专利名称：测试准备rf集成电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种测试准备(testprepared)集成电路，特别地，涉 及一种集成电路，具有例如用于处理高频信号(例如微波信号)的本 地振荡器电路和混频电路的元件。本发明还涉及这种集成电路的测试方法。
背景技术：
R. Nelson于4/1/2002在Test and MeasuRFment world出版的文章 "RF test join SOC ATE"中描述了对包含RF电路和逻辑电路的混合的 集成电路的测试。半导体集成电路生产技术的当前的工艺水平使得生 产具有处理RF信号的综合能力的集成电路逐渐成为可能。这里所使 用的"RF"，泛指那些具有用于无线传输的频率(例如，lOGHz以上的 微波波段)的信号，但也指较低频率的波段。RF电路的主要测试包括将该电路在正常运行过程中所将要使 用的频率的RF信号应用于电路，或者，在该电路产生这些信号后对 这些信号进行测量。另一方面， 一般是通过以低得多的频率施加逻辑 测试图案并观测测试响应来测试集成电路的逻辑函数。用于后一类测 试的测试设备在大多数集成电路生产设施中一般是标准化的，并且被 用于几乎所有更复杂的数字集成电路。另一方面，用于RF测试的设 备并非是可广泛利用的，这意味着，如果必须要制造和测试具有RF 电路的集成电路，就有可能需要额外的投资。发明内容特别地，本发明的目的是提供一种测试准备集成电路，其有利于 RF电路元件的测试，而不必使用专门的RF测试设备。 本发明提供根据权利要求1的测试准备集成电路。在测试过程中， 该集成电路使用测试控制输入来控制用具有分频的信号代替本地振荡 器信号。优选地，该集成电路包括具有分频器电路的测试功能块，其 中，该分频器电路正是出于此目的而提供的。优选地，在正常运行过 程中，这个电路是被禁用的。测试控制输入可以是集成电路的专用引 脚，其与实现该替换的测试控制块相连。可选地，测试控制输入可以是来自该集成电路中的测试控制电路的内部线路(internal line)，该测试控制电路是扫描测试接口的一部分，例如用于产生控制替换的控制 信号，或者，该测试控制输入可以来自该集成电路中的其它命令接口 电路。在一个实施例中，集成电路包括正交混频电路(quadrature mixing circuit)。在这个实施例中，在混频电路中，可以在本地振荡器的I和 Q输入处替换分频器电路的输出信号。在另一个实施例中，提供切换 电路，以将正交的本地振荡器的输出信号的相位关系的干扰最小化。本发明还提供一种测试方法，其中，分频的本地振荡器信号代替 本地振荡器信号，以低于在正常(非测试)运行过程中提供给混频电 路的频率而被施加于该混频电路。
下面，将使用附图中所示出的实施例来描述本发明的这些及其它 目的和优点。图1示意性地示出了测试准备集成电路。图2示出了测试功能块的实施例。图3示出了测试环境。图4示意性地示出了测试准备集成电路。图5-7示出了测试功能块的其它实施例。图8示意性地示出了测试准备集成电路。
具体实施方式
图1示意性地示出了测试准备集成电路10。集成电路10包括RF5频电路14、 IF放大器电路16、本地振荡器电路18 及测试功能块100。集成电路10的输入端11与RF放大器电路12的 输入相连。RF放大器电路12的输出与混频电路14的第一输入相连。 混频电路14的输出与IF放大器电路16的输入相连，IF放大器电路 16的输出与集成电路10的输出端19相连。在另一实施例中，集成电 路IO可以是RF产生电路，其中，放大器电路12是IF放大器电路而 放大器电路16是RF放大器电路。本地振荡器电路18的输出与测试 功能块100的信号输入相连，而测试功能块100的输出与混频电路14 的第二输入相连。本地振荡器电路18具有与集成电路10的输入端17 相连的控制输入。测试功能块100具有与集成电路10的测试端102 相连的控制输入。图2示出了测试功能块100。测试功能块100包括分频器电路32 和多路复用电路30。