基于LABVIEW的温度传感芯片测试系统.pdf

本发明提供了一种基于labview的温度传感芯片测试系统，该系统包括一FPGA模块、一搭载模块、一数据采集模块、一数据处理模块、一温箱及一自动温控模块；所述FPGA模块向待测芯片提供时序信号和激励信号；待测芯片搭载于搭载模块上；所述数据采集模块采集待测芯片的输出数据；所述数据处理模块对数据采集模块采集的数据进行数据处理；所述自动温控模块由FPGA模块控制；所述FPGA模块、搭载模块及自动温控模块设置于温箱内，所述数据采集模块及数据处理模块设置于温箱外；所述数据处理模块包括一labview模块。本发明设备少，搭建简单，几乎零操作，可实现自动完成数据的采集处理，能大大的提高芯片测试的效率、准确性。

1.  基于labview的温度传感芯片测试系统，其特征在于：包括一FPGA模块、一搭载模块、一数据采集模块、一数据处理模块、一温箱及一自动温控模块；
所述FPGA模块向待测芯片提供时序信号和激励信号；待测芯片搭载于搭载模块上；所述数据采集模块采集待测芯片的输出数据；所述数据处理模块对数据采集模块采集的数据进行数据处理；所述自动温控模块由FPGA模块控制；所述FPGA模块、搭载模块及自动温控模块设置于温箱内，所述数据采集模块及数据处理模块设置于温箱外；
所述数据处理模块包括一labview模块。

2.  根据权利要求1所述的基于labview的温度传感芯片测试系统，其特征在于：所述搭载模块包括搭载板及一降压电路；所述搭载板上设有待测芯片插座；所述降压电路将FPGA模块的5V电压进行降压后向待测芯片供电。

3.  根据权利要求1所述的基于labview的温度传感芯片测试系统，其特征在于：所述自动温控模块包括一温度传感器，所述温度传感器靠近待测芯片。

4.  根据权利要求2所述的基于labview的温度传感芯片测试系统，其特征在于：所述自动温控模块的自动测温包括以下步骤：
步骤S1：预先设定一初始温度；
步骤S2：温度传感器对温箱进行测温，将温度传感器感测到的温度和温度设定值进行比对，若两者不同，则相应地控制温箱进行升温或者降温，直到温度传感器测得的温度值达到温度设定值；
步骤S3：检测到的温度稳定一定时间后，对待测芯片进行测试，由所述数据采集模块采集被测芯片数据，并将采集的数据传送至所述数据处理模块；
步骤S4：由FPGA控制，改变温箱温度设定值，若温度设定值大于最高测试温度则结束自动测温程序，否则返回步骤S2。

