ICS31.200 L56 SJ 备案号： 中华人民共和国电子行业标准 SJ/T11702—2018 半导体集成电路 串行外设接口测试方法 Semiconductor integrated circuits Measuring methods for serial peripheral interface 2018-02-09发布 2018-04-01实施 发布 中华人民共和国工业和信息化部 bl ack SJ/T11702—2018 前 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由全国半导体器件标准化技术委员会集成电路分技术委员会（SAC/TC78/SC2）归口。 本标准主要起草单位：中国电子技术标准化研究院，深圳市国微电子有限公司，北京兆易创新科技 股份有限公司。 李可，李锟，宋博伟，陈大为，邬 海忠，高硕。 1 8 RDS ND bl ack SJ/T11702—2018 半导体集成电路 串行外设接口测试方法 1范围 本标准规定了半导体集成电路串行外设接口测试方法。 本标准适用于半导体集成电路串行外设接口电特性及功能验证。 AND 2规范性引用文件 TRY 仅期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的可用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用子本 -1998 半星体器佳集美电路 巢成电路 GB/T175 第2部分：数 3术语和定 语和定 下列术设 义适用于 3.1 设 串行外订 serial perpheral interf ce(SP 器件间 实现 双通信由 个主机马 时钟，选择对应的 从机寻址。 模数（AD）车 装换器。 时 3.2 SPI总线 SPLO 一种高速、 同步一全双工的通信总线。以主从方式工作，在芯片管脚上占用四根线。它们分别是数 据输入(SDI)、数据输出(SDO)、时钟(SCLK)、片选(CS）。其各自是义下所示 a) 数据输入(SDQ： 由设备输出数据，输入从设备 完成 数据传 数据输出（SDO)：由从设备输出数据， 完成数据传输： b) c) 时钟(SCLK)：由主设备产 限供 片选（CS）：由主设备控制的信号，可以控制芯片是否被选中，只有片选信号为预先规定的使能 (P 信号时，对此芯片的操作才有效。 4一般要求 4.1SPI总线协议 SPI总线是一种高速的、全双工同步串行总线。SPI总线是一个环形总线结构，由CS、SCLK、SDI、 SDO构成，时序简单，在同步时钟SCLK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。SCLK上升沿 发送、SCLK下降沿接收、高位先发送。SCLK上升沿到来的时候，主设备的SDL上的电平将被发送到从 1 bl ack SJ/T11702—2018 设备的移位寄存器中。SCLK下降沿到来的时候，从设备的SDO上的电平将被接收到主设备的移位寄存 器中。 4. 2 2SPI传输时序 SPI接口在内部硬件实际上是两个8bit的移位寄存器，在主设备产生的从器件使能信号(CS)和移位 脉冲(SCLK)控制下，按位传输，高位在前，低位在后。传输时序如图1所示，在SCLK的下降沿上数据 改变，在SCLK的上升沿，主器件的数据写入到SDI；在SCLK的下降沿，器件将1bit的数据移出到SDO 脚，等待下一个时钟上升沿再将主器件的数据写入到SDI，如此循环直到8bit的数据交换完成。 L SO sCLk SDIDDDSDOOOOOOO 图1SPI总线传输时序 4.3测试设备 测试设备应能提供规定的输出条件，以保证SPI接口建立输出条件，并且在测量时保证输出逻辑状 态不发生变化。因此，推荐在自动测试设备（ATE）上进行测试。串行外设接口功能验证推荐在功能测 试板上，使用台式仪器进行，当然也可以在自动测试设备上面通过运行向量的形式来验证。SCLK的频 率大小一般依据相关SPI接口文件来指定。 4.4测试环境 除另有规定外，测试环境条件为： a）温度为20℃～28℃； b） 相对湿度：20%~80%； c） 气压：86kPa~106kPa。 5直流特性电参数 5.1SDO输出高电平电压（Vn)和输出低电平电压（Va） 5.1.1直接测量法（静态法） 5.1.1.1目的 通过测试获取规定条件下SDO引脚的输出高电平电压（VoH）和输出低电平电压（VoL）。 5.1.1.2测试电路图 测试电路图见图2。 