一种OS测试系统的制作方法

本发明涉及消防领域，特别涉及一种os测试系统。

背景技术：

集成电路ic的整个制造过程，工序复杂繁多，为确保生产质量，需要对工序过程进行验证检测，在后端工序的封装过程中，检测尤为重要，在封装过程中，需要对集成电路ic进行开短路测试(os)，开短路测试是验证ic封装工序的最直接最有效的方式，开短路测试可检测出集成电路ic封装过程中的物理引线连接。

现有os测试系统在使用时存在一定的弊端，首先，现有的os测试通常采用大型测试设备测试，而通用大型测试设备体积大、价格贵、生产成本高，而且通用大型测试设备系统复杂，操作不便，从开发到投入的生产周期较长，不满足人们的使用要求，为此，我们提出一种os测试系统。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种os测试系统，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种os测试系统，包括mcu模块、fpga模块和待测试芯片ic，mcu模块包括pc端软件通讯模块、usb通信模块、pmu控制模块、ttl接口通讯模块与stm32数据通讯模块，fpga模块包括测试通道选择模块与fpga数据通讯模块；

usb通信模块用于实现pc端软件通讯与stm32的数据通讯端口之间的物理连接；

pc端软件通讯用于实现显示os测试系统工作过程中检测到的芯片相关信息；

pmu控制模块用于控制os测试系统的测试过程；

ttl接口通讯模块用于实现os测试系统与机械手或分选机设备之间的通讯连接；

fpga数据通讯模块用于实现mcu模块中相关信息的转化与处理并将信息输入fpga模块过程；

测试通道选择模块用于实现os测试系统测试芯片过程中三种不同的测试方法顺序的选择；

stm32数据通讯模块用于实现各个模块间信息传输转化；

优选的，所述mcu模块核心采用stm32f407芯片，主要实现os测试系统测试过程中的主控制，所述mcu模块通过fsmc总线与fpga模块连接。

优选的，所述ttl接口通讯模块采用了tlp281-4光耦芯片。

优选的，所述mcu模块使用fimv加电流测电压和fvmv加电压测电压功能，所述mcu模块内部设置有lm358运算放大器。

优选的，所述usb通信模块采用采用cy7c68013a芯片，所述usb通信模块具有第二个数据指针、具有第二个usatrt、12c总线接口和8个额外的中断，且usb通信模块内部的cpu时钟可以以12mhz、24mhz和48mhz运行。

优选的，所述fpga模块采用intelfpga5cefa4f23型号主控芯片，5cefa4f23型号主控芯片采用fbga484封装，其具有49k个le，且使用外部flash芯片进行配置，芯片的io数为224个。

优选的，所述测试通道选择模块采用干簧管继电器进行通道选择切换，每个通道使用三个继电器实现，每个通道可独立与pmu、vcc、gnd三个公共信号进行连接，且继电器通过fpga模块控制驱动。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

该一种os测试系统，整个os测量系统由各种小型模块和机械手自动化设备组成，整体成本较低，为集成电路芯片的实际封装生产过程提供了一种低成本的测试解决方案，在实际的生产过程中，解决了通用测试设备自身体积大、控制程序繁琐、成本高等方面的不足，使生产测试的灵活性和并行测试site数大大提高，缩短生产测试周期，节约成本，极大的提高生产效率，满足人们的使用要求，较为实用，整个os测试系统的结构比较简单，而且操作方便，使用效果相对于传统方式更好。