测试功能块IOO与本地振荡器电路(未示出)相 连，测试功能块100的输入34与分频器电路30的输入以及多路复用 电路32的第一输入相连。分频器电路30的输出与多路复用电路32 的第二输入相连。多路复用电路32的输出与混频电路(未示出)的第 二输入相连。集成电路的测试端102与多路复用电路32的控制输入以 及分频器电路30的启用输入相连。图3示出了测试环境，其包括测试控制装置40、测试信号发生器 42、接收电路44和待测试的集成电路10。测试控制装置40的输出与 测试信号发生器42、待测试的集成电路10以及接收电路44相连。测 试信号发生器与待测试的集成电路10的输入端11相连。待测试的集 成电路10的输出端19与接收电路44相连。此处所使用的术语RF (射频)和IF (中频)不应视为仅限于特 殊的频带。典型地，RF是指被用于与包括集成电路10的装置进行无 线传输的频率，而IF是指在RF信号的接收或产生过程中在装置内部 使用的辅助的较低频率(典型地，高于逻辑信号的频率，但是在直接 变换电路中，IF波段可以接近零频率)。在正常运行过程中，测试功能块100从本地振荡器电路18向混 频电路14传递信号。分频器电路32被禁用，而多路复用电路30被使
得从它的第一输入(即，直接从本地振荡器电路18)传递信号。例如，这可以通过下列方式得到保证将集成电路10安装在具有导电带(conductor track)的集成电路板上，该导电带被设置用来向测试端 102施加对应于"非测试"的电压；或者将该端焊接(bond)在集成电 路10中以施加"非测试"信号。如图4所示，在测试过程中，集成电路暂时与测试控制装置40、 测试信号发生器42以及接收电路44相连。于是，测试控制装置40 向测试端102施加控制信号，以控制测试功能块100在混频电路14 的第二输入处替换本地振荡器信号的分频版本。分频器电路30以预定 的系数对来自本地振荡器18的信号进行分频。选择所述系数，使得就接收机集成电路10来说，当将具有比正 常频率低的频率的输入信号施加于RF放大器电路12时，混频电路14 产生位于IF放大器电路16的正常频率波段内的IF信号。优选地，该 系数使得在测试过程中，所要求的输入信号的频率位于半导体制造场 所可用的常规测试信号发生器42的频带内。当前，举例来说，已有产生频率大约为3.5 GHz的信号的发生器， 这样，对Ku-波段卫星接收机电路(输入频率在10.7到12.75 GHz的 范围内且IF频率大约为lGHz)来说，分频系数4可以被用于意欲工 作在本地振振荡器频率大约为9.75 GHz的集成电路中。对接收频率大 约为24GHz的输入信号的集成电路10来说，在测试过程中，分频系 数8乃至16可以被用于本地振荡器信号，这样，在测试过程中可以使 用频率大约在1.5到3 GHz范围内的输入信号。在这种情况下，有必 要采取措施来避免那些由于混频器14的直接注入而引起的问题，例 如，通过将用于这些频率的滤波器电路包括在测试设置中。然而，显 然也可以使用其它的分频系数，这取决于可利用的测试信号发生器和 本地振荡器电路18的正常工作频率。类似地，就具有RF输出的集成电路10来说，混频电路14产生 位于半导体制造场所可用的接收电路44的正常频率波段内的RF信 号。可以使用与接收集成电路相似的分频系数。图4示出了另一个集成电路50，其中，通过将自输入放大器52
的输入信号与本地振荡器电路58的两个正交输出信号混合，混频电路 54a、 b产生正交信号。典型地，集成电路50是接收机电路，这样， 它的输入放大器52是RF放大器，而位于混频器54a、 b的输出处的 输出放大器56a、 b是IF放大器。但是可选地，输入放大器52也可以 是RF放大器而输出放大器56a、 b是RF放大器。在每一种情况下， 来自集成电路50中的本地振荡器电路58的本地振荡器信号都要通过 集成电路50中的测试功能块500。图5示出了测试功能块500的第一实施例，其用在图4的集成电 路中。测试功能块500具有用于各个本地振荡器信号的第一和第二输 入61a、 b以及用于向各个混频电路(未示出)施加信号的两个输出 66a、 b。