2 bl ack SJ/T11702—2018 DPS Vec 具有SPI接口的被 测器件 TCO 测试设备 TC1 SCLK TC2 SDI TC3 SDO GND GND 注：图中的TCO－TC3为测试设备提供的数字测试通道，DPS为测试设备给被测器件供电的电源。 创试电路图 AND? 5.1.1.3 测试程序 测试程序如下 STRY a) 待V 电压急宝 b) 依据SPI接口协议输出向量到被测器件L为 测试SPI接口的SDO 引脚 新山高电平 可以先通选SPI接口向被测器赛 入0xfl 然咸从 人被测器件的SPI接口 读 的时候0 逻轩 高电平，此时利用 脚会输出 拉电流 定的电流，然后读取PMU的电接即 为VoH; 脚 测试S接的SDO脚聊的输出低电平V 同 以先通过S削楼口向被测器件写入 c) 000元然后 从被测器件的SPI接口读 在使的时候SDO引 脚会输出遥 辑低电 平，此时利用ATE 的PMV在 DO引脚施加（灌电流） 然后读 美取PMU的电 5.1.1.4 应# 相关文作 列条件： d) 环境 库 e) 电源电话 f) 输入电压 输出电流。 S g) 5.1.2 比较验证法（动态法） N 5.1.2.1 目的 通过测试获取规定条件下的输出高电平电压和输出低电平电压来验证该电压满足相关文件的规定。 5.1.2.2 测试电路图 测试电路图见图2。 5.1.2.3 测试程序 测试程序如下： a）将被测器件接到测试系统中，ATE的DPS施加指定的电压到测试使用被测器件的V.引脚。 b) 待V的电压稳定之后，电子负载施加指定的lon和IoL，并依据测试规范指定的值设定好输出的 逻辑高低（H/L）电平的值。 3 bl ack SJ/T11702—2018 c）ATE运行测试向量，对被测器件进行功能测试，如果功能测试的结果为通过（Pass），则VoH/VoL 满足要求，否则为不满足要求。 5.1.2.4测试条件 相关文件应规定下列条件： 环境温度； a) b) 测试向量和测试顺序； ( 电源电压； 输入电压； (p (a 输出电流。 5.2 输入高电平电流和输入低电平电流（/m和/） 5.2.1目的 通过测试获取规定条件下SPI接口的三个（CS、SCLK、SDI）输入PIN的输入高电平电流和输入低 电平电流。 5.2.2 测试电路图 测试电路图见图2。 5.2. 3 测试程序 测试程序如下： a) ATE的DPS施加指定的电压到被测器件的Vcc引脚，待Vcc的电压稳定之后利用ATE的PMU分别 向SPI接口的三个输入口（CS、SCLK、SDI）施加指定的高低电压。 b） 读取PMU的电流值即为对应引脚的输入高电平电流和输入低电平电流(Ii和IzL)。 5.2.4测试条件 相关文件应规定下列条件： a) 环境温度； b) 电源电压； c) 输入电压。 5. 3 输出高电平电流（/o) 5.3.1 目的 5.3.2 测试电路图 测试电路图见图2。 5.3.3 测试程序 测试程序如下： a) ATE的DPS施加指定的电压到被测器件的V引脚，待Vc的电压稳定之后，ATE依据SPI接口协 议输出向量到被测器件。 4 bl ack SJ/T11702-—2018 b）为了测试SPI接口的SDO引脚的输出高电平时的输出电流IoH，可以先通过SPI接口向被测器件 写入Oxff，然后再从SPI接口读出，在读的时候SDO引脚会输出逻辑高电平，此时利用ATE的 PMU在SDO引脚施加指定的电压，然后读取PMU的电流即为IoH。 5.3.4测试条件 相关文件应规定下列条件： a) 环境温度； b) 电源电压； c) 输入电压； d) 被测输出端施加的电压。 5.4 输出低电平电流（o） 5.4.1目的 通过测试获取输入端在施加规定的条件使输出为低电平时，输出端流入器件的电流。 5.4.2测试电路图 测试电路图见图2。 5.4.3测试程序 测试程序如下： a) ATE的DPS施加指定的电压到被测器件的V.引脚，待Vc.的电压值稳定之后，ATE依据SPI接口 协议输出向量到被测器件。 为了测试SPI接口的SDO引脚的输出低电平时的输出电流IoL，可以先通过SPI接口向被测器件 b) 写入0x00，然后再通过SPI接口读出，在读的时候SDO引脚会输出逻辑低电平，此时利用ATE 的PMU在SDO引脚施加指定的电压，然后读取PMU的电流即为IoL。 5.4.4 测试条件 相关文件应规定下列条件： 环境温度； a) b)电源电压； c) 输入电压； d) 被测输出端施加的电压。 5.5输入高电平电压（Vm）、输入低电平电压（Vl） 5.5.1目的 电平电压(ViL)。 5.5.2测试电路图 测试电路图见图2。 5 bl ack