專利名稱：通道開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通道開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
測試和測量是現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)和制造的重要組成部分。設(shè)計來自動執(zhí)行這些測試的一類測試系統(tǒng)稱作自動測試裝備(ATE)。自動測試裝備一般被編程來對特定電路或組件自動執(zhí)行大量選出的測試。所執(zhí)行的具體測試和這些測試被執(zhí)行的條件取決于被測項目、產(chǎn)品開發(fā)的階段和預(yù)期應(yīng)用。
用于電子電路的一種日益常見的封裝技術(shù)被稱作“多芯片封裝(MCP)”。在多芯片封裝中，若干個集成電路管芯一起被安裝在單個封裝中，并且各個管芯通常在封裝內(nèi)互連。
利用自動測試裝備(ATE)對這些多芯片封裝進行測試帶來了一組新的挑戰(zhàn)。例如，傳統(tǒng)上在不同測試系統(tǒng)中測試的多個管芯現(xiàn)在被集成在單個封裝中。曾使用在不同測試系統(tǒng)中的多插入測試，但是這在下述方面要付出代價裝備成本、額外的面積(floor space)、測試封裝所要求的時間、可能破壞封裝的管腳、以及多次插入后封裝的可靠性。
另外，不同類型的管芯要求不同的測試儀特性。例如，多芯片封裝具有多個芯片，這些芯片具有不同類型的存儲器、邏輯器件、模擬電路、乃至射頻(RF)器件。理想情況下，這些多芯片封裝器件可以使用最少次數(shù)的插入而被測試，而給定的測試系統(tǒng)必須能夠完成更多來執(zhí)行具有額外功能的測試。
此外，在常見的多芯片封裝器件上總的管腳計數(shù)遠大于傳統(tǒng)的存儲器芯片。取決于信號被引出封裝的方式，即使純存儲器多芯片封裝也可能具有數(shù)以百計的管腳。
另外，對并行測試的需求繼續(xù)增長?，F(xiàn)在典型的測試系統(tǒng)可以并行測試32個被測器件(DUT)。在最近的將來，預(yù)期并行測試64個器件。并且在不遠的將來，機器需要并行測試256個或者更多個器件。這將導(dǎo)致測試儀上的額外數(shù)目的測試管腳。例如，典型的多芯片封裝器件可能有384個管腳。則在測試儀和用于256個并行器件的DUT區(qū)域之間的接口處總的管腳計數(shù)會是每個測試系統(tǒng)384×256＝98,384個管腳。當(dāng)前市面上最大的測試系統(tǒng)具有4,608個管腳。
另外，芯片速度也持續(xù)增長。可以集成到多芯片封裝中的器件包括可以高頻運行的芯片，例如DDR(雙數(shù)據(jù)速率)和DDR2，或者快速SRAM(靜態(tài)隨機訪問存儲器)。當(dāng)前的多芯片封裝包括可運行高至133兆比特/秒的各種管芯，但是將來的封裝可能具有200兆比特/秒和266兆比特/秒的管芯。并且預(yù)期速度增加的趨勢將繼續(xù)下去。
發(fā)明內(nèi)容
在代表實施例中，公開了一種包括通道開關(guān)的有源路由電路，該通道開關(guān)包括收發(fā)器和開關(guān)。收發(fā)器具有第一數(shù)據(jù)線、第二數(shù)據(jù)線、驅(qū)動/接收控制線路和接收器選擇控制線路。開關(guān)具有連接到第一數(shù)據(jù)線的第一觸點和連接到第二數(shù)據(jù)線的第二觸點、以及開關(guān)控制線路。在驅(qū)動器模式中，收發(fā)器可以接收來自第一數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到第二數(shù)據(jù)線，并且在接收器模式中，可以接收來自第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到第一數(shù)據(jù)線。收發(fā)器可以響應(yīng)于信號在驅(qū)動器模式和接收器模式之間切換。響應(yīng)于另一個信號，接收自第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)可以被阻擋。開關(guān)可以響應(yīng)于又一個信號在將第一觸點連接到第二觸點和將第一觸點從第二觸點斷連之間轉(zhuǎn)變。
在其他代表實施例中，公開了一種測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)包括有源路由電路和測試儀。有源路由電路包括至少一個通道開關(guān)。每個通道開關(guān)包括收發(fā)器和開關(guān)，收發(fā)器具有第一數(shù)據(jù)線、第二數(shù)據(jù)線、驅(qū)動/接收控制線路和接收器選擇控制線路，并且開關(guān)具有連接到第一數(shù)據(jù)線的第一觸點和連接到第二數(shù)據(jù)線的第二觸點、以及開關(guān)控制線路。測試儀具有至少一個測試通道。每個收發(fā)器在驅(qū)動器模式中被配置為接收來自其第一數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到其第二數(shù)據(jù)線，并且在接收器模式中被配置為接收來自其第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到其第一數(shù)據(jù)線。每個收發(fā)器被配置為響應(yīng)于其驅(qū)動/接收控制線路上的信號在驅(qū)動器模式和接收器模式之間切換，并且在接收器模式中被配置為響應(yīng)于其驅(qū)動/接收控制線路上的信號阻擋接收自其第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)。每個開關(guān)被配置為響應(yīng)于開關(guān)控制線路上的信號在將其第一觸點連接到其第二觸點和將其第一觸點從其第二觸點斷連之間轉(zhuǎn)變。測試通道被連接到每個通道開關(guān)的第一數(shù)據(jù)線，并且每條第二數(shù)據(jù)線被配置為用于在被測器件上的測試管腳和與所述測試管腳配對的通道開關(guān)之間進行傳送。