测试功能块500包括分频器电路60以及第一和第二多路复用 电路62a、 b。输入61a、 b分别与第一和第二多路复用电路62a、 b的 第一输入相连。第一输入61a与分频器电路60的输入相连，分频器电 路60的输出与第一和第二多路复用电路62a、 b的第二输入相连。测 试控制输入102与第一和第二多路复用电路62a、 b的控制输入相连， 也与分频器电路60的启用输入相连。在正常运行过程中，将测试控制信号施加于测试控制输入102， 使得第一和第二多路复用电路62a、 b传递来自本地振荡器电路58的 信号而禁用分频器电路60。在测试运行过程中，施加测试控制信号以 启用分频器电路60并使得第一和第二多路复用电路62a、 b向混频电 路54a、 b传递来自分频器电路60的分频信号。可以理解，这个实施例实现了在正交电路(quadrature circuit)的 测试过程中，RF信号的频率较低的优点。图6示出了测试功能块500的第二实施例，其用在图4的集成电 路中。这里，额外的输入开关70a、 b被加入集成电路50中，在输入 61a、 b之间，其一方面用于接收来自本地振荡器电路(未示出)的信 号，另一方面用于接收来自分频器电路60和多路复用电路62a、 b的 信号。第一输入开关70a的第一输出与第一多路复用器62a的第一输 入相连，而第一输入开关70a的第二输出与分频器电路60的输入相连。 第二输入开关70b的第一输出与第二多路复用器62a的第一输入相连。
试验功能块包括负载电路72，负载电路72与第二输入开关70b的第 二输出相连。设置负载电路72，以在分频器电路60被禁用的情况下 提供与分频器电路60阻抗相近的阻抗。输入开关70a、 b具有与测试 控制输入102相连的控制输入。在运行过程中，当测试控制信号指示运行正常时，输入开关70a、 b将输入61a、 b与多路复用电路62a、 b的第一输入相连；当测试控 制信号指示运行测试过程时，输入开关70a、 b将输入61a、 b分别与 分频器电路60和负载电路72相连。图6的实施例使测试功能块500 所引入的负载与本地振荡器电路58相等，以将本地振荡器电路58的 输出处的信号的正交关系的干扰最小化。应该注意，在测试过程中，测试功能块500的两个实施例均向混 频电路54a、 b施加同相的本地振荡器信号。典型地，如果在测试过程 中可以分别监视输出放大器56a、 b的输出，则这并不是问题。所需的 电路开销是最小的，这是因为仅需要一个额外的分频器电路60以用于 领lj试。图7示出了另一备选方案，其中，分频器电路用于产生正交输出 信号，并将这些信号分别施加到第一和第二多路复用电路62a、 b的第 二输入。这样，可以使用正交信号来测试集成电路。如果集成电路还 包括将输出放大器56a、 b的输出信号组合的其它电路(未示出)，则 对测试这些其它电路来说，使用正交信号来测试集成电路是有利的， 或者，如果必须对由于混频电路54a、 b的输出信号之间的交叉效应而 出现的故障进行测试，则使用正交信号来测试集成电路也是有利的。在另一个实施例中，用于正交电路的测试功能块500包括一对如 图2所示的测试功能块，每一个都连接在本地振荡器电路58的各个输 出与相应混频电路54a、 b的输入之间。这需要更多的开销，但是允许 对本地振荡器电路58的两个输出进行测试。作为备选方案，在测试过 程中，输入复用电路(未示出)可被用来在另一测试控制信号的控制 下将本地振荡器电路58的任意一个输出与分频器电路62的输入相连。任何已知的分频器电路都可以被用于分频器电路30、60。优选地， 例如，它们实现为1: 2分频电路链。优选地，分频系数是2的幂，这 是因为，这样的系数可以以最小电路开销(及分频器电路中的故障风 险最小)的最高频率而实现。实际上，具有正交输出的分频器电路本 来就是已知的。例如，可以并行使用对相互反向的信号跃变做出反应 的h 2分频电路，作为l: 2分频电路链的末级。优选地，使用可控开关来实现复用电路30及62a、 b电路，该可 控开关将所选择的输入连接至所选择的复用电路30及62a、b的输出， 以使电流从所选择的输入流向所选择的输出。