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I2C总线、JTAG总线在电源管理类芯片测试中的应用

作　者: 张怡然
导　师: 洪志良；周荣政
学　校: 复旦大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: JTAG I2C 电源管理芯片 PMU 测试混合信号电路 IEEE1149
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

电源管理类PMU (Power Management Unit)芯片一般由若干LDO、DCD converter、Charger等模拟模块与简单的数字状态机模块组成。其芯片面积很大的一部分都被模拟电路所占据,如此一来,芯片的成品率就极易受到流片的工艺影响。而传统的功能测试非但极其占用测试时间,而且无法达到很高的测试覆盖率。所以在芯片设计过程中需要引入一些DfT (Design for Test)的手段来加速测试时间并提高测试覆盖率。I2C作为一种串行通信总线在当前许多电子设备中都有着极其广泛的应用,而JTAG作为一种国际标准测试协议也有其独特的特点。论文首先介绍了一些基本的芯片测试知识,然后阐述了基于IEEE 1149 JTAG总线的一些混合信号电路的可测性设计,最后以I2C总线在本公司PMU芯片中的DfT实际应用为例进行了论证。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章引言  7-8
第二章芯片测试  8-12
  第一节正确的测试方法  8-9
  第二节 DUT—被测芯片  9
  第三节测试程序  9
  第四节测试系统  9
  第五节常见术语  9-12
第三章可测性设计—DfT  12-42
  第一节概述  12-13
    什么是可测性设计?  12
    内建自测试—BIST  12-13
    数字电路DfT与模拟电路DfT的区别  13
    为什么需要DfT?  13
  第二节 DfT所带来的优势  13-18
    降低测试成本  13-15
    增加失效覆盖率和优化工艺控制  15
    特性分析—Characterization & Diagnostics  15-16
    简化测试程序开发  16-17
    系统级分析  17
    DfT的经济性  17-18
  第三节数字扫描—Digital Scan  18-23
    Scan概述  18
    IEEE1149.1 Test Access Port标准和边界扫描  18-21
    完全扫描和局部扫描  21-23
  第四节数字内建自测试—Digital BIST  23-25
    伪随机BILBO电路  23-24
    Memory BIST  24-25
    Microcode BIST  25
  第五节混合信号电路的数字DfT  25-29
    分割—Partitioning  25-26
    数字Reset和Preset  26-27
    芯片被动时序—Device-Driven Timing  27-29
    冗长的Preambles  29
  第六节混合信号边界扫描与自测试  29-31
    混合信号边界扫描(IEEE Std.1149.4)  29-31
    模拟和混合信号BIST自测试  31
  第七节特殊混合信号DfT  31-39
    概述  31
    模拟信号介入  31-33
    Analog Test Bus,T-Switches和Bypass模式  33-34
    分割模拟模块和数字模块  34-36
    回送模式—Loopback mode  36-37
    预充电电路和AC耦合短路  37-38
    片上采样电路  38-39
  第八节 PLL测试电路  39-41
    DAC与ADC  40
    振荡自测试—Oscillation BIST  40
    物理测试pad  40-41
  第九节静态漏电流I_(DDQ)  41-42
    数字I_(DDQ)  41
    模拟和混合信号I_(DDQ)  41-42
第四章基于IEEE 1149标准DfT设计在电源管理芯片中的应用  42-72
  第一节电源管理芯片概述  42
  第二节 PCF50XXX电源管理芯片  42-49
    典型手机架构  42-43
    PCF50XXX电源管理芯片  43
    PCF50XXX的主要特征  43-45
    PCF50XXX管脚列表  45-47
    PCF50XXX功能框图  47-49
  第三节 PCF50XXX DfT设计概述  49-51
    PCF50XXX DfT方法  49-51
  第四节 OSC32—32kHz X-tal Oscillator模块化测试  51-52
    DfT设计一—插入testmode信号  51-52
    DfT设计二—外部OSCI时钟输入  52
  第五节 RTC—Real Time Clock模块化测试  52-54
    DfT设计一—1Hz ripple counter测试  52-53
    DfT设计二—实时时钟ripple counter测试  53-54
  第六节 CCO—Current Controlled Oscillator模块化测试  54-56
    DfT设计一—CCO频率范围测试  55-56
  第七节 CGU—Clock Generate Unit模块化测试  56-59
    DfT设计一—外部(ATE)时钟输入  57
    DfT设计二—数字部分可扫描的各个IP模块  57-59
    DfT设计三—ripple counter测试电路  59
  第八节 I2C—Slave Interface I2C模块化测试  59-62
    DfT设计一—I2C电路可扫描性  60-62
  第九节 ISR—Internal Supply Reference模块化测试  62-64
    DfT设计一—参考电压校准  63-64
    DfT设计二—基准偏置电流源  64
  第十节 DC/DC—开关电源Down Converter模块化测试  64-69
    DfT设计一—P管开关、N管开关测试  65-66
    DfT设计二—Peak current、zero current比较器DfT设计  66-67
    DfT设计三—参考电压源DAC的DfT设计  67-68
    DfT设计四—反馈回路与分压电阻网络的DfT设计  68-69
  第十一节 LDO—Low Drop Output Regulator模块化测试  69-72
    DfT设计一—大功率PMOS管Rdson测试的DfT设计  70-71
    DfT设计二—输出电压step测试的DfT设计  71-72
第五章结论  72-73
参考文献  73-74
致谢  74-75

I2C总线、JTAG总线在电源管理类芯片测试中的应用

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