一种芯片测试设备及芯片测试方法与流程

1.本发明涉及芯片测试技术领域，特别是涉及一种芯片测试设备及芯片测试方法。


背景技术：

2.目前，触控芯片、显示芯片或触控显示芯片在生产完毕后，都需要经过测试的流程，现有的对这些待测芯片进行测试的芯片测试设备通常选用mcu(microcontroller unit，微控制单元)作为主控芯片，将待测芯片的功能测试程序封装在mcu固件中，但这样会导致芯片测试设备的测试功能单一，即仅能单独测试待测芯片的触控功能或者单独测试待测芯片的显示功能，使得芯片测试设备的通用性和兼容性不高。此外，市面上有多家生产上述待测芯片的厂家，由于不同厂家的待测芯片的测试配置与测试流程不同，因此待测芯片的功能测试程序也不相同，将不同厂家的待测芯片的不同的功能测试程序封装在mcu固件中需要专业编程人员操作且封装的过程较为复杂。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种芯片测试设备及芯片测试方法，可以通过cpu主控模块搭配mcu控制模块，实现开放性测试平台，设置不同的配置文件来完成对不同厂家的不同待测芯片的不同待测功能的测试，提高了芯片测试设备的通用性和兼容性，且测试过程不需要专业的编程人员。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种芯片测试设备，包括cpu主控模块、mcu控制模块和通讯接口模块，所述cpu主控模块与所述mcu控制模块连接，所述mcu控制模块还与所述通讯接口模块连接，所述通讯接口模块还与待测芯片连接；
5.所述cpu主控模块预设有所述待测芯片的测试应用程序，所述cpu主控模块通过所述测试应用程序进行测试流程的控制；
6.在运行所述测试应用程序时，所述mcu控制模块负责执行cpu主控模块下传的命令，并基于所述命令向所述通讯接口模块发送数据，所述通讯接口模块针对由所述mcu控制模块发送的数据进行转换，并完成与所述待测芯片的数据通讯；所述通讯接口模块针对向所述mcu控制模块反馈的待测芯片的数据进行转换，所述mcu控制模块接受并处理所述数据，并将处理后数据或者判断结果反馈至所述cpu主控模块，所述cpu主控模块根据所述处理后数据或者所述mcu控制模块判断结果提供待测芯片的最终功能测试结果。
7.优选的，所述测试应用程序用于针对芯片的触控功能和/或显示功能和/或触控显示功能进行测试。
8.优选的，所述mcu控制模块包括电源管理单元、显示图像处理单元、电压电流测量单元及io控制和测量单元中的任意一种或多种。
9.优选的，所述cpu主控模块预设有多个测试应用程序，任意一个测试应用程序用于针对其对应型号的所述待测芯片的触控功能和/或显示功能和/或触控显示功能进行检测。
10.优选的，所述通讯接口模块包括协议转换模块和接口模块；所述协议转换模块用
于在接收到测试数据时按照接口输出标准将所述测试数据发送至所述接口模块，所述接口模块将所述测试数据发送至所述待测芯片，并将接收到的所述待测芯片的响应数据通过协议转换模块进行相应的格式转换后发送至所述mcu控制模块。
11.优选的，所述接口模块包括芯片通讯接口及显示接口。
12.优选的，所述芯片通讯接口包括i2c接口和/或spi接口和/或其他io接口；所述显示接口包括mipi dphy接口、mipi cphy接口、lvds接口、edp接口及rgb接口的任意一种或多种。
13.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种芯片测试方法，应用与芯片测试设备，包括：
14.根据预设的配置文件确定待测芯片的测试应用程序，不同的配置文件对应的测试应用程序不同；
15.启动所述测试应用程序以对所述待测芯片执行对应的测试项；
