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PLL测试

版主: 四有芯人  红阳电子 
PLL测试
 

量产时PLL一般都测试什么参数?我说的是高频的PLL 600MHz左右。


输出频率?Jitter?或者其它?降频测试有什么后果?

[最后修改于2008-08-23 00:43]
 
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用PMU量600MHz時脈佔空比
 
PLL常見測試項目有
1. 最大輸出頻率:就用PE或counter量頻率。
2. 最小輸出頻率:就用PE或counter量頻率。
3. 佔空比Duty Cycle:一般需要TIA或sampler, digitizer。
4. 時脈抖動Jitter:一般需要TIA。
5. 輸出穩定時間Lock Time或Settling time:一般需要sampler, digitizer直接抓輸出波形計算。
 
套到600MHz PLL上來看,光量最大輸出頻率就夠嗆的,也很少有輸出管腳可以推動如此高頻的CMOS level訊號,數位除頻輸出是好方法,但是數位除頻後的佔空比duty cycle保證完美,量了也沒意思。
 
若成本允許可選用TIA幫忙,新一點的TIA 800MHz以下clock可以暴力上,duty cycle, jitter也都可以量。
 
也有不需要高貴儀器的方法,但是大部分需要PLL內設計輔助電路,如settling time可以在PD電路加入comparator後輸出lock bit到管腳上,只需compare H or L用pattern就可以卡setting time了,但是已經完工的IC就不適用了,誇張的還聽過MTK的PLL就連jitter都有BIST電路。
 
其中不需要IC設計端配合的就是duty cycle測試,假設PLL 600MHz輸出波形為0-3V方波,但是因為太快了,輸出管腳電流推拉力跟不上,示波器看來變成1-2V弦波,利用低通濾波 (Low Pass Filter) 的原理:
完美佔空比 (50%H-50%L) 的1-2V弦波,通過一極低Fc的低通濾波器 (串大電阻並大電容),會變成1.5V的DC電壓,
不良佔空比 (10%H-90%L) 的時脈通過低通濾波器後會變成1.1V (0.1*2V+0.9*1V) 的DC電壓,
不良佔空比 (90%H-10%L) 的時脈通過低通濾波器後會變成1.9V (0.9*2V+0.1*1V) 的DC電壓。
於是600MHz的時脈佔空比測試只需用PMU量量電壓就搞定了,而且就算load board已經做了,來不及放上RC低通濾波器也沒關係,因為只要PMU量測的點夠多,時間夠長,計算平均的動作等效就是一個低通濾波器,量到的電壓再與高速示波器比對測試結果是否相符就好了。
 
[最后修改于2008-06-12 22:15]
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RE:PLL测试
 
DennyT 太强了,學習下。。。
 
/我的反叛不会让人知道悲喜都在心里面/
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RE:PLL测试
 
不知道有沒有相關的書籍可以看看。。。
 
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RE:PLL测试
 
斑竹果然厉害,多向你学习!!!!
 
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RE:PLL测试
 
学习了,正要测呢
 
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RE:PLL测试
 
完美佔空比 (50%H-50%L) 的1-2V弦波,通過一極低Fc的低通濾波器 (串大電阻並大電容),會變成1.5V的DC電壓,
不良佔空比 (10%H-90%L) 的時脈通過低通濾波器後會變成1.1V (0.1*2V+0.9*1V) 的DC電壓,
不良佔空比 (90%H-10%L) 的時脈通過低通濾波器後會變成1.9V (0.9*2V+0.1*1V) 的DC電壓。
哈哈,感觉这样做有些concern ,但是对于这个思路真的很佩服,把问题搞得好简单! 顶
 
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RE:PLL测试
 
嘿!這招是有5千萬顆IC量產保證的,我有用來玩在8bit 800Mbps的LVDS Tx bus上 (出AA or 55 data時看來像400MHz clock),量產了不下50M pcs的各種型號IC,沒有宰不掉的fail chip,更絕的是只用50MHz的機台量產喔。
 
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RE:PLL测试
 
Denny ,用50MHz来测试800Mbps,根据你的加滤波的办法可以解决duty cycle, 但是frequency和jitter 的问题如何解决呢?可否share 一下经验?
 