結(jié)合附圖從下面的詳細描述這里所述的代表實施例的其他方面和優(yōu)點將變清楚。
附圖提供了可視表現(xiàn)，這些可視表現(xiàn)將用來更全面地描述各種代表實施例，并且可由本領(lǐng)域技術(shù)人員用來更好地理解它們以及它們內(nèi)在的優(yōu)點。在這些附圖中，相似的標號標識對應(yīng)的元件。
圖1A是用于路由測試通道連接的路由電路的圖。
圖1B是用于路由測試通道連接的另一個路由電路的圖。
圖2A是如各個代表實施例所述用于路由測試通道連接的路由電路的圖。
圖2B是如各個代表實施例所述用于路由測試通道連接的另一個路由電路的圖。
圖3是如各個代表實施例所述用于路由測試通道連接的又一個路由電路的圖。
圖4是如各個代表實施例所述的自動測試系統(tǒng)的圖。
具體實施例方式
如用于說明的附圖所示，本專利文獻公開了多種新穎的技術(shù)，用于處理快時鐘速率的大管腳計數(shù)封裝，尤其是多芯片封裝。在下面的詳細描述和附圖中的若干圖示中，用相似的標號標識相似的元件。
現(xiàn)在需要能夠處理測試儀上的極大增加了數(shù)目的測試管腳。當(dāng)前市面上最大測試系統(tǒng)上的測試管腳的數(shù)目遠不能滿足預(yù)期需求。
隨著電路速度增加，在不顯著降低性能的情況下復(fù)用單個測試儀通道來向/從多個被測器件管腳驅(qū)動或接收數(shù)據(jù)(如果可能的話)變得日益困難。高速測試要求從單個測試儀通道到每個被測器件管腳的清潔連接路徑。這些高速連接一般要求較大的機械繼電器，并且要求在傳輸線布局時非常小心。盡管對于某些少量通道來說是可以并且簡單易行的，但是在處理被復(fù)用到甚至更大數(shù)目的器件的數(shù)以千計的通道時，這就變成了一個大任務(wù)。沒有足夠的空間和功率來處理所有這些繼電器，并且沒有足夠的板空間來處理所有布局問題。
與繼電器相關(guān)聯(lián)的龐大成本和極差的可靠性使該問題更加復(fù)雜。高性能繼電器價格高昂。當(dāng)每個繼電器的成本乘以這些大系統(tǒng)所需的數(shù)千個繼電器時，價格就快速增長。
都知道隨著時間流逝機械繼電器也易發(fā)生故障。存在與繼電器的開關(guān)機構(gòu)相關(guān)聯(lián)的生命期。隨著需要日益增加的數(shù)目的繼電器來開關(guān)這些通道，大量機械開關(guān)的故障概率損害了作為關(guān)鍵質(zhì)量指標的故障間平均時間(MTBF)。
可以用來填補當(dāng)前測試儀管腳計數(shù)4608和預(yù)期管腳計數(shù)98,384之間的差距的一種方法是認識到并非全部管芯都同時被測試。換言之，一組測試儀通道可以被路由到不同的管腳組。例如，所要求的測試點數(shù)目可以被劃分為N組M個通道，這提供了測試多至N個管芯每個管芯具有多至M個管腳的能力。這提供了將給定的通道計數(shù)擴展N倍的能力。假定在多芯片封裝中管芯相同，則可以并行測試N組每組具有多至M個管腳。
在代表實施例中，公開了測試系統(tǒng)上的管腳電子部件的輸出與多芯片封裝(被測器件)之間的重路由電路，該重路由電路允許順序地將一組測試儀資源從與特定管芯相關(guān)聯(lián)的一組管腳順序移動到與下一管芯相關(guān)聯(lián)的下一組管腳，直到該封裝中的所有管芯都被測試。
圖1A是用于路由測試通道連接的路由電路100a的圖。圖1A的路由電路100a可被稱作樹狀路由電路100a。圖1A的實現(xiàn)是無源的，因為在該電路中僅使用了無源器件。該電路優(yōu)選可以使用繼電器實現(xiàn)。該拓撲使其避免了短截線(stub)，從而維持了信號的完整性。在圖1A的示例中，輸入線路110被連接到從四條輸出線路120a、120b、120c和120d(總地稱作輸出線路120)中選定的一條。通過挑選線路開關(guān)130a、130b和130c(總地稱作線路開關(guān)130)中的觸點的適當(dāng)接觸位置，輸入線路110可以連接到特定輸出線路120。復(fù)用器140a、140b、140c和140d(總地稱作復(fù)用器140)可以從施加到它們的輸入的電壓選擇，并且使四個鎖存開關(guān)(latch switch)150a、150b、150c和150d(總地稱作鎖存開關(guān)150)中的任意一些或全部閉合，從而適當(dāng)?shù)貞?yīng)用所選復(fù)用器140。盡管除了繼電器外在圖1A的代表實施例中也可以使用例如固態(tài)開關(guān)，但是繼電器較小的寄生電容提供了操作速度優(yōu)勢。
圖1B是用于路由測試通道連接的另一個路由電路100b的圖。圖1B的路由電路100b可以被稱為并行路由電路100b。圖1B的實現(xiàn)也使無源的，因為在該電路中僅使用了無源器件。在圖1B的示例中，輸入線路110被連接到從四條輸出線路120a、120b、120c和120d中選定的一條。通過挑選線路開關(guān)130a、130b、130c和130d(總地稱作線路開關(guān)130)中的觸點的適當(dāng)接觸位置，輸入線路110可以連接到特定輸出線路120或者多條輸出線路120。復(fù)用器140a、140b、140c和140d可以從施加到它們的輸入的電壓選擇，并且使四個鎖存開關(guān)150a、150b、150c和150d中的任意一些或全部閉合，從而適當(dāng)?shù)貞?yīng)用所選復(fù)用器140。圖1B優(yōu)選使用固態(tài)開關(guān)用作鎖存開關(guān)150，并且被實現(xiàn)為集成電路(IC)。集成電路的內(nèi)部尺寸足夠小，以使多個開關(guān)可以一起被連結(jié)到單個節(jié)點而不使信號顯著惡化。圖1A的繼電器樹狀路由電路100a實施例一般具有較高的帶寬，但是其要求機械繼電器或某些形式的低導(dǎo)通電阻和低電容開關(guān)來獲得這些特性。圖1A的實施例的缺點基本上是繼電器內(nèi)在的空間、成本和可靠性。由于其使用固態(tài)開關(guān)被集成，所以圖1B的并行路由電路100b要求較少的板空間，因此不太貴，并且具有比圖1A的樹狀路由電路100a高的可靠性。并行路由電路100b的缺點在性能方面。固態(tài)開關(guān)具有將使總體帶寬降低的寄生電容和導(dǎo)通電阻。因此，在用固態(tài)開關(guān)實現(xiàn)時，并行路由電路100b將不具有與樹狀路由電路100a一樣好的高頻響應(yīng)。并行路由電路100b可以使用繼電器實現(xiàn)，但是對于被測器件上的大數(shù)目測試管腳，尤其用于大量扇出所必需的大量繼電器和關(guān)聯(lián)的空間需求將使繼電器不理想。大量的繼電器也可能變成可靠性問題。