16.获取所述待测芯片的响应数据；
17.根据所述响应数据得到所述待测芯片的待测功能的最终测试结果；
18.测试应用程序包括待测芯片的触控功能测试应用程序、显示功能测试应用程序、触控与显示功能并行测试应用程序及触控与显示功能串行测试应用程序中的至少一种。
19.优选的，所述芯片测试设备包括cpu主控模块、mcu控制模块和通讯接口模块，所述mcu控制模块与所述cpu主控模块连接，所述mcu控制模块还与所述通讯接口模块连接，所述通讯接口模块与待测芯片连接；启动所述测试应用程序以对所述待测芯片执行所述测试项，获取对所述待测芯片的响应数据，包括：
20.s1：启动所述测试应用程序，根据所述测试应用程序对应的测试项判断是否需要读写所述待测芯片，若是，进入s2；
21.s2：调用库文件中与所述测试应用程序对应的待测功能的接口函数；
22.s3：根据所述待测功能的接口函数访问对应的操作系统的设备节点；
23.s4：判断是否直接读写所述待测芯片，若是，进入s5，若否，进入s6；
24.s5：通过所述设备节点调用所述操作系统驱动程序的接口读写函数，并通过所述通讯接口模块对所述待测芯片进行读写，再通过所述通讯接口模块接收所述待测芯片返回至所述接口读写函数的响应数据，进入s8；
25.s6：判断是否通过所述mcu控制模块读写所述待测芯片，若是，则进入s7；
26.s7：通过所述设备节点调用mcu控制模块读写函数以使mcu控制模块的固件程序执行相应命令，并通过所述通讯接口模块实现对所述待测芯片的读写，再通过所述通讯接口模块接收所述待测芯片返回至所述mcu控制模块读写函数的响应数据，进入s8；
27.s8：所述读写函数获取的响应数据依次反馈给所述设备节点、库文件及应用程序，完成所述待测芯片数据的读写。
28.优选的，当所述测试应用程序为触控与显示功能并行测试应用程序时，启动所述测试应用程序以对所述待测芯片执行所述待测功能的测试项，包括：
29.启动所述测试应用程序，根据所述测试应用程序同时启动第一线程对所述待测芯片执行触控功能测试项和启动第二线程对所述待测芯片执行显示功能测试项；
30.获取对所述待测芯片执行所述测试项时所述待测芯片反馈的响应数据，包括：
31.获取所述第一线程对所述待测芯片执行触控功能测试项时得到的触控测试响应数据；
32.获取所述第二线程对所述待测芯片执行显示功能测试项时得到的显示测试响应数据。
33.本发明提供了一种芯片测试设备及芯片测试方法，本发明提供的芯片测试设备包括cpu主控模块、mcu控制模块和通讯接口模块，cpu主控模块预设有多个测试应用程序，通过启动不同的测试应用程序，配合mcu控制模块和通讯接口模块来完成对不同待测芯片的不同待测功能的检测，提高了芯片测试设备的通用性和兼容性，提高了测试效率。
34.本发明提供的芯片测试方法应用于芯片测试设备，在进行待测芯片测试时，根据测试人员预设的配置文件来确定启动哪个测试应用程序，不同的配置文件对应的待测芯片的待测功能的测试应用程序不同，通过启动不同的测试应用程序来启动不同待测芯片的不同待测功能的测试项，最终根据得到的响应数据得到待测芯片的待测功能的测试结果，当需要对不同厂家的芯片的不同功能进行测试时，只需要根据待测芯片的生产厂家及待测功能更改设置的配置文件即可实现对不同厂家的不同待测芯片的不同待测功能的测试，提高了芯片测试设备的通用性和兼容性，提高了测试效率，且更改设置配置文件的过程简单快捷，不需要专业的编程人员操作。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明提供的一种芯片测试设备的结构示意图；
37.图2为本发明提供的一种芯片测试方法的流程图；
38.图3为本发明提供的一种测试应用程序执行测试项并获取芯片响应数据的流程图；
