CN104133169B - 非接触芯片测试系统与方法 - Google Patents

Abstract

一种非接触芯片测试系统和方法，该方法先测得最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K，然后根据不同的测试指令和本底噪声选用不同的阈值电压对非接触芯片进行测试。该非接触芯片测试系统与方法根据测试指令和本底噪声环境的不同选用不同的阈值电压，从而减小多通道测试时的干扰，提高对非接触芯片进行多通道测试的准确性。

Description

非接触芯片测试系统与方法

技术领域

本发明涉及芯片测试领域，特别是涉及一种非接触芯片测试系统与方法。

背景技术

为了提高非接触芯片的测试效率，一般采用多通道并行测试方法对非接触芯片进行测试。此处的非接触芯片例如可以是射频识别(RFID，Radio FrequencyIdentification)芯片。

在进行多通道并行测试时，非接触芯片的衬底工艺使得在多芯片测试时信号间出现较大的相互干扰。其中一个通道的测试信号会通过衬底耦合串扰到另一个通道的测试端。通道越多，测试时各通道相互间的干扰就越大。当测试系统发射的测试指令不同时，各通道间的干扰会使得所发送的调制信号的幅度受到很大的影响。从而造成调制波形歧变，芯片不能正确响应。而这种干扰不能简单的通过滤波解决。

另外，硅片的工艺不同，测试环境的硬件参数漂移，芯片改版设计造成芯片面积和天线管脚位置的变化，并行测试芯片数量的不同等使得这种干扰的影响程度无法定量标定。从而导致非接触芯片测试结果的不准确。

发明内容

基于此，有必要提供一种非接触芯片测试系统与方法，其能够较准确的同时对多个非接触芯片进行测试。

一种非接触芯片测试系统，包括处理模块、与处理模块相连的现场可编程门阵列、与现场可编程门阵列相连的调制信号产生模块、与调制信号产生模块相连的多个测试通道以及与测试通道相连的数模转换器，所述多个测试通道和数模转换器均与现场可编程门阵列相连，每一个测试通道均包括非接触芯片测试接口、与非接触芯片测试接口相连的差分放大器、与差分放大器相连的解调单元及与解调单元相连的比较器，每一个测试通道的比较器均与数模转换器相连，处理模块产生控制信号控制现场可编程门阵列的工作，现场可编程门阵列根据处理模块传来的控制信号控制调制信号产生模块产生测试信号和传递控制信号到数模转换器，非接触芯片测试接口将调制信号产生模块产生的测试信号传给与非接触芯片测试接口相连接的多个待测非接触芯片，差分放大器采集非接触芯片测试接口传来的非接触芯片返回的信号并对非接触芯片返回的信号进行放大处理，解调单元将经过差分放大器放大处理的信号进行解调处理后传递给比较器，数模转换器将现场可编程门阵列传来的控制信号转化为模拟信号输出给比较器作为比较器的阈值电压，比较器比较解调单元输出的解调信号和阈值电压并将比较结果输出给现场可编程门阵列，现场可编程门阵列对比较器传来的信号进行处理后传给处理模块，所述处理模块判断现场可编程门阵列传来的信号与设定值是否一致。。

在其中一个实施例中，所述解调单元为型号为AD734的乘法器。

在其中一个实施例中，所述非接触芯片测试接口包括射频放大器、第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容以及双刀双掷开关，所述射频放大器、第一电阻和第一电容依次串联，所述射频放大器、第二电阻和第二电容依次串联，双刀双掷开关的两个固定端均与待测非接触芯片相连，双刀双掷开关的四个可选择端中的两个可选择端分别与第一电容和第二电容相连。

在其中一个实施例中，所述差分放大器的两个输入端口中的其中一个输入端口连接于第一电阻和第一电容的连接处，另一个输入端口连接于第二电阻和第二电容的连接处。

在其中一个实施例中，所述非接触芯片测试系统包括8、16或32个测试通道。

一种非接触芯片测试方法，包括以下步骤：按照同一种指令下待测非接触芯片的返回结果对指令进行分类，返回结果相同的指令定义为A类指令，返回结果不同的指令定义为B类指令；选择多个工作正常的非接触芯片进行测试；对选择出来的工作正常的非接触芯片进行测试得到最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K；将多个待测非接触芯片同时进行测试；发送A类指令至待测非接触芯片，将待测非接触芯片返回的结果与最强耦合干扰电平X进行比较以判断待测非接触芯片是否正常；发送B类指令至待测非接触芯片，若X>K>Y>Z，将待测非接触芯片返回的结果与(X+Y)/2进行比较以判断待测非接触芯片是否正常，若X>K>Z>Y，将待测非接触芯片返回的结果与(X+Z)/2进行比较以判断待测非接触芯片是否正常。