附图说明

图1为本发明一种os测试系统的整体硬件框图；

图2为本发明一种os测试系统的整体逻辑框图；

图3为本发明一种os测试系统中ttl接口通讯模块的电路图；

图4为本发明一种os测试系统中usb通信模块的电路图；

图5为本发明一种os测试系统中stm32数据通讯模块的电路图；

图6-9为本发明一种os测试系统中fpga模块的电路图；

图10为本发明一种os测试系统中测试通道选择模块的电路图；

图11为本发明一种os测试系统中正向二极管测试的电路图；

图12为本发明一种os测试系统中反向二极管测试的电路图；

图13为本发明一种os测试系统中相邻引脚短路测试的电路图；

图14为本发明一种os测试系统中pmu模块的电路图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1-14所示，一种os测试系统，包括mcu模块、fpga模块和待测试芯片ic，mcu模块包括pc端软件通讯模块、usb通信模块、pmu控制模块、ttl接口通讯模块与stm32数据通讯模块，fpga模块包括测试通道选择模块与fpga数据通讯模块；usb通信模块用于实现pc端软件通讯与stm32的数据通讯端口之间的物理连接；pc端软件通讯用于实现显示os测试系统工作过程中检测到的芯片相关信息；pmu控制模块用于控制os测试系统的测试过程；ttl接口通讯模块用于实现os测试系统与机械手或分选机设备之间的通讯连接；fpga数据通讯模块用于实现mcu模块中相关信息的转化与处理并将信息输入fpga模块过程；测试通道选择模块用于实现os测试系统测试芯片过程中三种不同的测试方法顺序的选择；stm32数据通讯模块用于实现各个模块间信息传输转化；mcu模块核心采用stm32f407芯片，主要实现os测试系统测试过程中的主控制，mcu模块通过fsmc总线与fpga模块连接；ttl接口通讯模块采用了tlp281-4光耦芯片；mcu模块检测时使用fimv加电流测电压和fvmv加电压测电压功能，mcu模块内部设置有lm358运算放大器；usb通信模块采用采用cy7c68013a芯片，usb通信模块具有第二个数据指针、具有第二个usatrt、12c总线接口和8个额外的中断，且usb通信模块内部的cpu时钟可以以12mhz、24mhz和48mhz运行；fpga模块采用intelfpga5cefa4f23型号主控芯片，5cefa4f23型号主控芯片采用fbga484封装，其具有49k个le，且使用外部flash芯片进行配置，芯片的io数为224个；测试通道选择模块采用干簧管继电器进行通道选择切换，每个通道使用三个继电器实现，每个通道可独立与pmu、vcc、gnd三个公共信号进行连接，且继电器通过fpga模块控制驱动，测试通道选择模块选择进行正向二极管测试，正向二极管测试的原理为：通过从引脚外部正向灌入电流，测试压降为0.7v～0.9v，说明存在保护二极管且是完好的，具体测试原理详见图11。

实施例2

如图1-14所示，一种os测试系统，包括mcu模块、fpga模块和待测试芯片ic，mcu模块包括pc端软件通讯模块、usb通信模块、pmu控制模块、ttl接口通讯模块与stm32数据通讯模块，fpga模块包括测试通道选择模块与fpga数据通讯模块；usb通信模块用于实现pc端软件通讯与stm32的数据通讯端口之间的物理连接；pc端软件通讯用于实现显示os测试系统工作过程中检测到的芯片相关信息；pmu控制模块用于控制os测试系统的测试过程；ttl接口通讯模块用于实现os测试系统与机械手或分选机设备之间的通讯连接；fpga数据通讯模块用于实现mcu模块中相关信息的转化与处理并将信息输入fpga模块过程；测试通道选择模块用于实现os测试系统测试芯片过程中三种不同的测试方法顺序的选择；stm32数据通讯模块用于实现各个模块间信息传输转化；mcu模块核心采用stm32f407芯片，主要实现os测试系统测试过程中的主控制，mcu模块通过fsmc总线与fpga模块连接；ttl接口通讯模块采用了tlp281-4光耦芯片；mcu模块检测时使用fimv加电流测电压和fvmv加电压测电压功能，mcu模块内部设置有lm358运算放大器；usb通信模块采用采用cy7c68013a芯片，usb通信模块具有第二个数据指针、具有第二个usatrt、12c总线接口和8个额外的中断，且usb通信模块内部的cpu时钟可以以12mhz、24mhz和48mhz运行；fpga模块采用intelfpga5cefa4f23型号主控芯片，5cefa4f23型号主控芯片采用fbga484封装，其具有49k个le，且使用外部flash芯片进行配置，芯片的io数为224个；测试通道选择模块采用干簧管继电器进行通道选择切换，每个通道使用三个继电器实现，每个通道可独立与pmu、vcc、gnd三个公共信号进行连接，且继电器通过fpga模块控制驱动，测试通道选择模块选择进行反向二极管测试，反向二极管测试的原理为与正向二极管测试的原理相似，具体测试原理详见图12。

