Wi-Fi芯片基于IFLEX量產(chǎn)測(cè)試開(kāi)發(fā)淺析

　　張桂玉，任希慶(安普德（天津）科技股份有限公司，天津?300384)

　　摘?要：本文測(cè)試的芯片是一款針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的高性能2.4 GHz/5 GHz雙頻Wi-Fi射頻芯片，支持802.11 a/b/g/n，Wi-Fi Direct、Soft AP以及STA/AP 模式共存。具有高速性、穩(wěn)定性和傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，可以高度匹配音視頻流媒體傳輸。廣泛應(yīng)用于無(wú)線流媒體音視頻播放、虛擬現(xiàn)實(shí)、無(wú)人機(jī)、運(yùn)動(dòng)相機(jī)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域。本文將對(duì)雙頻Wi-Fi芯片基于IntegraFlex平臺(tái)量產(chǎn)測(cè)試開(kāi)發(fā)流程的簡(jiǎn)要分析，主要圍繞測(cè)試硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

　　關(guān)鍵詞：2.4G/5G；雙頻Wi-Fi芯片；ATE IFLEX；量產(chǎn)測(cè)試；硬件和軟件

　　0 引言

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度也在不斷提升，2.4 GHz/5 GHz雙頻Wi-Fi芯片的誕生可以滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸快的特點(diǎn)，是Wi-Fi無(wú)線傳輸技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。當(dāng)芯片開(kāi)發(fā)成功后需要產(chǎn)業(yè)化時(shí)，就需要進(jìn)行量產(chǎn)測(cè)試，使芯片測(cè)試的各方面性能指標(biāo)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。因此自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備便是用于量產(chǎn)測(cè)試芯片的必選。我們需要依據(jù)芯片的設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇適合的ATE測(cè)試設(shè)備，根據(jù)選好的設(shè)備設(shè)計(jì)并制作測(cè)試電路板，然后在設(shè)備上開(kāi)發(fā)測(cè)試程序，調(diào)試，最后實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

　　1 ATE測(cè)試設(shè)備的選擇

　　首先需要根據(jù)芯片的封裝形式、管腳數(shù)、并行度（一次自動(dòng)測(cè)試芯片的數(shù)量）、頻率指標(biāo)、測(cè)試向量深度及芯片自身的特殊性，確定自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的類(lèi)型。

　　我們需要測(cè)試的這顆芯片是2.4G/5G雙頻Wi-Fi芯片，包含數(shù)字、模擬和射頻部分。封裝形式是WLCSP73管腳，并行度設(shè)定為2，因?yàn)樯漕l芯片測(cè)試射頻部分時(shí)容易產(chǎn)生電磁干擾，所以暫時(shí)選擇2個(gè)并行度測(cè)試。

　　我們根據(jù)以上芯片的特性及產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，并且與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)溝通，選擇自動(dòng)測(cè)試設(shè)備Teradyne IntegraFlex（簡(jiǎn)稱IFLEX）。IFlex測(cè)試系統(tǒng)是美國(guó)Teradyne公司生產(chǎn)的一種針對(duì)大產(chǎn)量的存儲(chǔ)器、模擬、數(shù)字及射頻功能進(jìn)行并行測(cè)試的超大規(guī)模(VLSI)測(cè)試系統(tǒng)，IFlex測(cè)試系統(tǒng)總體外觀如圖1所示。

　　它的主要性能指如下 ^[1] 。

　　1)數(shù)字模擬部分：

　　● 具有高達(dá)200 MHz全格式化的驅(qū)動(dòng)以及數(shù)據(jù)接受能力，及數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)鐘；

　　● 配置可以達(dá)到1 056數(shù)字通道，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)測(cè)試能力；

　　● 具有64兆的圖形存儲(chǔ)深度；

　　● 每個(gè)通道具有獨(dú)立(per pin)的測(cè)試電平以及測(cè)試時(shí)序；

　　● 具有高電壓高電流(±30 V，±100 mA，或者±75 V，±350 mA)參數(shù)測(cè)量單元；

　　● 具有多個(gè)通道測(cè)試單元(Per Pin ParametricMeasurement Units，PPMU)，可以逐個(gè)通道對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試；

　　● 具有高電壓高電流板載參數(shù)測(cè)試單元(BPMU)，可以對(duì)需要進(jìn)行高電壓或者高電流測(cè)試的芯片進(jìn)行測(cè)試；

　　● 具有能夠提供高電壓驅(qū)動(dòng)的4個(gè)通道板，這些通道分別在每塊通道板的0，4，32和36通道；

　　● 具有數(shù)/模轉(zhuǎn)換，模/數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)試選件板(ConverterTest Option，CTO)，可以對(duì)具有數(shù)/模轉(zhuǎn)換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能的芯片進(jìn)行測(cè)試；

　　● 具有內(nèi)嵌存儲(chǔ)測(cè)試選件板(Memory Test Option，MTO)，可以對(duì)一些具有存儲(chǔ)功能的芯片進(jìn)行測(cè)試。