39.图4为本发明提供的一种通过mcu控制模块间接读写芯片方法的流程图；
40.图5为本发明提供的一种触控显示功能并行测试方法的流程图。
具体实施方式
41.本发明的核心是提供一种芯片测试设备及芯片测试方法，可以通过cpu主控模块搭配mcu控制模块，实现开放性测试平台，设置不同的配置文件来完成对不同厂家的不同待测芯片的不同待测功能的测试，提高了芯片测试设备的通用性和兼容性，且测试过程不需要专业的编程人员。
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.请参照图1，图1为本发明提供的一种芯片测试设备的结构示意图，包括cpu主控模
块1、mcu控制模块2和通讯接口模块3，cpu主控模块1与mcu控制模块2连接，mcu控制模块2还与通讯接口模块3连接，待测芯片通过连接通讯接口模块3完成芯片测试流程；
44.cpu主控模块1预设有待测芯片的测试应用程序，cpu主控模块1通过测试应用程序进行测试流程的控制；
45.在运行测试应用程序时，mcu控制模块2负责执行cpu主控模块1下传的命令，并基于命令向通讯接口模块3发送数据，通讯接口模块3针对由mcu控制模块2发送的数据进行转换，并完成与待测芯片的数据通讯；通讯接口模块3针对向mcu控制模块2反馈的待测芯片的数据进行转换，mcu控制模块2接受并处理数据，并将处理后数据或者判断结果反馈至cpu主控模块1，cpu主控模块1根据处理后数据或者mcu控制模块2判断结果提供待测芯片的最终功能测试结果。
46.目前，各种芯片在完成生产过后，都会有芯片测试的流程来保证芯片的功能完好，例如现在常见的触控芯片、显示芯片或触控显示芯片，现有技术在对这些芯片进行功能测试时，通常选择mcu控制芯片作为主控，将待测试的功能封装在mcu的底层固件中，这就导致mcu控制芯片能芯片的种类和测试的功能都是固定的，也即测试设备的测试对象单一，仅能测试一种芯片的一种功能，导致测试设备的通用性和兼容性不高，当需要更改待测芯片的种类或更改待测功能时，就需要对mcu控制芯片的底层固件进行重新封装，导致测试过程复杂化，需要专业编程人员才能完成。
47.为了解决上述问题，本方案将芯片测试转移到测试应用程序来实现，根据芯片专用性和封闭性的特点，通过软件的参数配置、硬件模块的桥接搭配和操作系统的中控调度，将芯片测试转移到应用软件来执行，使得芯片测试方案灵活多变，并具备大规模量产测试的能力。通过cpu主控模块配合mcu控制模块，实现对芯片功能的测试，具体的，cpu主控模块中预存有多个测试应用程序，用户可以通过设置配置文件来确定启用哪个待测芯片的哪个待测功能的测试应用程序，启动测试应用程序后，就可以根据测试应用程序对待测芯片执行测试项，由mcu控制模块实现信号的转换和控制，然后根据对待测芯片执行测试项时芯片反馈的响应数据得到待测芯片的待测功能的测试结果。
48.需要说明的是，这里的预存的多个测试应用程序可以是不同厂家生产的待测芯片的不同待测功能的测试应用程序，根据用户的配置文件进行具体的选择，实现了对多家厂家生产的芯片的测试通用性和兼容性。
49.还需要说明的是，这里的芯片反馈的响应数据可以是能直观得到测试结果的响应数据，例如芯片是否能对触发信号作出响应，也可以是需要经过数据处理后得到测试结果的响应数据，例如获取每隔预设时间芯片的电压电流值，通过计算预设时间内的芯片的平均电压电流值，然后进行阈值判断后来得到测试结果，具体的响应数据是根据具体的测试项决定，本发明在此不做特别的限定。