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RE:PLL测试
 
100MHz LPLL頻率輸出除2就可以量的很準了,把掛掉的PLL抓出來也夠了,至於jitter是有用TIA量過,不過僅止於出測試報告與初期pilot run,因為Tx的data與clock本來就是jitter在一起,有對齊就好,怕的倒是channle to channel/clock skew,這用searchc或是PMU量VOD VOC matching也可以搞定。另外PLL jitter與loop filter,PD輸出的DC noise有關,noise可以濾掉當然也可以放大,LPF的RC電路也可以mux出來量cut-off frequency,DFT的電路就是從這裡下手,最後也可以達到與TIA踢掉的jitter fail part完全correlation (也跑了近1M samples)。
 
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RE:PLL测试
 
看了版主的总结被严重教育了,呵呵。 有几个问题想再了解一下:
1、輸出穩定時間:拿200Mhz来说,从PLL开始起振到输出200Mhz测试时间是ms级的,好像很长啊。根据经验,一般稳定时间都是多少呢?如果这个时间不确定,輸出頻率的最大值也没法判断吧?而且假如testbench设计pattern时采用内部PLL工作,这个时间也必须清楚才行。
2、佔空比Duty Cycle:如果采取版主这个附加的低通滤波的方法,需要在loadboard上增加component吗,还是通过ATE配置就OK?
3、時脈抖動Jitter:一般需要TIA。这个TIA是什么意思?采用PLL的芯片都会有Jitter电路,测试的时候需要启动吗,还是直接将PLL频率输出到端口就可以了?
4、最重要的,我觉得PLL测试需要花费的时间是很多的,对于消费类IC 测试成本会影响很大。
[最后修改于2008-11-15 11:20]
 
与人方便,于己方便。
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RE:PLL测试
 
1. PLL的settling time一般與loop filter的time constant有關,designer大大手上一定會有仿真的結果,把designer給的時間拉長1.5~2倍一定settle,至於是ms還是us都有看過,畢竟這數字與jitter是互相權衡的 (一般loop filter的RC time constant大,settle時間會拉長,但是jitter表現會較好)。
 
2. PMU多點量測後平均的動作本身等效就是Low Pass Filter,量測點數越多,等效的截止頻率就越低,不一定要在load board上裝真的濾波電路,當然若能裝上簡單的串R並C被動濾波電路也是很好。
 
3-1. TIA是Time Interval Analyzer,也有人叫Frequency Counter、Jitter Counter,基本原理是對某PLL輸出快速的量n次頻率或Period,從這n筆period資料中統計算出1個標準差的時間跨距便是RMS jitter,n筆period資料中的最大值減最小值便是peak to peak jitter。但是高貴的TIA不是每台ATE都有配備,選配後的機台也常額外收費,所以一般非不得已是不會把jitter當量產必測項目 (當然闊佬如NVidia就是這麼幹,所以一張遊戲加速卡就收你RMB 2千)。
 
3-2. 可以量jiietr的BIST (內建自我測試)電路是各家designer自行發展,各自申請專利的,不見得每顆PLL都有。
 
4. 所以PLL量完最高與最低輸出頻率,用PMU量量duty cycle,費時不多,fault coverage又能提升,豈不美哉?這方法沒專利 (我沒申請、n年前又已經在媒體雜誌發表公開過,別人申請會被推翻),所以歡迎大家試用。
 
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回复:PLL测试
 
引用第 9 楼 DennyT于2008-07-16 08:07:08发表:
嘿!這招是有5千萬顆IC量產保證的,我有用來玩在8bit 800Mbps的LVDS Tx bus上 (出AA or 55 data時看來像400MHz clock),量產了不下50M pcs的各種型號IC,沒有宰不掉的fail chip,更絕的是只用50MHz的機台量產喔。
 

DennyT前辈,请问你用50Mhz的tester测duty cycle,还是Freq?量测Freq如果没有足够快的counter的话,50Mhz恐怕不行吧?

 
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RE:PLL测试
 
剛好這50MHz的機台量頻率的16bit counter最高可以量到83MHz,因為機台內部master clock是100MHz的緣故,不過上面聊的主要是在談duty cycle就是了,量測的工具是用PMU也跟50MHz無關。
 
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RE:PLL测试
 
测试机的频率与能量测得频率不是完全一样的,比如J750,max 100MHz,依然可以测量超过100Mhz的频率。
不过最强的还是DennyT大神用低端机台测试PLL的方法和量产实现,这个太猛了。
 
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回复:PLL测试
 

 好东西,先看看

 
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