圖2A是如各個代表實施例所述用于路由測試通道連接的路由電路200的圖。路由電路200在這里也稱作有源路由電路200，并且可以配置為從測試儀線路210(在這里也稱作測試儀傳輸線210，也稱作第一數(shù)據(jù)線210)處的測試儀205將數(shù)據(jù)211驅(qū)動到在第一、第二、第三和第四DUT(被測器件)管腳線路220a、220b、220c和220d(總地稱作DUT管腳線路220，也稱作DUT傳輸線220，稱作第二數(shù)據(jù)線220)處的第一、第二、第三和第四被測器件管腳215a、215b、215c和215d(總地稱作被測器件管腳215，也稱作測試管腳215)中的任意一些或全部，或者從在DUT管腳線路220a、220b、220c和220d處的第一、第二、第三和第四被測器件管腳215a、215b、215c和215d中的任意一些或全部接收DUT數(shù)據(jù)221，并且將接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆跍y試儀線路210處的測試儀205。測試儀線路210連接到測試儀205數(shù)據(jù)線，并且連接到第一、第二、第三和第四通道開關(guān)225a、225b、225c和225d(總地稱作通道開關(guān)225)數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)經(jīng)由測試儀線路210在測試儀205和通道開關(guān)225之間流動。被測器件管腳215是被測器件214上的管腳，在代表實施例中被測器件214可以是包括若干個獨立的電子電路和器件的多芯片封裝214。
每個通道開關(guān)225包括收發(fā)器260和開關(guān)240，其中開關(guān)240具有第一觸點241和第二觸點242。每個收發(fā)器260又包括驅(qū)動器230和接收器235，其中驅(qū)動器230的輸入被連接到接收器235的輸出，并且驅(qū)動器230的輸出被連接到接收器235的輸入。源自測試儀205中的數(shù)據(jù)211經(jīng)由測試線路210被驅(qū)動到驅(qū)動器230中。驅(qū)動器230然后將數(shù)據(jù)211作為DUT數(shù)據(jù)221經(jīng)由DUT管腳線路220驅(qū)動到被測器件管腳215中。在操作中，通道開關(guān)225可以被定位為接近被測器件管腳215，從而僅需驅(qū)動較短的傳輸線，即DUT管腳線路220，而測試儀205可能需要驅(qū)動較長的傳輸線，即測試儀線路210。取決于應(yīng)用，DUT管腳線路220可能僅數(shù)英寸，而測試儀線路可能數(shù)英尺或者更長。這樣，加載在被測器件214上的電容可以被減少，并且通道開關(guān)225提供了用于數(shù)據(jù)信號的緩沖。
驅(qū)動/接收控制線路270上的驅(qū)動/接收控制信號271在接收來自測試儀205的數(shù)據(jù)信號211并且將DUT數(shù)據(jù)信號221驅(qū)動到被測器件管腳215中的狀況到接收來自被測器件214的DUT數(shù)據(jù)信號221并且將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號211傳輸?shù)綔y試儀205的狀況之間切換通道開關(guān)225。在通道開關(guān)225處于接收來自被測器件214的DUT數(shù)據(jù)信號221并且將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號211經(jīng)由選出的接收器235傳輸?shù)綔y試儀205的狀況中時，接收器選擇控制線路250上的接收器選擇控制信號251使能特定的接收器235。參數(shù)測試控制線路255(在這里也稱作開關(guān)控制線路255)上的參數(shù)測試控制信號256使開關(guān)240導(dǎo)通和斷開。當(dāng)開關(guān)240導(dǎo)通時，驅(qū)動器230和接收器235被禁用(被短路)，并且通過將第一觸點241連接到第二觸點242，通道開關(guān)225處于執(zhí)行參數(shù)測試狀況中。當(dāng)240斷開時，第一和第二觸點241、242被打開或斷連。
接收器選擇控制線路250和參數(shù)測試控制線路255按照每個輸出被獨立控制。存在優(yōu)選不是直接來自測試儀205的低速控制信號，因為其會要求極大數(shù)量的連接。相反，測試儀205優(yōu)選地與內(nèi)置在開關(guān)204模塊中的控制器進行串行通信。
第二、第三和第四通道開關(guān)225b、225c和225d中的每個都是圖2A中示出的第一通道開關(guān)225a的復(fù)件。注意，在圖2A中，接收器選擇控制線路250和參數(shù)測試控制線路255被示作僅連接到第一通道開關(guān)225a，而它們也會連接到第二、第三和第四通道開關(guān)225b、225c和225d。