50.综上，本发明提供了一种芯片测试装置，包括cpu主控模块、mcu控制模块和通讯接口模块，cpu主控模块预设有多个测试应用程序，通过启动不同的测试应用程序，配合mcu控制模块和通讯接口模块来完成对不同待测芯片的不同待测功能的检测，只需要根据待测芯片的生产厂家及待测功能更改设置的配置文件即可实现对不同厂家的不同待测芯片的不同待测功能的测试，提高了芯片测试设备的通用性和兼容性，提高了测试效率，且更改设置配置文件的过程简单快捷，不需要专业的编程人员操作。
51.在上述实施例的基础上：
52.作为一种优选的实施例，测试应用程序用于针对待测芯片的触控功能和/或显示功能和/或触控显示功能进行测试。
53.本实施例中，通过启动不同的测试应用程序，就可以完成对待测芯片的触控功能、显示功能或触控显示功能的检测，增加了芯片测试设备的通用性与兼容性。
54.需要注意的是，这里的触控显示功能针对的是现在市面上的显示屏芯片，该芯片可以同时实现触控功能与显示功能，因此对该芯片的测试应该同时包括触控功能测试和显示功能测试。
55.作为一种优选的实施例，mcu控制模块包括电源管理单元、显示图像处理单元、电压电流测量单元及io控制和测量单元中的任意一种或多种。
56.本实施例中，mcu控制模块由电源管理单元、显示图像处理单元、电压电流测量单元及io控制和测量单元中的任意一种或多种构成，用于与cpu主控模块配合以完成对待测芯片的不同待测功能的测试，例如这里的电源管理单元是用于对芯片测试设备自身的供电和对待测芯片模组的供电，显示图像处理单元用于检测待测芯片的图像显示功能，电压电流测量单元用于检测待测芯片的供电功能，io控制和测量单元用于检测待测芯片的触控显示功能，增加了芯片测试设备的通用性。
57.作为一种优选的实施例，cpu主控模块预设有多个测试应用程序，任意一个测试应用程序用于针对其对应型号的所述待测芯片的触控功能和/或显示功能进行检测。
58.本实施例中，这里的预存的多个测试应用程序可以是不同厂家生产的待测芯片的不同待测功能的测试应用程序，根据用户的配置文件进行具体的选择，实现了对多家厂家生产的芯片的测试通用性和兼容性。
59.作为一种优选的实施例，通讯接口模块包括协议转换模块和接口模块；协议转换模块用于在接收到测试数据时按照接口输出标准将测试数据发送至接口模块，接口模块将测试数据发送至待测芯片，并将接收到的待测芯片的响应数据通过协议转换模块进行相应的格式转换后发送至mcu控制模块2。
60.本实施例中，考虑到在实际测试过程中，mcu控制模块与待测芯片之间可能存在数据协议的差异，因此本方案的通讯接口模块包括了协议转换模块和接口模块，协议转换模块在接收到测试数据后，会将该数据按照对应接口的传输速率输出标准输出至对应接口，并将芯片反馈的响应数据也进行相应的数据格式转换后发送至mcu控制模块，以完成对芯片的读写操作，增加了方案的可行性。
61.需要注意的是，mcu控制模块主要通过存储接口或者数据接口接收测试数据，并将测试数据存在内部存储器，mcu控制模块会将测试数据转换成并行数据传输给协议转换模块。
62.mcu控制模块主要有mcu主控模块、数据接收接口、供电控制模块、内部存储器、数据发送模块组成，其中主控模块可以为常规的mcu芯片，数据接收接口可以为usb、sd、以太网、wifi等，内部存储器可以为flash/nandflash等存储芯片，供电控制模块由电源产生模块和电源开关控制模块组成，数据发送模块由自定义的数据接口组成。
63.mcu控制模块内还包括了数据处理模块，数据处理模块主要有数据处理单元、时钟模块、数据接收模块、数据缓存模块、电源模块和数据发送模块。数据处理单元可为可编程
逻辑单元，处理数据的格式转化和数据传输数据转化；时钟模块可为有源时钟模块和无源时钟模块；数据接收模块为自定义的并行数据接口；数据发送模块为自定义的并行数据接口；数据缓存模块可为常用的数据缓存器，如ddr等；电源模块为集成电源管理电路。
64.作为一种优选的实施例，接口模块包括芯片通讯接口及显示接口的任意一种或多种。