可选地，例如，选择性 启用的缓冲器电路可以被用在复用电路30及62a、 b中。本地振荡器电路18、 28和58可以是已知的任意类型。可以使用 频率合成电路，例如，具有锁相环的电路，其中，本地振荡器信号的 频率由可编程系数分频，并且，该分频信号锁定在基准信号上。在实 施例中，被用于测试目的分频器电路32是这样的频率合成器的一部 分，优选地是分频器的前部分，其将振荡器频率分频以供给相位检测 器。这种情况下，复用电路30提供了这种频率合成电路的内部节点与 混频电路14之间的额外连接，在测试控制信号的控制之下将该额外连 接激活。在其它实施例中，可以使用分频器电路，其也可以在正常运 行的过程中向混频电路14提供信号，其中，响应于测试控制信号，使 用测试控制输入来激活来自分该频器电路的连接。在实施例中，经由集成电路的专用测试控制引脚或焊盘(bonding pad)直接(即，不通过那些用来确定是否向测试功能块IOO传递控制 信号的其它电路)向测试功能块提供测试控制信号。可选地，可以经 由集成电路的命令总线来提供测试控制信号。图8示出了包括测试控制电路80和信号处理电路82的实施例。 测试控制电路80与集成电路的测试接口引脚(如具有测试数据输入引 脚TDI、测试数据输出引脚TDO、测试时钟引脚TCK、测试模式选择 引脚TDS和复位引脚TRST的扫描测试接口)相连。测试控制电路 80本来就是已知的，另外为人熟知的是，设计这样的电路，以响应于 从测试数据引脚接收到的数据、或响应于由测试模式选择信号控制的 状态开关，来输出控制信号。在实施例中，这样的控制信号被用来控 制测试功能块100，或控制正交电路的测试功能块。因此，无需专用10
引脚来控制测试功能块100所进行的测试。可选地，集成电路的某些命令接口 (例如已知的12C接口)可被用来提供测试控制信号，或可以设置集成电路，使得当其切换至测试模式时，通常被用于某个功能 目的的集成电路的任何端子都被用作集成电路的控制输入。信号处理电路82可以被包括在集成电路内，用于例如通过进一 步混频和/或数据检测来处理混频电路14的输出信号。在这种情况下， 优选地，在用于测试的集成电路的焊接片或引脚处提供来自混频电路 14的直接输出19，以允许在测试过程中对混合信号进行频谱分析。此 外(或者可选地)，在测试过程中，所获取的来自信号处理电路82的 测试数据可以经由测试接口而被馈入测试控制电路80，以用于输出。在RF发生器的集成电路中，可以在混频电路14之前提供信号处 理电路，而且，类似地，该信号处理电路可以与测试控制电路80相连， 以控制产生不同的用于测试的IF信号。优选地，除了向测试功能块100和500施加测试控制信号之外， 测试控制装置40还被设置为向本地振荡器电路18、28和58的控制输 入施加各种控制信号，以选择不同的本地振荡器输出频率。这样，通 过监视混频电路14、 24和54产生的输出信号，可以测试本地振荡器 电路18、 28和58对这种控制信号的响应。例如，接收电路44包括频谱分析仪，以用于测量集成电路的输 出信号的频谱性质。测试控制装置40接收这个测量结果，并且，如果 结果在预定范围之内，则产生正的测试结果信号，否则，产生负的测 试结果信号。虽然这里已经示出了只接收一个输入信号(RF或IF)的集成电 路的例子，但可以理解的是，本发明可以被应用于接收多个信号的集 成电路，例如，实现接收机(RF进IF出)和发生器(IF进RF出) 的集成电路，它们可能具有公共的本地振荡器电路或者处理IF信号以 便只输入和/或输出数据信号的电路。在这种情况下，可以规定当集 成电路被切换到测试模式时，以所述方式对所有的混频电路进行测试。 可选地，可以一个接一个地对混频电路进行测试。
权利要求