圖2B是如各個代表實施例所述的用于路由測試通道連接的另一個路由電路200的圖。圖2B的路由電路200在這里也稱作有源路由電路200，并且可配置為從測試儀線路210處的測試儀205將數(shù)據(jù)211驅(qū)動到在第一、第二、第三和第四DUT管腳線路220a、220b、220c和220d處的第一、第二、第三和第四被測器件管腳215a、215b、215c和215d中的任意一些或全部，或者從在DUT管腳線路220a、220b、220c和220d處的第一、第二、第三和第四被測器件管腳215a、215b、215c和215d中的任意一些或全部接收數(shù)據(jù)221，并且將接收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆跍y試儀線路210處的測試儀205。測試儀線路210連接到測試儀205數(shù)據(jù)線，并且連接到第一、第二、第三和第四通道開關(guān)225a、225b、225c和225d(總地稱作通道開關(guān)225)數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)經(jīng)由測試儀線路210在測試儀205和通道開關(guān)225之間流動。
每個通道開關(guān)225包括收發(fā)器260、復(fù)用器140、延遲線路175、第一電阻器285、第二電阻器280和開關(guān)240。每個收發(fā)器260又包括驅(qū)動器230和接收器235，其中驅(qū)動器230的輸入被連接到接收器235的輸出，并且驅(qū)動器230的輸出被連接到接收器235的輸入。源自測試儀205中的數(shù)據(jù)經(jīng)由測試線路210被驅(qū)動到第二電阻器280和驅(qū)動器230中。驅(qū)動器230然后將該數(shù)據(jù)驅(qū)動到第一電阻器285，然后經(jīng)由DUT管腳線路220驅(qū)動到被測器件管腳215中。在操作中，通道開關(guān)225可以被定位為接近被測器件管腳215，從而僅需驅(qū)動較短的傳輸線，即DUT管腳線路220，而測試儀205可能需要驅(qū)動較長的傳輸線，即測試儀線路210。取決于應(yīng)用，DUT管腳線路220可能僅數(shù)英寸，而測試儀線路可能數(shù)英尺或者更長。這樣，加載在被測器件214上的電容可以被減少，并且通道開關(guān)225提供了用于數(shù)據(jù)信號的緩沖。
驅(qū)動/接收控制線路270上的驅(qū)動/接收控制信號271在驅(qū)動模式(接收來自測試儀205的數(shù)據(jù)信號211并且將DUT數(shù)據(jù)信號221驅(qū)動到被測器件管腳215中的狀況)到接收模式(接收來自被測器件214的DUT數(shù)據(jù)信號221并且將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號211傳輸?shù)綔y試儀205的狀況)之間切換通道開關(guān)225。驅(qū)動/接收控制信號271根據(jù)需要被延遲線路275延遲，以正確地定時收發(fā)器260的驅(qū)動模式和接收模式之間的切換。在通道開關(guān)225處于接收來自被測器件214的DUT數(shù)據(jù)信號221并且將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號211經(jīng)由選出的接收器235傳輸?shù)綔y試儀205的狀況中時，接收器選擇控制線路250上的接收器選擇控制信號251使能特定的接收器235。參數(shù)測試控制線路255上的參數(shù)測試控制信號256使開關(guān)240導(dǎo)通和斷開。當(dāng)開關(guān)240導(dǎo)通時，驅(qū)動器230和接收器235被禁用(被短路)，并且通道開關(guān)225處于執(zhí)行參數(shù)測試狀況中。收發(fā)器控制線路245上的收發(fā)器控制信號246或者使能或者禁用驅(qū)動器230和接收器235。在禁用模式中，驅(qū)動器230的輸出被設(shè)置為復(fù)用器140的輸出值。數(shù)模轉(zhuǎn)換器268的輸出是禁用/默認值信號266。禁用/默認值線路265上的禁用/默認值信號266設(shè)置復(fù)用器140的輸出值，以及在剛剛描述的禁用模式中驅(qū)動器230的輸出被設(shè)置的值。第二、第三和第四通道開關(guān)225b、225c和225d中的每個都是圖2B中示出的第一通道開關(guān)225a的復(fù)件。
驅(qū)動/接收控制信號271動態(tài)控制從驅(qū)動到接收的切換。測試儀205的圖樣(pattern)發(fā)生器可以控制驅(qū)動/接收控制信號271，以使其可以被同步到圖樣執(zhí)行。這種驅(qū)動/接收控制信號271的定時也需要校準，以匹配驅(qū)動和比較波形的總體定時。在其他代表實施例中某些應(yīng)用可以容忍通過使測試儀205發(fā)送命令來改變狀態(tài)從而從驅(qū)動切換到接收模式。這可能是一種慢得多的方法，但是實現(xiàn)起來較為簡單。
開關(guān)240提供了一條路徑來旁路有源收發(fā)器260。需要該開關(guān)240能夠直接對每個被測器件管腳215執(zhí)行參數(shù)測試。測試裝備一般具有這樣的參數(shù)測量單元(PMU)，該參數(shù)測量單元可以被連接到被測器件管腳215，并且在啟動任何功能測試前其可以測量“斷開”(查找測試儀205和被測器件管腳215之間的連通性)和“短路”(查找到其他某些的電短路的管腳)。開關(guān)240可以用小的固態(tài)開關(guān)或其他適當(dāng)?shù)拈_關(guān)實現(xiàn)。開關(guān)240應(yīng)當(dāng)足夠小以添加最小的電容到節(jié)點，并且仍滿足外出電流需求。用于這些參數(shù)測試的典型電流為20uA，所以這可以被制作得非常小。