5.  根据权利要求1所述的基于labview的温度传感芯片测试系统，其特征在于：所述数据采集模块为Ni USB-6343系列采集卡。

基于labview的温度传感芯片测试系统
技术领域
本发明涉及一种芯片测试系统，特别是一种基于labview的温度传感芯片测试系统。
背景技术
温度传感器芯片主要是由温度感知电路、片内Sigma-Delta ADC和一些接口电路共同组成。该芯片需要在不同温度下进行测试才能判断其优劣。传统的温度传感器芯片性能的测试，测试电路复杂，而且需要工作人员手动进行测试，自动化程度不高。
labview是美国国家仪器公司（National Instruments）开发的一种虚拟仪器平台，它是一种用图标代码来代替文本式编程语言创建应用程序的开发工具。labview功能强大，提供了丰富的数据采集、分析和存储库函数以及包括DAQ，GPIB，PXI，VXI，RS 232／485在内的各种仪器通信总线标准的所有功能函数。利用labview设计的数据采集系统，可模拟采集各种信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于labview的温度传感芯片测试系统，本发明能在不同温度下，给被测芯片提供所需要的时序，从而对芯片的参数进行测试。
本发明采用以下技术方案实现：基于labview的温度传感芯片测试系统，其特征在于：包括一FPGA模块、一搭载模块、一数据采集模块、一数据处理模块、一温箱及一自动温控模块；所述FPGA模块向待测芯片提供时序信号和激励信号；待测芯片搭载于搭载模块上；所述数据采集模块采集待测芯片的输出数据；所述数据处理模块对数据采集模块采集的数据进行数据处理；所述自动温控模块由FPGA模块控制；所述FPGA模块、搭载模块及自动温控模块设置于温箱内，所述数据采集模块及数据处理模块设置于温箱外；所述数据处理模块包括一labview模块。
在本发明一实施例中，所述搭载模块包括搭载板及一降压电路；所述搭载板上设有待测芯片插座；所述降压电路将FPGA的5V电压进行降压后向待测芯片供电。
在本发明一实施例中，所述自动温控模块包括一温度传感器，所述温度传感器靠近待测芯片。
进一步的，所述自动温控模块的自动测温包括以下步骤：步骤S1：预先设定一初始温度；步骤S2：温度传感器对温箱进行测温，将温度传感器感测到的温度和温度设定值进行比对，若两者不同，则相应地控制温箱进行升温或者降温，直到温度传感器测得的温度值达到温度设定值；步骤S3：检测到的温度稳定一定时间后，对待测芯片进行测试，由所述数据采集模块采集被测芯片数据，并将采集的数据传送至所述数据处理模块；步骤S4：由FPGA控制，改变温箱温度设定值，若温度设定值大于最高耐受温度则结束自动测温程序，否则返回步骤S2。
在本发明一实施例中，所述数据采集模块为Ni USB-6343系列采集卡。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
一、测试方法具有很强的可编程性和实时处理数据的能力；
二、投入设备少，搭建简单，可拓展性强。对于不同的待测芯片只需简单的硬件搭载平台的搭建就能完成测试；
三、实现环境温度测试过程中的自动化，大大减少了人力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明一实施例的待测芯片所需时序示意图。
图3为本发明一实施例电路原理图。
图4为labview系统对采集到的数据处理流程图。
图5为本发明一具体实施例自动测温流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
本发明提供了一种基于labview的温度传感芯片测试系统，其特征在于：包括一FPGA模块、一搭载模块、一数据采集模块、一数据处理模块、一温箱及一自动温控模块；所述FPGA模块向待测芯片提供时序信号和激励信号；待测芯片搭载于搭载模块上；所述数据采集模块采集待测芯片的输出数据；所述数据处理模块对数据采集模块采集的数据进行数据处理；所述自动温控模块由FPGA模块控制；所述FPGA模块、搭载模块及自动温控模块设置于温箱内，所述数据采集模块及数据处理模块设置于温箱外；所述数据处理模块包括一labview系统。本发明的结构示意图参见图1。
在本发明一具体实施例中，待测芯片所需的时序图如图2所示，时序图的信号端口和功能说明见表1。由FPGA模块产生的时序信号比用51单片机或者STM32更精确，误差在几ns的等级；相比于更精确的用逻辑分析仪产生时序信号则FPGA产生更加方便简单，精度更高。首先引入一个100MHZ的时钟源，因为待测芯片时序要求的最小时间单位是0.5us所以将时钟进行50分频处理，把时钟源分频为2MHZ（0.5us）。时序的周期为200us，所以在2MHZ的时钟下定义一个参数count，当时钟上升沿时进行计数，记满399（0-399就是400次计数）个数清零，就实现了周期为200us。接着只要根据待测芯片要求的时序，判断count的值对时序上的各个值赋1或者置0就可以按照时序图输出波形。其中RST比较特殊，只需要在第一个周期复位一次，所以在第一个周期后应该直接赋值0。激励信号是为了给待测芯片一个标准的正弦信号源，比较其输出的信号和标准信号即可得出芯片的相关参数。正弦信号是通过FPGA读取事先定义好的ROM里面的正弦波量化参数，再经过外部高精度DAC以及一个低通滤波器产生标准的正弦波。
表1  待测芯片所需时序的信号端口和功能说明

搭载模块与FPGA模块通过排针和母座衔接。所述搭载模块包括搭载板及一降压电路；所述搭载板上设有待测芯片插座，所述降压电路将FPGA的5V电压进行降压至1.8V后向待测芯片供电。具体原理图如图3所示。
Labview模块读取数据采集模块采集到的数据，在实时获得采集到数据的同时能通过Labview模块自身的数据处理功能马上计算得出偏移量（OFFSET）、信噪比( SNR) 、增益（GAIN）、信号与噪声失真之比( SINAD) 、总谐波失真( THD)等等的参数，而且还能实时观察采集到的数据波形。Labview的数据采集及处理流程图如图4所示。
在本发明一实施例中，所述自动温控模块包括一温度传感器，所述温度传感器靠近待测芯片。由于温箱内部的体积一般比较大，因此该传感器测量得到的温度值比温箱标称值精确。较佳的，可以利用温箱的RS232接口与FPGA模块通讯。
进一步的，所述自动温控模块的自动测温包括以下步骤：步骤S1：预先设定一初始温度；步骤S2：温度传感器对温箱进行测温，将温度传感器感测到的温度和温度设定值进行比对，若两者不同，则相应地控制温箱进行升温或者降温，直到温度传感器测得的温度值达到温度设定值；步骤S3：检测到的温度稳定一定时间后，对待测芯片进行测试，由所述数据采集模块采集被测芯片数据，并将采集的数据传送至所述数据处理模块；步骤S4：由FPGA控制，改变温箱温度设定值，若温度设定值大于最高耐受温度则结束自动测温程序，否则返回步骤S2。具体流程图参见图5。其中所述初始温度为-40℃，所述最高耐受温度为80℃，在测试过程中要求温度从-40℃到80℃每间隔5℃测试一次。
较佳的，所述数据采集模块为Ni USB-6343系列采集卡。
采用本发明的技术方案投入设备少，搭建简单，可拓展性强。对于不同的待测芯片只需简单的硬件搭载平台的搭建就能完成测试；实现环境温度测试过程中的自动化，大大减少了人力的输出。
以上所述仅为本发明的一较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。