在其中一个实施例中，所述对选择出来的工作正常的非接触芯片进行测试得到最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K的步骤包括：将多个工作正常的非接触芯片的输出分别与比较器的其中一个输入端相连；向所述多个工作正常的非接触芯片同时发送A类指令，将比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从有响应变为无响应时对应的阀值电压作为最强耦合干扰电平X；初始化工作正常的非接触芯片，使其中一个工作正常的非接触芯片的天线管脚输出的调制波形与其它工作正常的非接触芯片的天线管脚输出的调制波形相反，向所述多个工作正常的非接触芯片同时发送A类指令，将与天线管脚输出的调制波形相反的工作正常的非接触芯片相连的比较器的阈值电压不断调高，使比较器的输出从无响应变为有响应，以比较器从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为最弱耦合干扰电平Y；停止向所述多个工作正常的非接触芯片发送测试指令，将比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为本底噪声电平Z；仅向其中一个工作正常的非接触芯片发送A类指令，将与其中一个工作正常的非接触芯片连接的比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为无耦合干扰解调灵敏度K。

在其中一个实施例中，所述多个工作正常的非接触芯片的输出经过放大解调后分别与比较器的其中一个输入端相连。

在其中一个实施例中，所述多个工作正常的非接触芯片的数量为8个、16个或32个，所述多个待测非接触芯片的数量为8个、16个或32个。

在其中一个实施例中，所述A类指令包括讯卡指令和测试模式指令，所述B类指令包括抗冲突指令和认证后的指令。

上述非接触芯片测试系统与方法根据测试指令和本底噪声环境的不同选用不同的阈值电压，从而减小多通道测试时的干扰，提高对非接触芯片进行多通道测试的准确性。

附图说明

图1为一个实施例的非接触芯片测试系统示意图；

图2为一个实施例的非接触芯片测试方法流程图；

图3为最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K的获得流程图。

具体实施方式

请参考图1，本发明的一个实施方式提供一种非接触芯片测试系统。该非接触芯片测试系统包括处理模块110、与处理模块110相连的现场可编程门阵列120、与现场可编程门阵列120相连的调制信号产生模块130、与调制信号产生模块130相连的多个测试通道以及与测试通道相连的数模转换器140。

此处的多个测试通道的数量为8个，图中完整的测试通道的数量为两个。当然测试通道的数量也可以根据需要扩展为16个或32个。这8个测试通道和数模转换器140均与现场可编程门阵列120相连。其中，每一个测试通道均包括非接触芯片测试接口、与非接触芯片测试接口相连的差分放大器153、与差分放大器153相连的解调单元152及与解调单元152相连的比较器151，每一个测试通道的比较器151均与数模转换器140相连。

每个测试通道的非接触芯片测试接口包括射频放大器154、第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2、第二电容C2以及双刀双掷开关159。射频放大器154、第一电阻R1和第一电容C1依次串联。射频放大器154、第二电阻R2和第二电容C2依次串联。也就是说，射频放大器154与第一电容C1、第二电阻R2串联的同时还与第二电阻R2和第二电容C2串联。双刀双掷开关159的两个固定端均与待测非接触芯片相连，双刀双掷开关的四个可选择端中的两个可选择端分别与第一电容C1和第二电容C2相连，另外两个可选择端可以与其它测试端口相连，以实现扩展测试。此处，双刀双掷开关159的固定端是指始终与双刀双掷开关159的双刀相连的两个点，可选择端是指双刀可以进行选择性连接以实现不同电路功能的四个点。

每个测试通道的差分放大器153的两个输入端口中的其中一个输入端口连接于第一电阻R1和第一电容C1的连接处，另一个输入端口连接于第二电阻R2和第二电容C2的连接处。