在代表實施例中，驅(qū)動器230和接收器235可以是單位增益跟隨器(unity gain follower)。它們要求高帶寬來復(fù)制在輸入處的波形。驅(qū)動器230使用第一電阻器285(在這里也稱作第一向后(back)匹配電阻器285)來匹配在該驅(qū)動器的輸出處的線路上的負載，以吸收來自被測器件管腳215的任何信號反射。第一電阻器285的典型值為50歐姆。串行向后匹配隱含點到點互連(這是一種常用的情形)。驅(qū)動波形然后將從被測器件管腳215反射回來，并且使用第一電阻器285終止。
接收器235執(zhí)行與驅(qū)動器230的操作類似的操作，除了其接收來自被測器件管腳215之一的波形并將該波形發(fā)送到測試儀205的管腳電子比較器之外。接收器235使用第二電阻器280(在這里也稱作第二向后匹配電阻器280)來匹配在該接收器235的輸出處的線路上的負載(即，該線路上的接口阻抗)，以吸收來自測試儀205的任何信號反射。第二電阻器280的典型值也為50歐姆，以便與測試儀205的接口阻抗匹配。僅一個接收器235可以驅(qū)動測試儀205管腳電子比較器。這是通過使用接收器選擇控制線路250上的接收器選擇控制信號251每次僅使能單個收發(fā)器260實現(xiàn)的。接收器選擇控制信號251與驅(qū)動/接收控制信號271相反，無需被圖樣發(fā)生器控制。從一個輸出到下一個輸出的切換是較慢的操作，并且可由測試儀205控制器處理。
驅(qū)動器230和235可以使用收發(fā)器控制信號246被斷開。在驅(qū)動器230和接收器235斷開時，可以預(yù)設(shè)由禁用/默認值信號266定義的默認電壓狀態(tài)。復(fù)用器140允許用戶選擇在收發(fā)器260被禁用時被測器件管腳215將被驅(qū)動到的默認電壓。存在用戶可以選擇的在程序控制下的若干個預(yù)設(shè)電壓。在該狀態(tài)期間，接收器235將漂浮。這將允許其他接收器235獲得對公用測試儀線路210的訪問。在復(fù)用器140和驅(qū)動器230的輸出都被禁用時，驅(qū)動器230的輸出將漂浮。需要該條件用于通過開關(guān)240的參數(shù)測量或者來將被測器件管腳215從測試儀205隔離。圖2B還示出了用于驅(qū)動/接收控制信號271的延遲線路。取決于期望的定時精確性，該延遲線路可以在布局期間被擰合來使所有四個通道開關(guān)225間的偏斜最小化，或者可以使用串行總線被靜態(tài)編程來調(diào)節(jié)延遲差異。
表1針對通道開關(guān)225的各種操作模式概括了驅(qū)動器230、235、開關(guān)240和復(fù)用器140輸出的狀態(tài)。
表1圖3是如各個代表實施例所述的用于路由測試通道連接的另一個路由電路200的圖。在圖3中，在每個通道開關(guān)225中包括兩級模擬比較器310(這里也稱作雙比較器310)、比較器邏輯鎖存器315和另一個延遲線路320。這種實現(xiàn)能夠同時比較所有被測器件管腳215，而不是每次順序通過一個被測器件管腳215。在這種實施例中，所有被測器件管腳215必須正運行相同的圖樣，并且必須具有相同的期望數(shù)據(jù)。這種情形適于包含相同存儲器類型的多芯片封裝的應(yīng)用或者具有增加的并行性的多器件測試應(yīng)用。如果被測多芯片封裝中的器件類型不同，則可以每次一個器件順序地進行測試。即使在這種情形中，測試也得到了顯著的改善，這是由于可以在將多芯片封裝插入到測試頭座(test head holder)的單次插入中執(zhí)行測試。
如果被測器件是同一類型的，并且如果正并行執(zhí)行測試，則對于要被測試的多個器件，每個管腳僅需單個“預(yù)期數(shù)據(jù)”線路。在測試儀205和通道開關(guān)225區(qū)域之間添加線路一般是困難的。所以，不是在測試儀205和通道開關(guān)225之間添加更多測試儀線路210，而是同一測試儀線路210可用來將預(yù)期邏輯電平從通道開關(guān)225傳送到測試儀205。這將要求系統(tǒng)的格式化器中的專用模式連續(xù)驅(qū)動波形，即使在比較周期中也如此，但是這些波形在這里代表比較預(yù)期值。換言之，測試儀線路210可以執(zhí)行下述兩種功能(1)在驅(qū)動波形到被測器件214時，測試儀205通過測試儀線路210發(fā)送出數(shù)據(jù)信號211；以及(2)在被測器件214正將數(shù)據(jù)發(fā)送回測試儀205時(比較周期)，測試儀線路210變?yōu)轭A(yù)期數(shù)據(jù)。這無需添加每條測試儀通道的第二線路來將預(yù)期數(shù)據(jù)從測試儀205發(fā)送到位于遠方的雙比較器310。
雙比較器310具有局部電壓輸出低電壓參考(VOL DAC)325(在這里也稱作低電壓參考325)，以及局部電壓輸出高電壓參考(VOH DAC)330(在這里也稱作高電壓參考330)。每個雙比較器310接收來自一個被測器件管腳215的數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行與VOH DAC 330和VOL DAC 325的輸出電平的電壓比較。該結(jié)果然后被傳遞到比較器邏輯鎖存器315，在其中該結(jié)果將被與邏輯預(yù)期值匹配。預(yù)期數(shù)據(jù)經(jīng)由測試儀線路210被接收到。
每個比較器邏輯鎖存器315或被測器件管腳215存在一個掩碼位。因此，如果被測器件管腳215不存在或者發(fā)生故障，其可以從差錯樹被移除，從而避免產(chǎn)生任何額外的差錯。這些掩碼位是靜態(tài)的，并且可以經(jīng)由串行總線控制。
比較器邏輯鎖存器315也接收定時參考信號、差錯定時線路335上的差錯定時信號336，該差錯定時信號336告知其何時鎖存差錯。對于每個通道開關(guān)225接收差錯定時信號336，但是在系統(tǒng)級可以是每個被測器件組一個全局信號，這是由于正運行一起作為總線的所有被測器件管腳215。注意差錯定時信號336包含定時信息，并需要校準以使其與被測器件管腳215輸出對準。在圖3中，每個被測器件管腳215輸出存在一條延遲線路320。這將允許對輸出到輸出定時去偏。此外，差錯定時信號336的定時對準應(yīng)當(dāng)在定時發(fā)生器中在系統(tǒng)級執(zhí)行。