1.一种可切换到正常运行模式和测试模式的测试准备集成电路(10)，所述测试准备集成电路(10)包括-用于提供测试控制信号的测试控制输入(102)，该测试控制信号指示集成电路(10)应运行在正常运行模式下还是测试模式下；-具有本地振荡器输出的本地振荡器电路(18，58)；-混频电路(14，54a)；-分频器电路(32，60)，输入与本地振荡器输出以及分频器输出相连；-复用电路(30，62ab)，信号输入与本地振荡器输出以及分频器输出相连，输出与混频电路(14)相连，复用电路(30，62ab)还具有与测试控制输入(102)相连的控制输入，复用电路(30，62ab)被设置成在正常运行模式下将本地振荡器输出与混频电路(14)相连，而在测试模式下将分频器输出代替本地振荡器输出与混频电路(14)相连。
2. 如权利要求1所述的测试准备集成电路(10)，其中，本地振 荡器电路(58)除了所述本地振荡器输出之外还具有正交输出，集成 电路(10)包括另一混频电路(54b)，所述另一复用电路(54b)具有 与该正交输出相连的另一输入和与另一混频电路(54a)相连的另一输 出，复用电路(62ab)被设置成在正常运行模式下将正交输出与所述 另一混频电路相连，而在测试模式下将分频输出信号从分频器电路传 送至混频电路。
3. 如权利要求2所述的测试准备集成电路，其中，分频器电路 (60)除了分频器输出之外还具有正交分频器输出，分频器电路(60)被设置成在该分频器输出处和该正交分频器输出处根据公共本地振荡 器信号产生正交关系的分频信号，复用电路(62ab)具有与正交分频 器输出相连的第二输入，复用电路(62ab)从该正交分频器输出中导 出用于所述另一混频电路(54b)的输出信号。
4. 如权利要求2所述的测试准备集成电路，其中，从分频器输 出导出分频的输出信号，以用于混频电路(54a)和所述另一混频电路(54b)两处的替换。
5. 如权利要求2所述的测试准备集成电路，包括 -具有端子的负载电路(72);-切换电路(70a-b)，第一端与本地振荡器输出以及正交输出相 连，第二端与分频器电路(60)的输入、负载电路(72)的端子以及 复用电路(62a、 b)的信号输入相连，控制输入与测试控制输入(102) 相连，切换电路(70a-b)被设置成在正常运行模式下将本地振荡器输 出以及正交输出与复用电路(62ab)的信号输入相连，而在测试模式 下将本地振荡器输出以及正交输出分别与分频器电路(60)的输入以 及负载电路(72)的端子相连。
6. 如权利要求1所述的测试准备集成电路，其中，分频器电路 (32， 60)具有与测试控制输入(102)相连的禁用输入，并且分频器电路(32， 60)被设置成在正常运行模式下禁止对本地振荡器信号进 行分频。
7. —种集成电路(10)的测试方法，集成电路(10)包括混频 电路(14， 54a)和本地振荡器电路(18， 58)，该测试方法包括-将集成电路(10)附在测试装置(40)上；-将集成电路(10)切换到测试配置，其中，集成电路(10)中 的分频器电路(32， 60)将本地振荡器信号分频至低于集成电路(10) 中的本地振荡器(18， 58)的正常运行范围的频率，并且将分频的本 地振荡器信号代替本地振荡器信号施加到混频电路(14， 54a);-在将分频的本地振荡器信号施加于混频电路(14， 54a)期间， 测量从混频电路(14， 54a)导出的信号的性质。
8. 如权利要求7所述的方法，其中，从混频电路(14， 54a)导 出的信号是频率下转换的IF信号。
9. 如权利要求7所述的方法，其中，从混频电路(14， 54)导 出的信号是频率上转换的RF信号。
全文摘要
一种集成电路(10)，包括混频电路(14，54a)和本地振荡器电路(18，58)。在测试过程中，集成电路(10)中的分频器电路(32，60)将本地振荡器信号分频至低于本地振荡器(18，58)的正常运行范围的频率。在测试过程中，集成电路向混频电路(14，54a)施加分频的本地振荡器信号，而不是本地振荡器信号。在将分频的本地振荡器信号施加于混频电路(14，54a)期间，测量从混频电路(14，54a)导出的信号的性质。
文档编号G01R31/317GK101151545SQ200680010496
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月27日 优先权日2005年3月30日
发明者西塞罗·S·沃谢 申请人:Nxp股份有限公司