基于V93K测试仪LDO修调测试方法研究与实现

邹映涛，唐昱，陆建，周建超

(成都三零嘉微电子有限公司，四川成都，610041)

0 引言

图1 某型LDO原理图

由于设计和工艺等因素影响，基准电压Vref、误差放大器偏置电压Voffset以及R1/R2阻值均会存在一定的随机偏差。根据公式可知，当电阻R2、参考电压Vref及Voffset固定，电阻R1阻值变化可使VDD15的输出随之改变，即可通过改变R1来弥补以上随机偏差。因此在LDO模块修调可测性设计时，电阻R1设计为多个电阻组成的电阻串（R01、R02…RN），通过配置寄存器值来控制串联电阻数量，从而改变VDD15输出电压。当配置寄存器使VDD15输出准确的1.5V时寄存器值即为修调值。本文主要介绍如何通过93K测试仪基于修调电路设计完成LDO模块修调值获取、修调值存储以及修调结果正确性验证的方法。

1 修调设计介绍

1.1 修调参数说明

该型LDO修调寄存器共3bit，默认值为3`b100，LDO理论输出值为1.5V。从表1中LDO参数可知，其默认输出电压范围为1.425V～1.575V。修调时可配引出端口信号SW_V15[2:0]=3`b100～3`b111，每变化1 bit，对应电压调整范围约为25mV。

表1 LDO参数

1.2 修调电路设计

器件LDO修调电路结构框图如图2所示。修调电路主要包括待修调LDO模块、LDO CP电路、非易失存储器、LDO修调LOAD电路。

图2 LDO修调电路结构框图

LDO模块：通过电压转换后输出1.5V电压，可在引出端VDD15上通过测试仪机台PPMU进行检测，设计有用于调整输出的可配寄存器。

LDO CP电路：用于获取保证LDO输出1.5V目标电压时的修调值，在LDO CP模式时，可通过SW_V15[2:0]直接配置LDO修调寄存器值。

非易失存储器：用于存储LDO修调值等信息。在非易失存储CP模式时，通过引出端FLASH_CP[5:0]信号对存储模块完成写读操作。

LDO修调LOAD电路：LDO模块修调值自动配置电路，在默认状态下，芯片上电后自动将非易失存储模块中存储的修调值写入LDO修调寄存器中。

1.3 修调测试流程设计

基于LDO修调电路可测性设计，LDO修调主要包括修调值获取、修调值存储及修调结果验证三个步骤。ATE测试流程设计如图3所示。

所谓离散资源分配问题就是：属于某社会团体的成员被划分成若干部门，而团体所拥有的某种一定量的资源被称为是离散资源，是指分给每个部门的资源量必须是非负整数，要解决的问题是团体如何将这些离散资源公平地全部分给下属部门.

图3 LDO修调流程

2 修调测试方法

2.1 获取修调值方法

对引出端SW_V15[2:0]三根信号分别配置“000”到“111”共 8 种状态，每种状态下均使用PPMU的IFVM测试方法，测试LDO输出电压值。通过比较8组测量值，得到最接近1.5V电压的测量值，且该值在范围1.5±0.025V内，则SW_V15[2:0]对应状态即为修调值。

2.2 存储修调值方法

修调值存储于非易失存储器指定位置，采用非易失存储CP通道对存储器区域进行数据写读操作，其中主要包括地址信息（ADDR）、数据信息（DATA），编程规则如图4所示。

图4 非易失存储器编程规则

2.3 验证修调结果方法

对芯片进行断电后重新上电，通过PPMU测量默认状态下VDD15的输出，如果满足1.5±0.025V，则表示修调成功，否则修调失败。

3 修调测试实现

3.1 获取修调值

由于每bit调整电压变化步距并不是准确的25mV，因此为获取最接近1.5V输出的修调值，采用遍历法分别测量8种状态下电压输出。

(1）创建测试状态控制Pattern

通过编辑Pattern对SW_V15[2:0]三根信号从Vector#123到Vector#130分别配置“000”到“111”，实现对 SW_V15[2:0]的状态控制，如图5所示。

图5 LDO测试状态控制Pattern

(2）编写代码执行测试

代码中设置PPMU测量配置，并通过控制指令分别停在Pattern中8种状态的Vector行，使管脚电平状态保持住，通过PPMU完成测量，并获取测量值。

(3）测试结果及分析

LDO输出电压测量结果示例如图6所示。通过分析可知，第一组测试数据最接近1.5V的为VMeas[7]=1.45205，但不满足修调要求，第二组测试数据最接近1.5V的为VMeas[5]=1.50108，满足修调要求，修调值为5，即3`b101。

图6 LDO电压测量结果示例

3.2 写入修调值

(1）创建非易失存储器编程Pattern

根据非易失存储器编程规则创建测试Pattern，其中信号FLASH_CP[2]用于DATA信号输入，数据位为Vector#9208到Vector #9239，共32bit，低位在前。LDO修调值共3bit，高位的29bit位置补0，如图7所示。

图7 非易失存储器烧写Pattern模板（局部）

(2）编写代码执行测试

编写Pattern编辑程序对Pattern模板中数据段进行编辑。Pattern编辑程序需要明确数据与WaveTable中对应波形定义的Index号，输入Pattern的名称“FLASH_CP”、管脚名称“FLASH_CP[2]”、起始Vector编号9208和待写入数据data(3`b101），该程序将数据对应波形定义的Index号写入Pattern指定位置中。

Pattern编辑完成后，如图7右图所示。运行FUNCTIO NAL_TEST()指令，数据(3`b101）就将通过Pattern写入非易失存储器指定区域中。

3.3 验证修调结果

对芯片重新断电后上电，LDO修调LOAD电路工作，LDO可调寄存器值被非易失存储器存储的修调值编辑，完成修调，通过测试仪PPMU测量默认状态下LDO输出。测试数据为1.50099V，满足要求。

图8 修调后LDO默认电压测量结果

4 结束语

本文介绍了基于93K测试仪根据修调电路设计完成LDO修调的方法，可在晶圆中测时应用于自动化修调测试，并支持多工位同测，提升测试效率及产品合格率。该方法主要包括基于ATE测试平台实现LDO修调值获取、修调值实时存储及修调结果检测，提高LDO模块输出电压稳定性和准确性，保障芯片正常工作。