雙比較器310還接收復(fù)位差錯線路340上的復(fù)位差錯信號341來清除先前的差錯結(jié)果。圖樣發(fā)生器在運行圖樣時應(yīng)當(dāng)能夠控制該信號來復(fù)位差錯。這也是每個被測器件組一個全局信號。
另外，針對每個被測器件管腳215差錯結(jié)果信號346在差錯結(jié)果線路345上被獨立發(fā)送出，以使其可以在外部與其他被測器件管腳215差錯被分組為每種被測器件差錯一個全局信號。這種分組可以利用可編程邏輯器件實現(xiàn)，可編程邏輯器件例如是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或者復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。
表2除了表1示出的模式，表2與其他電路的狀態(tài)一起示出了額外的“比較所有DUT管腳”。在表2中，“DIS”意思是禁用的，“ENA”意思是使能的。
圖4是如各個代表實施例所述的測試系統(tǒng)400的圖。在代表實施例中，測試系統(tǒng)400可以例如是自動測試系統(tǒng)(ATE)400，其包括包括至少一個測試通道410的測試儀205，接口420和至少一個有源路由電路200。每個測試通道410如圖2A～圖2B所示連接到至少一個通道開關(guān)225。每個通道開關(guān)225連接到被測器件214上的一個被測器件管腳215，被測器件214在代表實施例中是多芯片封裝214。
在代表實施例中，通道開關(guān)225包含剛剛描述的有源通道電路。這些器件可以被放置為接近被測器件214，從而增強被測器件214和收發(fā)器260之間的電接口。接口420可以使用同軸電纜或柔性電路板構(gòu)造。接口420需要提供測試通道410管腳電子板圖樣與特定處理器配置之間的電連通性和物理空間轉(zhuǎn)換。線纜接口420將測試系統(tǒng)管腳電子部件從被測器件214隔離開。在接口420之后放置收發(fā)器260使被測器件214到測試儀205的有效電長度最小化。
這里公開的代表實施例有若干優(yōu)點。具體而言，通道開關(guān)225克服了與使用固態(tài)開關(guān)的完全集成解決方案相關(guān)聯(lián)的速度問題。通過使收發(fā)器260在數(shù)據(jù)路徑中，消除了與固態(tài)開關(guān)相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)寄生。另外，測試儀205通道與被測器件管腳215之間的連接路徑得到了改善。利用固態(tài)開關(guān)，測試儀205和被測器件214必須驅(qū)動整個長度的線路。利用收發(fā)器260，線路被斷開為兩段可以更好管理的分段。收發(fā)器260與第一和第二電阻器280、285向后匹配，以使其可以在任一方向上清潔地驅(qū)動信號。這將直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦纳频男盘柾暾浴Ａ硗?，固態(tài)開關(guān)堆積的電容要求某些形式的電感補償。補償?shù)男ЧQ于頻率。在較高頻率時非常難以補償，并且波形總是有某些形式的失真。這種失真轉(zhuǎn)變?yōu)槎〞r精確性差錯。收發(fā)器260的使用消除了所有這種差錯。此外，在接收周期期間(被測器件214驅(qū)動)，被測器件214所看到的全部線路長度被顯著縮短。這非常重要，因為低功率被測器件214不能有效地驅(qū)動長傳輸線，并且一般存在與試圖如此作相關(guān)聯(lián)的定時損失。收發(fā)器260小到足以能夠被置于接近被測器件214，并且總的傳輸長度可以從現(xiàn)今一般18英寸的長度減少到約6英寸。另外，這里所公開的通道開關(guān)225的性能也可以與繼電器樹實現(xiàn)的一樣好，但是由于其可以被集成到集成電路(IC)中，所以極大地減少了所要求的板上空間的總量。與繼電器相比，諸如成本和可靠性之類的其他問題也顯著減少。另外，在代表實施例中，可以實現(xiàn)兩種重要的應(yīng)用(1)從單個源到多個輸出順序驅(qū)動(DEMUX功能)，以及(2)用相同的激勵同時驅(qū)動所有輸出(FANOUT功能)。圖1A的繼電器樹和圖1B的DEMUX開關(guān)都不能作到這點。對于多芯片封裝應(yīng)用這種通用性尤其重要。相同的電路可用來執(zhí)行DEMUX或FANOUT二者。此外，將雙比較器310和比較器邏輯鎖存器315添加到從每個被測器件管腳215接收到的信號將顯著減少測試儀205的總的管腳電子部件計數(shù)。否則，測試多個器件的唯一方法是使數(shù)目為N的數(shù)據(jù)總線直接連接到測試儀通道。具有40個地址、6CS和32數(shù)據(jù)的通道開關(guān)225應(yīng)用僅使用96個測試儀通道。沒有通道開關(guān)225，該系統(tǒng)會要求129個測試通道。
這樣，在許多數(shù)據(jù)處理產(chǎn)品中，上述系統(tǒng)可實現(xiàn)為硬件和軟件組件的組合。此外，使用代表實施例所要求的功能可以被包含在計算機可讀介質(zhì)(例如，軟盤、傳統(tǒng)的硬盤、DVD、CD-ROM、閃存ROM、非易失性ROM和RAM)中，該計算機可讀介質(zhì)在對信息處理裝置編程來根據(jù)所述技術(shù)執(zhí)行時使用。
術(shù)語“程序存儲介質(zhì)”在這里被廣義定義為包括任何類型的計算機存儲器，例如但不限于軟盤、傳統(tǒng)的硬盤、DVD、CD-ROM、閃存ROM、非易失性ROM和RAM。