在该实施例中，每个测试通道的解调单元为型号为AD734的乘法器。型号为AD734的乘法器具有高精度和输入信号范围宽的特点，适合非接触芯片的测试。待测非接触芯片200返回的信号经过差分放大器153的放大作用后由解调单元152进行解调。差分放大器153可以采用高阻抗差分放大器，以对共模噪声进行抑制。解调单元152解调出来的信号会输入到比较器151，比较器151将解调单元152传来的信号与自身的阈值电压进行比较后输出给现场可编程门阵列120。在该实施例中，比较器151的阈值电压是由数模转换器140进行调节的。

该非接触芯片测试系统工作时，处理模块110产生控制信号控制现场可编程门阵列120的工作。现场可编程门阵列120根据处理模块110传来的控制信号控制调制信号产生模块130产生测试信号和传递控制信号到数模转换器140。非接触芯片测试接口将调制信号产生模块130产生的测试信号传给与非接触芯片测试接口相连接的多个待测非接触芯片200。差分放大器153采集非接触芯片测试接口传来的非接触芯片200返回的信号并对非接触芯片200返回的信号进行放大处理。解调单元152将经过差分放大器153放大处理的信号进行解调处理后传递给比较器151。数模转换器140将现场可编程门阵列120传来的控制信号转化为模拟信号输出给比较器151作为比较器151的阈值电压。比较器151比较解调单元152输出的解调信号和阈值电压并将比较结果输出给现场可编程门阵列120。现场可编程门阵列120对比较器151传来的信号进行处理后传给处理模块110做进一步的处理。处理模块110判断现场可编程门阵列传来的信号与设定值是否一致。这样就可以确定待测非接触芯片200是否正常，也就是是否符合要求。

请参考图2，采用该非接触芯片测试系统对非接触芯片进行测试时，对应的非接触芯片测试方法主要包括如下步骤。

步骤S110，按照同一种指令下待测非接触芯片的返回结果对指令进行分类，返回结果相同的指令定义为A类指令，返回结果不同的指令定义为B类指令。此处将测试指令进行分类可以方便对不同的指令进行不同的测试以得到较准确的测试结果。其中，A类指令包括讯卡指令和测试模式指令，B类指令包括抗冲突指令和认证后的指令。

步骤S120，选择多个工作正常的非接触芯片进行测试。将这些工作正常的非接触芯片均连接于非接触芯片测试系统的非接触芯片测试接口。

步骤S130，对选择出来的工作正常的非接触芯片进行测试得到最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K。其中，最强耦合干扰电平X是指所有测试通道同时进行测试时所测试通道产生的最强耦合干扰电平。最弱耦合干扰电平Y是指所有测试通道同时进行测试时测试通道所产生的最强耦合干扰电平。本底噪声Z是指不进行测试时测试通道本身具有的噪声。无耦合干扰解调灵敏度K是指仅一个测试通道进行测试时测试通道输出的电平。

请参考图3，该步骤S130中的最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K可通过如下步骤获得。

步骤S131，将多个工作正常的非接触芯片的输出分别与比较器的其中一个输入端相连。也就是将测试通道上接入工作正常的非接触芯片。此处，这些工作正常的非接触芯片的输出是经过放大解调后分别与比较器的其中一个输入端相连的。测试通道的数量可以为8个、16个或32个。对应的，同时进行测量的工作正常的非接触芯片的数量也为8个、16个或32个，同时进行测量的待测非接触芯片的数量也为8个、16个或32个。

步骤S132，向多个工作正常的非接触芯片同时发送A类指令，将比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从有响应变为无响应时对应的阀值电压作为最强耦合干扰电平X。其中A类指令是由处理模块110通过现场可编程门阵列控制调制信号产生模块130发出的。A类指令到达工作正常的非接触芯片后，工作正常的非接触芯片将产生测试结果，测试结果经过放大与解调后到达比较器151。处理模块110将通过现场可编程门阵列120和数模转换器130调整比较器151的阈值电压。比较器151的阈值电压在不断调高的过程中，比较器151的输出会出现从有响应变为无响应的情况，如出现此种情况，就以此时所对应的阈值电压作为最强耦合干扰电平X。

