初始化配置包括6bit带宽的cset中心值16/2=8，4bit带宽的trim中心值64/2=32；

3.如权利要求2所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，其特征在于：所述cset+trim组合包括，计算cset+trim组合值后，通过数字通信写入mcu芯片内部寄存器，配置芯片从时钟输出端口当前组合条件下的时钟频率，通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内。

4.如权利要求3所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，其特征在于：所述通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内包括，考虑测试平台测量的时钟频率与目标值之间的偏差，通过偏差模型表示偏差的影响，具体如下：

5.如权利要求4所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，其特征在于：所述偏差模型包括，模型中的误差函数定义如下：

6.如权利要求5所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，其特征在于：所述通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内还包括，基于偏差模型的输出结果，构建偏差调节模型如下：

7.如权利要求6所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，其特征在于：所述通过ate测试平台测量当前时钟频率是否在目标值允许范围内还包括，在循环修调的过程中，每修调1次硬件响应和结果输出在10ms以上，而纯逻辑计算部分在当前cpu核心达到ghz运行速率，理论每秒10亿次以上计算，每轮的二分法计算耗时在ns级别，相对于10ms一次的机台通信和频率测量，数量级相差10万以上，可以忽略。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于ate平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法的步骤。

技术总结
本发明公开了基于ATE平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法，涉及半导体技术领域，包括：由ATE机台进行测试信号控制，区域CSET值和精度TRIM值初始化配置从中心值开始，完成所有工位CSET和TRIM修调值初始化；使用ATE机台TMU模块统一并行测量所有工位输出时钟频率，并根据输出结果执行后续操作；依次修改对应工位芯片内配置，将两组修调值组合，执行对应操作流程。本发明提供的基于ATE平台快速修调芯片时钟模块频偏的量产测试方法不依赖芯片设计添加，利用外部ATE测试平台，并通过优化测试修调计算次数，尽可能分开串并行测试方式，来提升测试效率，降低测试成本。

技术研发人员：王锐,蒋思平,王亚波
受保护的技术使用者：广芯微电子（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23