已作為示例而不是作為限制給出了這里詳細描述的代表實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對所述實施例的形式和細節(jié)作出各種改變，所得到的等同實施例仍在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有源路由電路，包括通道開關(guān)，包括收發(fā)器，其具有第一數(shù)據(jù)線、第二數(shù)據(jù)線、驅(qū)動/接收控制線路和接收器選擇控制線路，其中所述收發(fā)器在驅(qū)動器模式中被配置為接收來自第一數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到第二數(shù)據(jù)線，其中所述收發(fā)器在接收器模式中被配置為接收來自第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到第一數(shù)據(jù)線，其中所述收發(fā)器被配置為響應(yīng)于所述驅(qū)動/接收控制線路上的信號在驅(qū)動器模式和接收器模式之間切換，并且其中所述收發(fā)器在接收器模式中被配置為響應(yīng)于所述驅(qū)動/接收控制線路上的信號阻擋接收自第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)；以及開關(guān)，其具有連接到第一數(shù)據(jù)線的第一觸點和連接到第二數(shù)據(jù)線的第二觸點、以及開關(guān)控制線路，其中所述開關(guān)被配置為響應(yīng)于所述開關(guān)控制線路上的信號在將第一觸點連接到第二觸點和將第一觸點從第二觸點斷連之間轉(zhuǎn)變。
2.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，還包括第一電阻器，其中所述第二數(shù)據(jù)線是傳輸線，其中所述第一電阻器的值與所述第二數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配，并且其中所述第一電阻器被插入在所述第二數(shù)據(jù)線和所述收發(fā)器之間。
3.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，還包括第二電阻器，其中所述第一數(shù)據(jù)線是傳輸線，其中所述第二電阻器的值與所述第一數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配，并且其中所述第二電阻器被插入在所述第一數(shù)據(jù)線和所述收發(fā)器之間。
4.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，還包括第一電阻器，其中所述第二數(shù)據(jù)線是傳輸線，其中所述第一電阻器的值與所述第二數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配，并且其中所述第一電阻器被插入在所述第二數(shù)據(jù)線和所述收發(fā)器之間；以及第二電阻器，其中所述第一數(shù)據(jù)線是傳輸線，其中所述第二電阻器的值與所述第一數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配，并且其中所述第二電阻器被插入在所述第一數(shù)據(jù)線和所述收發(fā)器之間。
5.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，還包括延遲線路，其連接在所述收發(fā)器和所述驅(qū)動/接收控制線路之間，其中所述延遲線路適當(dāng)調(diào)節(jié)所述收發(fā)器響應(yīng)于所述驅(qū)動/接收控制線路上的信號在驅(qū)動器模式和接收器模式之間轉(zhuǎn)變的定時。
6.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，還包括復(fù)用器；以及收發(fā)器控制線路，其中響應(yīng)于所述收發(fā)器控制線路上的信號，所述第二數(shù)據(jù)線的電勢被保持在由所述復(fù)用器的輸出確定的值處。
7.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，還包括至少一個額外的通道開關(guān)，其中所述通道開關(guān)使它們的第一數(shù)據(jù)線連接到一起。
8.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，其中，所述第一數(shù)據(jù)線被連接到測試儀，并且其中所述第二數(shù)據(jù)線可連接到被測器件的測試管腳。
9.如權(quán)利要求1所述的有源路由電路，還包括兩級模擬比較器，其配置為將所述第二數(shù)據(jù)線上的信號電平與低電壓參考和高電壓參考值進行比較；以及比較器邏輯鎖存器，其配置為接收來自所述兩級模擬比較器的輸入信號，以執(zhí)行與邏輯預(yù)期值的匹配，并且如果未獲得匹配則報告差錯。
10.如權(quán)利要求9所述的有源路由電路，其中，所述比較器邏輯鎖存器被配置為經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)線接收所述邏輯預(yù)期值。
