[发明专利]一种基于FPGA的高精度DAC测试系统

说明书

本发明公开一种基于FPGA的高精度DAC测试系统，属于半导体芯片测试领域。基于FPGA的高精度DAC测试系统，包括FPGA开发板、电源、DAC测试板、频谱分析仪、示波器和数字万用表；所述电源与所述FPGA开发板和所述DAC测试板连接，向其提供稳定电压；所述FPGA开发板向所述DAC测试板发送并行的数字信号和时钟信号，所述DAC测试板将数字信号转换成模拟量输出；所述DAC测试板分别与所述频谱分析仪、所述示波器和所述数字万用表连接，用于分析输出的模拟量。本发明采用FPGA的设计技术，能够完成数模转换器的静态参数测试和动态参数测试，提高数模转换器测试效率的同时、可根据实际测试需求扩展测试功能，并具有较低的测试成本。

技术领域

本发明涉及半导体芯片测试技术领域，特别涉及一种基于FPGA的高精度DAC测试系统。

背景技术

近些年来，随着集成电路的飞速发展，数字信号处理技术得到了越来越广泛的应用。与模拟信号处相比，数字信号处理有很多优点，例如数字系统的性能和电压、工艺、温度等的变化不太敏感；数字电路易于进行自动化设计，使复杂系统的实现成为可能；数字系统有很好的可编程性，因此系统的功能可以灵活多样；数字信号易于存储以及传输；另外，随着CMOS制造工艺的发展，数字电路的速度将变得更快，功耗也会更低。但是，几乎所有来自自然界中的物理信号都是模拟信号，例如温度、语音、图像等等。计算机中数字信号和自然界的模拟信号通过ADC和DAC相互转换，在一个典型的信号处理系统中，数字信号处理部分往往处于系统的核心，完成大部分的信号计算处理。而模拟部分则处于系统的外围，ADC和DAC则是模拟信号和数字信号之间，起着关键的桥梁作用。集成电路的飞速发展，DAC也得到广泛的应用，尤其是高速、高精度DAC在电子产品中更是得到广泛的需求。同时，对DAC技术的测试进度、测试方法、测试条件等都提出了更严格的要求。

大规模的半导体芯片生产中，芯片测试普遍采用自动测试设备（ATE），ATE是一套由计算机控制的高性能测试装置，对于DAC，主要是使用ATE的数字波形发生器提供输入信号，用内置ADC采集被测DAC的模拟输出并作计算和评价。然而，由于系统复杂的结构十分复杂，使得高精度ATE的造价相当高昂，而且随着半导体工艺和设计水平的提高，芯片性能也不断提升，用于测试这些芯片的ATE也要更高的精度才能满足测试需要，这将进一步增加芯片成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA的高精度DAC测试系统，具有能够完成数模转换器的静态和动态参数测试，提高数模转器测试效率的同时，可根据测试需求扩展功能，并很大程度上降低测试成本。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于FPGA的高精度DAC测试系统，包括FPGA开发板、电源、DAC测试板、频谱分析仪、示波器和数字万用表；

所述电源与所述FPGA开发板和所述DAC测试板连接，向其提供稳定电压；所述FPGA开发板向所述DAC测试板发送并行的数字信号和时钟信号，所述DAC测试板将数字信号转换成模拟量输出；

所述DAC测试板分别与所述频谱分析仪、所述示波器和所述数字万用表连接，用于分析输出的模拟量。

可选的，所述FPGA开发板包括主控制器模块FPGA芯片、稳压电源模块、RAM存储器模块、FLASH存储器模块、有源晶振模块和JTAG接口模块；

所述稳压电源模块分别与主控制器模块FPGA芯片、RAM存储器模块、FLASH存储器模块、有源晶振模块和JTAG接口模块相连；

所述主控制器模块FPGA芯片分别与RAM存储器模块、FLASH存储器模块、有源晶振模块和JTAG接口模块相连。

可选的，所述主控制器模块FPGA芯片包括数字信号发生器、嵌入式存储器和高速I/O端口；其中，

所述信号发生器包括依次相连的频率寄存器、相位寄存器、正弦ROM查找表和D/A转换器。

可选的，所述有源晶振模块为50MHz高精度有源晶振模块。