步骤S133，初始化工作正常的非接触芯片，使其中一个工作正常的非接触芯片的天线管脚输出的调制波形与其它工作正常的非接触芯片的天线管脚输出的调制波形相反，向多个工作正常的非接触芯片同时发送A类指令，将与天线管脚输出的调制波形相反的工作正常的非接触芯片相连的比较器的阈值电压不断调高，使比较器的输出从无响应变为有响应，以比较器从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为最弱耦合干扰电平Y。该步骤S133与步骤S132相类似，不同之处在于，此处的工作正常的非接触芯片中有一个工作正常的非接触芯片的天线管脚输出的调制波形与其它工作正常的非接触芯片相反。此处可以通过改变工作正常的非接触芯片的存储器中的内容来改变天线管脚输出的调制波形。测试时，测试这个天线管脚输出的调制波形与其它相反的工作正常的非接触芯片。调节与这个工作正常的非接触芯片相连的比较器151的输出，使比较器的输出从无响应变为有响应，以此处对应的比较器151的阀值电压作为最弱耦合干扰电平Y。非接触芯片的天线管脚是指非接触芯片上与外部天线相连的管脚。

步骤S134，停止向所述多个工作正常的非接触芯片发送测试指令，将比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为本底噪声电平Z。该步骤S134与步骤S132类似，不同之处在于，该步骤S134不向任何一个工作正常的非接触芯片发送任何测试指令。

步骤S135，仅向其中一个工作正常的非接触芯片发送A类指令，将与其中一个工作正常的非接触芯片连接的比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为无耦合干扰解调灵敏度K。该步骤S135与步骤S132类似，不同之处在于，该步骤S135只向所有工作正常的非接触芯片中的其中一个发送A类指令，不向其它工作正常的非接触芯片发送任何测试指令，并测试与这个发送A类指令相连的比较器的输出。调节该比较器的阈值电压，以比较器的输出从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为无耦合干扰解调灵敏度K。

另外，在其它实施例中，可以调换步骤S132、步骤S133、步骤S134和步骤S135之间的执行顺序，此处不限定它们的执行顺序。

步骤S140，将多个待测非接触芯片同时进行测试。将非接触芯片测试接口上连接的工作正常的非接触芯片换成待测非接触芯片。待测非接触芯片的工作是否正常需要经过测试才能知道。

步骤S150，发送A类指令至待测非接触芯片，将待测非接触芯片返回的结果与最强耦合干扰电平X进行比较以判断待测非接触芯片是否正常。也就是说此时比较器的阈值电平的值设为最强耦合干扰电平X，然后比较待测非接触芯片传来的信号。将比较器的输出经现场可编程门阵列传输给处理单元，由处理单元判断待测非接触芯片返回的结果是否正常，也就是是否与设定值相一致。这样可以去除耦合干扰造成的影响，防止出现误判，也就是防止将工作正常的非接触芯片判断为不正常，从而提高测试的准确性。

步骤S160，发送B类指令至待测非接触芯片，若X>K>Y>Z，将待测非接触芯片返回的结果与(X+Y)/2进行比较以判断待测非接触芯片是否正常；若X>K>Z>Y，将待测非接触芯片返回的结果与(X+Z)/2进行比较以判断待测非接触芯片是否正常。这样可以有效的去除本底噪声造成的影响，提高测试的准确性。

该非接触芯片测试系统与方法根据测试指令和本底噪声环境的不同选用不同的阈值电压，从而减小多通道测试时的干扰，提高对非接触芯片进行多通道测试的准确性。该非接触芯片测试系统与方法具有提高测试效率的同时提高测试准确性的优点。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种非接触芯片测试系统，其特征在于，包括处理模块、与处理模块相连的现场可编程门阵列、与现场可编程门阵列相连的调制信号产生模块、与调制信号产生模块相连的多个测试通道以及与测试通道相连的数模转换器，所述多个测试通道和数模转换器均与现场可编程门阵列相连，每一个测试通道均包括非接触芯片测试接口、与非接触芯片测试接口相连的差分放大器、与差分放大器相连的解调单元及与解调单元相连的比较器，每一个测试通道的比较器均与数模转换器相连，