65.本实施例中，考虑到我们这里的待测芯片包括触控芯片、显示芯片及触控显示芯片，因此本方案中的接口模块包括了芯片通讯接口以用于正常的待测芯片的数据读写操作，也包括显示接口来完成对待测芯片的显示功能的测试过程中的数据读写的操作。
66.作为一种优选的实施例，芯片通讯接口包括i2c接口和/或spi接口和/或其他io接口；显示接口包括mipi dphy接口、mipi cphy接口、lvds接口、edp接口及rgb接口的任意一种或多种。
67.本实施例中，考虑到现有的不同的待测芯片支持的通讯接口可能会有所差异，因此本方案中的芯片通讯接口包括了i2c接口和/或spi接口和/或其他io接口；，提高了芯片测试设备的兼容性。
68.同时考虑到现有的显示设备或者显示模组存在多种不同的显示接口，为了适配多种显示设备及显示模组的显示测试，本方案的显示接口包括mipi dphy接口和/或mipi cphy接口和/或lvds接口和/或edp接口和/或rgb接口中的至少两种，从而可以灵活配置多种显示接口，实现一台设备测试不同显示接口的芯片模组。
69.本发明还提供了一种芯片测试方法，请参照图2，图2为本发明提供的一种芯片测试方法的流程图，应用于芯片测试设备，包括：
70.s11：根据预设的配置文件确定待测芯片的测试应用程序，不同的配置文件对应的测试应用程序不同；
71.s12：启动测试应用程序以对待测芯片执行对应的测试项；
72.s13：获取待测芯片的响应数据；
73.s14：根据响应数据得到待测芯片的待测功能的最终测试结果。
74.对于本发明提供的一种芯片测试方法的介绍请参照上述芯片测试装置实施例，本发明在此不再赘述。
75.在上述实施例的基础上：
76.作为一种优选的实施例，请参照图3，图3为本发明提供的一种测试应用程序执行测试项并获取芯片响应数据的流程图，包括：
77.s1：启动测试应用程序，根据测试应用程序对应的测试项判断是否需要读写待测芯片，若是，进入s2；
78.s2：调用库文件中与测试应用程序对应的待测功能接口函数；
79.s3：根据待测功能接口函数访问对应的操作系统的设备节点；
80.s4：判断是否直接读写待检测芯片，若是，进入s5，若否，进入s6；
81.s5：通过设备节点调用操作系统驱动程序的接口读写函数，并通过通讯接口模块对待测芯片进行读写，再通过通讯接口模块接收待测芯片返回至接口读写函数的响应数据，进入s8；
82.s6：判断是否通过mcu控制模块读写待测芯片，若是，则进入s7；
83.s7：通过设备节点调用mcu控制模块读写函数以使mcu控制模块的固件程序执行相应命令，并通过通讯接口模块实现对待测芯片的读写，再通过通讯接口模块接收待测芯片返回至mcu控制模块读写函数的响应数据，进入s8；
84.s8：读写函数获取的响应数据依次反馈给设备节点、库文件及应用程序，完成待测芯片数据的读写。
85.其中，测试应用程序负责加载待测芯片的测试配置和控制测试流程，同时也会对待测芯片返回的响应数据进行判断，得到测试结果；cpu主控单元负责测试应用程序和mcu控制模块之间的命令传输和数据传输；mcu控制模块负责接收并执行测试应用程序下传的命令，同时通过控制通讯接口模块向待测芯片传输和接收数据；通讯接口模块负责对mcu控制模块发送的数据进行接口协议转换，并把转换后的数据发送至待测芯片。