11.一種測試系統(tǒng)，包括有源路由電路，其包括至少一個通道開關(guān)，其中每個通道開關(guān)包括收發(fā)器，其具有第一數(shù)據(jù)線、第二數(shù)據(jù)線、驅(qū)動/接收控制線路和接收器選擇控制線路，和開關(guān)，其具有連接到所述第一數(shù)據(jù)線的第一觸點和連接到所述第二數(shù)據(jù)線的第二觸點、以及開關(guān)控制線路；以及測試儀，其具有至少一個測試通道，其中每個收發(fā)器在驅(qū)動器模式中被配置為接收來自其第一數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到其第二數(shù)據(jù)線，其中每個收發(fā)器在接收器模式中被配置為接收來自其第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)輸出到其第一數(shù)據(jù)線，其中每個收發(fā)器被配置為響應(yīng)于其驅(qū)動/接收控制線路上的信號在驅(qū)動器模式和接收器模式之間切換，其中每個收發(fā)器在接收器模式中被配置為響應(yīng)于其驅(qū)動/接收控制線路上的信號阻擋接收自其第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)，其中每個開關(guān)被配置為響應(yīng)于所述開關(guān)控制線路上的信號在將其第一觸點連接到其第二觸點和將其第一觸點從其第二觸點斷連之間轉(zhuǎn)變，其中所述測試通道被連接到每個通道開關(guān)的所述第一數(shù)據(jù)線，并且其中每條第二數(shù)據(jù)線被配置為用于在被測器件上的測試管腳和與所述測試管腳配對的所述通道開關(guān)之間進行傳送。
12.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，還包括第一電阻器，其中所述第二數(shù)據(jù)線是傳輸線，并且其中所述第一電阻器的值與所述第二數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配。
13.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，還包括第二電阻器，其中所述第一數(shù)據(jù)線是傳輸線，并且其中所述第二電阻器的值與所述第一數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配。
14.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，還包括第一電阻器，其中所述第二數(shù)據(jù)線是傳輸線，并且其中所述第一電阻器的值與所述第二數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配；以及第二電阻器，其中所述第一數(shù)據(jù)線是傳輸線，并且其中所述第二電阻器的值與所述第一數(shù)據(jù)線的接口阻抗基本匹配。
15.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，還包括延遲線路，其連接在所述收發(fā)器和所述驅(qū)動/接收控制線路之間，其中所述延遲線路適當(dāng)調(diào)節(jié)所述收發(fā)器響應(yīng)于所述驅(qū)動/接收控制線路上的信號在驅(qū)動器模式和接收器模式之間轉(zhuǎn)變的定時。
16.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，還包括復(fù)用器；以及收發(fā)器控制線路，其中響應(yīng)于所述收發(fā)器控制線路上的信號，所述第二數(shù)據(jù)線的電勢被保持在由所述復(fù)用器的輸出確定的值處。
17.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，還包括至少一個額外的通道開關(guān)，其中所述通道開關(guān)使它們的第一數(shù)據(jù)線連接到一起。
18.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，其中，所述第一數(shù)據(jù)線被連接到所述測試儀，并且其中所述第二數(shù)據(jù)線可連接到所述被測器件的測試管腳。
19.如權(quán)利要求11所述的測試系統(tǒng)，還包括兩級模擬比較器，其配置為將所述第二數(shù)據(jù)線上的信號電平與低電壓參考和高電壓參考值進行比較；以及比較器邏輯鎖存器，其配置為接收來自所述兩級模擬比較器的輸入信號，以執(zhí)行與邏輯預(yù)期值的匹配，并且如果未獲得匹配則報告差錯。
20.如權(quán)利要求19所述的測試系統(tǒng)，其中，所述比較器邏輯鎖存器被配置為經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)線接收所述邏輯預(yù)期值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有源路由電路。在代表實施例中，有源路由電路包括通道開關(guān)，通道開關(guān)包括收發(fā)器和開關(guān)。收發(fā)器具有第一數(shù)據(jù)線、第二數(shù)據(jù)線、驅(qū)動/接收控制線路和接收器選擇控制線路。開關(guān)具有連接到第一數(shù)據(jù)線的第一觸點和連接到第二數(shù)據(jù)線的第二觸點、以及開關(guān)控制線路。在驅(qū)動器模式中，收發(fā)器可以接收來自第一數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)輸出到第二數(shù)據(jù)線，并且在接收器模式中，可以接收來自第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)輸出到第一數(shù)據(jù)線。收發(fā)器可以響應(yīng)于信號在驅(qū)動器模式和接收器模式之間切換。響應(yīng)于另一個信號接收自第二數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)可以被阻擋。開關(guān)可以響應(yīng)于又一個信號在將第一觸點連接到第二觸點和將第一觸點從第二觸點斷連之間轉(zhuǎn)變。
文檔編號G01R31/317GK1869722SQ200610083618
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者愛德馬度·德·拉·大帕恩特, 羅伯特·J·珀霍夫斯基 申請人:安捷倫科技有限公司