处理模块产生控制信号控制现场可编程门阵列的工作，现场可编程门阵列根据处理模块传来的控制信号控制调制信号产生模块产生测试信号和传递控制信号到数模转换器，非接触芯片测试接口将调制信号产生模块产生的测试信号传给与非接触芯片测试接口相连接的多个待测非接触芯片，差分放大器采集非接触芯片测试接口传来的非接触芯片返回的信号并对非接触芯片返回的信号进行放大处理，解调单元将经过差分放大器放大处理的信号进行解调处理后传递给比较器，数模转换器将现场可编程门阵列传来的控制信号转化为模拟信号输出给比较器作为比较器的阈值电压，比较器比较解调单元输出的解调信号和阈值电压并将比较结果输出给现场可编程门阵列，现场可编程门阵列对比较器传来的信号进行处理后传给处理模块，所述处理模块判断现场可编程门阵列传来的信号与设定值是否一致；

所述非接触芯片测试接口包括射频放大器、第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容以及双刀双掷开关，所述射频放大器、第一电阻和第一电容依次串联，所述射频放大器、第二电阻和第二电容依次串联，双刀双掷开关的两个固定端均与待测非接触芯片相连，双刀双掷开关的四个可选择端中的两个可选择端分别与第一电容和第二电容相连。

2.根据权利要求1所述的非接触芯片测试系统，其特征在于，所述解调单元为型号为AD734的乘法器。

3.根据权利要求1所述的非接触芯片测试系统，其特征在于，所述差分放大器的两个输入端口中的其中一个输入端口连接于第一电阻和第一电容的连接处，另一个输入端口连接于第二电阻和第二电容的连接处。

4.根据权利要求1或3所述的非接触芯片测试系统，其特征在于，所述非接触芯片测试系统包括8、16或32个测试通道。

5.一种非接触芯片测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照同一种指令下待测非接触芯片的返回结果对指令进行分类，返回结果相同的指令定义为A类指令，返回结果不同的指令定义为B类指令；

选择多个工作正常的非接触芯片进行测试；

对选择出来的工作正常的非接触芯片进行测试得到最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K；

将多个待测非接触芯片同时进行测试；

发送A类指令至待测非接触芯片，将待测非接触芯片返回的结果与最强耦合干扰电平X进行比较以判断待测非接触芯片是否正常；

发送B类指令至待测非接触芯片，若X>K>Y>Z，将待测非接触芯片返回的结果与(X+Y)/2进行比较以判断待测非接触芯片是否正常，若X>K>Z>Y，将待测非接触芯片返回的结果与(X+Z)/2进行比较以判断待测非接触芯片是否正常。

6.根据权利要求5所述的非接触芯片测试方法，其特征在于，所述对选择出来的工作正常的非接触芯片进行测试得到最强耦合干扰电平X、最弱耦合干扰电平Y、本底噪声Z和无耦合干扰解调灵敏度K的步骤包括：

将多个工作正常的非接触芯片的输出分别与比较器的其中一个输入端相连；

向所述多个工作正常的非接触芯片同时发送A类指令，将比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从有响应变为无响应时对应的阀值电压作为最强耦合干扰电平X；

初始化工作正常的非接触芯片，使其中一个工作正常的非接触芯片的天线管脚输出的调制波形与其它工作正常的非接触芯片的天线管脚输出的调制波形相反，向所述多个工作正常的非接触芯片同时发送A类指令，将与天线管脚输出的调制波形相反的工作正常的非接触芯片相连的比较器的阈值电压不断调高，使比较器的输出从无响应变为有响应，以比较器从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为最弱耦合干扰电平Y；

停止向所述多个工作正常的非接触芯片发送测试指令，将比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为本底噪声电平Z；

仅向其中一个工作正常的非接触芯片发送A类指令，将与其中一个工作正常的非接触芯片连接的比较器的阈值电压不断调高，以比较器的输出从无响应变为有响应时对应的阀值电压作为无耦合干扰解调灵敏度K。

7.根据权利要求6所述的非接触芯片测试方法，其特征在于，所述多个工作正常的非接触芯片的输出经过放大解调后分别与比较器的其中一个输入端相连。

8.根据权利要求5所述的非接触芯片测试方法，其特征在于，所述多个工作正常的非接触芯片的数量为8个、16个或32个，所述多个待测非接触芯片的数量为8个、16个或32个。

9.根据权利要求5至8中任一权利要求所述的非接触芯片测试方法，所述A类指令包括讯卡指令和测试模式指令，所述B类指令包括抗冲突指令和认证后的指令。