　　2)射頻部分：

　　● 多達(dá)44個(gè)射頻通道，提高測(cè)試并行度；

　　● 6 GHz的發(fā)射源和測(cè)量能力，GPIO支持大于6GHz，2.7 GHz/6 GHz的調(diào)制解調(diào)能力；

　　● 時(shí)域，光譜，調(diào)制分析，功率，相位噪聲，窄帶捕獲增強(qiáng)IP3，高輸出功率和低噪聲等；

　　● 6 GHz全部集成的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（配置圖如圖2）。

　　3）測(cè)試軟件：圖形化測(cè)試軟件——IG-XL ^[2]

　　泰瑞達(dá)IG-XL軟件是一個(gè)基于Windows NT技術(shù)的測(cè)試開(kāi)發(fā)軟件，它使測(cè)試過(guò)程的靈活性、可移植性以及質(zhì)量水平達(dá)到了新高度。具有器件編程、模塊化測(cè)試程序的特點(diǎn)，還可配有第三方工具。

　　2 芯片測(cè)試電路板的設(shè)計(jì)及制作

　　根據(jù)芯片的測(cè)試規(guī)范及自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的接口設(shè)計(jì)并制作測(cè)試電路板。此板卡設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是避免并行測(cè)試時(shí)射頻信號(hào)的相互干擾，因此板卡上PCB布線，以及元器件、射頻線纜、插座探針的選擇都應(yīng)該有很強(qiáng)的抗干擾性能。板卡示意圖如圖3。

　　3 芯片測(cè)試程序的開(kāi)發(fā)及調(diào)試

　　芯片測(cè)試程序是基于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)自帶軟件開(kāi)發(fā)的針對(duì)芯片測(cè)試規(guī)范的一套代碼 ^[3] ，是整個(gè)芯片量產(chǎn)測(cè)試的重要環(huán)節(jié)。開(kāi)發(fā)初期需要與相關(guān)設(shè)計(jì)工程師一起確定測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試結(jié)果范圍，然后制定測(cè)試計(jì)劃，根據(jù)測(cè)試計(jì)劃編寫(xiě)測(cè)試代碼，校驗(yàn)代碼是否正確。當(dāng)測(cè)試程序校準(zhǔn)無(wú)誤后，需要用樣片進(jìn)行逐項(xiàng)調(diào)試，直到所有測(cè)試項(xiàng)目全部通過(guò)。最后測(cè)試多個(gè)不同批次的芯片，記錄一些測(cè)試值，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算出這些項(xiàng)目測(cè)試值的平均范圍，以此確定測(cè)試程序的最終測(cè)試結(jié)果范圍。

　　此芯片的測(cè)試項(xiàng)目如下：

　　● 開(kāi)短路測(cè)試

　　● 漏電流測(cè)試

　　● 工作電流的每種狀態(tài)測(cè)試

　　● 數(shù)字部分相關(guān)的DFT測(cè)試，包括SCAN,ATPG各種芯片內(nèi)部寄存器鏈

　　● 射頻部分功耗測(cè)試

　　● LDO/SMPS模塊測(cè)試

　　● 射頻LB/HB 發(fā)射功率參數(shù)測(cè)試

　　● 射頻LB/HB接收靈敏度等參數(shù)測(cè)試

　　● 射頻LB/HB接收ADC code、SNR、THD測(cè)試

　　● PLL LB/HB測(cè)試

　　● X-TAL 測(cè)試

　　4 結(jié)論

　　本文介紹了一顆雙頻Wi-Fi芯片量產(chǎn)測(cè)試開(kāi)發(fā)的流程及相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。實(shí)際生產(chǎn)中開(kāi)發(fā)的過(guò)程會(huì)更加具體，一般一款芯片的開(kāi)發(fā)周期大概是1年左右，從設(shè)計(jì)、流片，到驗(yàn)證量產(chǎn)，測(cè)試工程師都應(yīng)該全程參與，這樣才能提高開(kāi)發(fā)效率。開(kāi)發(fā)成功后還需要一些工程批次的不斷驗(yàn)證，來(lái)找到測(cè)試程序限值與芯片設(shè)計(jì)要求之間的平衡點(diǎn)，以此來(lái)提升芯片量產(chǎn)測(cè)試良率。同時(shí)也可以通過(guò)量產(chǎn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，不斷修改設(shè)計(jì)及制造參數(shù)，最后使芯片的量產(chǎn)良率達(dá)到一個(gè)較高的水平。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] IntegraFlex服務(wù)手冊(cè)[Z].泰瑞達(dá)公司,2004 :5-30.

　　[2] IG-XL測(cè)試分析手冊(cè)[Z].泰瑞達(dá)公司,1999:4-58.

　　[3] VBT測(cè)試語(yǔ)言[Z].摩托羅拉公司, 2000:10-22.

　　（注：本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第06期第82頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。）