Wi-Fi芯片基于IFLEX量產(chǎn)測試開(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：本文測試的芯片是一款針對物聯(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、穩定性和傳輸距離遠等特點(diǎn)，可以高度匹配音視頻流媒體傳輸。廣泛應用于無(wú)線(xiàn)流媒體音視頻播放、虛擬現實(shí)、無(wú)人機、運動(dòng)相機、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域。本文將對雙頻Wi-Fi芯片基于IntegraFlex平臺量產(chǎn)測試開(kāi)發(fā)流程的簡(jiǎn)要分析，主要圍繞測試硬件和軟件兩個(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)測試；硬件和軟件

　　0 引言

　　隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)線(xiàn)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(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )傳輸快的特點(diǎn)，是Wi-Fi無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。當芯片開(kāi)發(fā)成功后需要產(chǎn)業(yè)化時(shí)，就需要進(jìn)行量產(chǎn)測試，使芯片測試的各方面性能指標能夠滿(mǎn)足設計要求。因此自動(dòng)化測試設備便是用于量產(chǎn)測試芯片的必選。我們需要依據芯片的設計指標選擇適合的ATE測試設備，根據選好的設備設計并制作測試電路板，然后在設備上開(kāi)發(fā)測試程序，調試，最后實(shí)現量產(chǎn)。

　　1 ATE測試設備的選擇

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

　　我們需要測試的這顆芯片是2.4G/5G雙頻Wi-Fi芯片，包含數字、模擬和射頻部分。封裝形式是WLCSP73管腳，并行度設定為2，因為射頻芯片測試射頻部分時(shí)容易產(chǎn)生電磁干擾，所以暫時(shí)選擇2個(gè)并行度測試。

　　我們根據以上芯片的特性及產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，并且與設計團隊溝通，選擇自動(dòng)測試設備Teradyne IntegraFlex（簡(jiǎn)稱(chēng)IFLEX）。IFlex測試系統是美國Teradyne公司生產(chǎn)的一種針對大產(chǎn)量的存儲器、模擬、數字及射頻功能進(jìn)行并行測試的超大規模(VLSI)測試系統，IFlex測試系統總體外觀(guān)如圖1所示。

　　它的主要性能指如下 ^[1] 。

　　1)數字模擬部分：

　　● 具有高達200 MHz全格式化的驅動(dòng)以及數據接受能力，及數據測試時(shí)鐘；

　　● 配置可以達到1 056數字通道，進(jìn)而提高數據測試能力；

　　● 具有64兆的圖形存儲深度；

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

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

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

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

　　● 具有能夠提供高電壓驅動(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/模轉換，模/數轉換測試選件板(ConverterTest Option，CTO)，可以對具有數/模轉換、模/數轉換功能的芯片進(jìn)行測試；

　　● 具有內嵌存儲測試選件板(Memory Test Option，MTO)，可以對一些具有存儲功能的芯片進(jìn)行測試。

　　2)射頻部分：

　　● 多達44個(gè)射頻通道，提高測試并行度；

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

　　● 時(shí)域，光譜，調制分析，功率，相位噪聲，窄帶捕獲增強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）測試軟件：圖形化測試軟件——IG-XL ^[2]

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

　　2 芯片測試電路板的設計及制作

　　根據芯片的測試規范及自動(dòng)測試設備的接口設計并制作測試電路板。此板卡設計的關(guān)鍵是避免并行測試時(shí)射頻信號的相互干擾，因此板卡上PCB布線(xiàn)，以及元器件、射頻線(xiàn)纜、插座探針的選擇都應該有很強的抗干擾性能。板卡示意圖如圖3。

　　3 芯片測試程序的開(kāi)發(fā)及調試

　　芯片測試程序是基于自動(dòng)測試系統自帶軟件開(kāi)發(fā)的針對芯片測試規范的一套代碼 ^[3] ，是整個(gè)芯片量產(chǎn)測試的重要環(huán)節。開(kāi)發(fā)初期需要與相關(guān)設計工程師一起確定測試項目及測試結果范圍，然后制定測試計劃，根據測試計劃編寫(xiě)測試代碼，校驗代碼是否正確。當測試程序校準無(wú)誤后，需要用樣片進(jìn)行逐項調試，直到所有測試項目全部通過(guò)。最后測試多個(gè)不同批次的芯片，記錄一些測試值，根據統計學(xué)方法計算出這些項目測試值的平均范圍，以此確定測試程序的最終測試結果范圍。

　　此芯片的測試項目如下：

　　● 開(kāi)短路測試

　　● 漏電流測試

　　● 工作電流的每種狀態(tài)測試

　　● 數字部分相關(guān)的DFT測試，包括SCAN,ATPG各種芯片內部寄存器鏈

　　● 射頻部分功耗測試

　　● LDO/SMPS模塊測試

　　● 射頻LB/HB 發(fā)射功率參數測試

　　● 射頻LB/HB接收靈敏度等參數測試

　　● 射頻LB/HB接收ADC code、SNR、THD測試

　　● PLL LB/HB測試

　　● X-TAL 測試

　　4 結論

　　本文介紹了一顆雙頻Wi-Fi芯片量產(chǎn)測試開(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，從設計、流片，到驗證量產(chǎn)，測試工程師都應該全程參與，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證，來(lái)找到測試程序限值與芯片設計要求之間的平衡點(diǎn)，以此來(lái)提升芯片量產(chǎn)測試良率。同時(shí)也可以通過(guò)量產(chǎn)測試發(fā)現設計及制造過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷，不斷修改設計及制造參數，最后使芯片的量產(chǎn)良率達到一個(gè)較高的水平。

　　參考文獻：

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

　　[2] IG-XL測試分析手冊[Z].泰瑞達公司,1999:4-58.

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

　?。ㄗⅲ罕疚膩?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。）