86.为了实现将芯片测试转移到应用程序来执行，本发明提供的芯片测试设备是由cpu主控模块、mcu控制模块及通讯接口模块组成，其中cpu主控模块中预存了多个测试应用程序，当测试应用程序启动后，会根据测试项判断是否需要对待测芯片进行数据读写，当需要对待测芯片进行数据读写时，会先调用库文件中与测试应用程序对应的待测功能接口函数，并根据该待测功能接口函数访问对应的操作系统的设备节点，然后根据测试项中是否直接对待测芯片进行读写，当是直接对待测芯片进行读写时，会通过操作系统的设备节点访问cpu主控模块中的操作系统的驱动程序的接口读写函数并通过通讯接口模块对待测芯片进行数据读写，然后将得到的响应数据返回至操作系统的驱动程序的接口读写函数；当不是直接对待测芯片进行读写时，即通过mcu控制模块对待测芯片进行读写，此时会通过操作系统的设备节点访问操作系统的驱动程序的mcu控制模块读写函数，调用此函数以使mcu控制模块的固件程序执行相应的测试命令，通过通讯接口模块实现对所述待测芯片的读写，并将得到的响应数据返回至mcu控制模块读写函数，最后即可将得到的响应数据最终返回至测试应用程序以便后续的数据处理或者测试结果的判断。
87.请参照图4，图4为本发明提供的一种通过mcu控制模块间接读写芯片的流程图。
88.此外，这里的mcu控制模块包括电源管理模块、显示图像处理模块、电压电流测量模块和io控制和测量模块，这些模块与测试应用程序配合以实现对芯片的多种功能的测试，其中，电源管理模块负责mcu控制模块自身的供电及对待测芯片的供电；显示图像处理模块用于待测芯片的图像显示功能的测试；电压电流模块用于待测芯片的供电功能的测试以及在某些测试项中对芯片的电压电流进行测量；io控制和测量模块用于待测芯片的触控显示功能的测试。
89.需要注意的是，这里库文件中与测试应用程序对应的待测功能接口函数是指将待测芯片的数据读写通讯接口的读写例如i2c或spi接口的读写封装成库文件，从而使得库文件具有通用性，库文件通过设备节点，即可以与操作系统的驱动程序交互数据，以完成对待测芯片的读写。
90.还需要注意的是，本发明是以通过mcu控制模块间接读写待测芯片为例，在实际使用过程中，也可以通过其他开发板间接读写芯片，本发明在此不作特别的限定。
91.作为一种优选的实施例，当测试应用程序为触控与显示功能并行测试应用程序时，启动测试应用程序以对待测芯片执行待测功能的测试项，包括：
92.启动测试应用程序，根据测试应用程序同时启动第一线程对待测芯片执行触控功
能测试项和启动第二线程对待测芯片执行显示功能测试项；
93.获取对待测芯片执行测试项时待测芯片反馈的响应数据，包括：
94.获取第一线程对待测芯片执行触控功能测试项时得到的触控测试响应数据；
95.获取第二线程对待测芯片执行显示功能测试项时得到的显示测试响应数据。
96.请参照图5，图5为发明提供的一种触控显示功能并行测试方法的流程图。
97.本实施例中，考虑到现有技术将触控和显示功能集成到同一芯片(即tddi芯片)中的做法已成为主流，即触控显示模组采用一颗芯片就可以实现触控和显示的功能，这样对这种芯片进行功能测试时，现有技术通常是先后进行待测芯片的触控功能和显示功能，例如先进行触控功能测试，然后将待测芯片转移到显示功能测试工位再进行显示功能测试，这样就需要两个测试工位来分别测试触控功能和显示功能，而且还需要配置更多的测试人员，增长了测试时间，使得测试效率偏低。
98.因此本方案中，采用多线程技术，当通过设置配置文件确定的测试应用程序为触控与显示功能并行测试应用程序时，启用该并行测试应用程序，就可以同时测试触控和显示功能，具体的，开启第一线程来进行待测芯片的触控功能的测试的同时开启第二线程来进行待测芯片的显示功能的测试，分别获取两项测试的待测芯片的响应数据后根据对应的响应数据判断对应的待测功能测试结果，这样不仅节省了测试时间，同时也节省了测试工位及测试人员配置，增加了测试的效率。
99.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
100.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。