实施例3

如图1-14所示，一种os测试系统，包括mcu模块、fpga模块和待测试芯片ic，mcu模块包括pc端软件通讯模块、usb通信模块、pmu控制模块、ttl接口通讯模块与stm32数据通讯模块，fpga模块包括测试通道选择模块与fpga数据通讯模块；usb通信模块用于实现pc端软件通讯与stm32的数据通讯端口之间的物理连接；pc端软件通讯用于实现显示os测试系统工作过程中检测到的芯片相关信息；pmu控制模块用于控制os测试系统的测试过程；ttl接口通讯模块用于实现os测试系统与机械手或分选机设备之间的通讯连接；fpga数据通讯模块用于实现mcu模块中相关信息的转化与处理并将信息输入fpga模块过程；测试通道选择模块用于实现os测试系统测试芯片过程中三种不同的测试方法顺序的选择；stm32数据通讯模块用于实现各个模块间信息传输转化；mcu模块核心采用stm32f407芯片，主要实现os测试系统测试过程中的主控制，mcu模块通过fsmc总线与fpga模块连接；ttl接口通讯模块采用了tlp281-4光耦芯片；mcu模块检测时使用fimv加电流测电压和fvmv加电压测电压功能，mcu模块内部设置有lm358运算放大器；usb通信模块采用采用cy7c68013a芯片，usb通信模块具有第二个数据指针、具有第二个usatrt、12c总线接口和8个额外的中断，且usb通信模块内部的cpu时钟可以以12mhz、24mhz和48mhz运行；fpga模块采用intelfpga5cefa4f23型号主控芯片，5cefa4f23型号主控芯片采用fbga484封装，其具有49k个le，且使用外部flash芯片进行配置，芯片的io数为224个；测试通道选择模块采用干簧管继电器进行通道选择切换，每个通道使用三个继电器实现，每个通道可独立与pmu、vcc、gnd三个公共信号进行连接，且继电器通过fpga模块控制驱动，测试通道选择模块选择进行相邻引脚测试，主要测试两个相邻脚之间的短路情况，封装好的芯片两个相邻管脚之间，若不是相同信号(如都是gnd)，则不应存在短路情况，相邻引脚短路测试的原理为：对其中一管脚施加电压，从另一管脚进行量测所施加的电压，若能量测到电压值，则说明两个相邻管脚间存在短路情况，针对不能确定相邻管脚关系的芯片封装(如bga)，也可采用对某一个管脚施加电压，通过量测其余所有管脚的电压情况进行判断，不过此过程需要耗时较长，相邻引脚短路测试具体测试原理详见图13。

需要说明的是，本发明为一种os测试系统，在进行芯片os测试过程中，os测试系统内部的mcu模块充当主控制其功能，mcu模块与fpga模块连接，通过fpga模块内部的测试通道选择模块实现测试通道的选择，选择好测试通道后，mcu模块再通过与pmu模块连接，实现pmu功能，对进行os进行测量，同时mcu模块还通过usb接口与pc端软件通讯模块连接，pc端软件通讯模块将待测试芯片ic的具体测量结果和芯片相关的测量数据显示出来，测量后，mcu模块通过ttl接口通讯模块与外部机械手自动化设备进行通讯，将测试后的芯片取下来，同时放上新的待测试芯片ic，os测试系统具有128个测试通道，可实现128管脚以下ic的os功能测试。

其中，mcu模块的核心芯片stm32f407是一种增强型mcu，其属rsic架构的32位内核，集成了uart，i2c，spi，adc，dac等众多资源，具有主频高，功耗低，资源丰富等优点可以让整个os测试过程更加快捷。

mcu模块上的ttl接口采用光耦芯片tlp281-4，主要用于信号隔离，防止相互干扰而引起不稳定，而且通过该接口，将os测试系统与机械手等自动化设备连接，可以实现芯片的批量测试。

pmu模块进行os进行测量时，使用lm358运算放大器实现一个恒流源电路，dac电压通过stm32f407产生，adc1用来量测实际的电压值，反馈给mcu模块转换成数字量，用于mcu模块进行数据处理。

在os测量系统测量芯片时，测试通道选择模块内部的干簧管继电器进行通道选择切换，每个通道使用三个继电器实现，继电器通过fpga模块控制驱动：ur1a、ur1b、ur1c信号，每个通道可独立与pmu、vcc、gnd三个公共信号进行连接，实现测试过程，而且每次只能进行一次测试，不能同时进行，三组测试依次进行，主要是测量芯片引脚上的发光二极管是否损坏和测量芯片相邻引脚之间是否损坏，具体的os测量系统测量原理详见图11-13。

整个os测量系统由各种小型模块和机械手自动化设备组成，整体成本较低，为集成电路芯片的实际封装生产过程提供了一种低成本的测试解决方案，在实际的生产过程中，解决了通用测试设备自身体积大、控制程序繁琐、成本高等方面的不足，使生产测试的灵活性和并行测试site数大大提高，缩短生产测试周期，节约成本，极大的提高生产效率，较为实用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。