本發明專利技術公開了一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法，涉及GPU芯片研發與測試領域。首先，ATE通過模式選擇接口將GPU芯片置于GPU核心全速功能測試模式，然后，ATE通過控制接口對GPU芯片內部的時鐘電路進行配置，再接著，ATE通過數據接口及專用數據通路，將測試數據裝載至GPU芯片的內部測試存儲器，進一步，ATE通過控制接口啟動GPU核心，使其讀取測試數據進行計算并將結果寫回至GPU芯片的內部測試存儲器，最后，ATE通過控制接口查詢GPU核心的工作狀態，在其工作狀態為空閑時，從GPU芯片的內部測試存儲器中將測試結果讀出并與標準結果進行比對。本發明專利技術具有快速靈活、成本低，可廣泛應用于GPU芯片的研發與測試領域。用于GPU芯片的研發與測試領域。用于GPU芯片的研發與測試領域。
【技術實現步驟摘要】
一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法
[0001]本專利技術屬于GPU芯片研發與測試領域，特別是一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法。
技術介紹
[0002]隨著半導體技術的發展和工藝水平的提高，GPU芯片中GPU核心的規模、復雜度和工作頻率也在不斷提升。使用更先進的工藝節點，GPU核心能夠容納更多的邏輯電路與存儲單元，能夠實現更高的運行頻率和更復雜的系統功能。上述變化，給GPU核心的量產測試與可測性設計帶來挑戰。
[0003]傳統的基于ATE的量產測試，主要用于保證生產與設計的一致性，即更關注芯片生產制造過程中的物理缺陷。基于固定(Stuck
?
At)故障模型的靜態測試仍在使用，基于瞬態(Transition)故障模型的全速(At
?
Speed)測試已被引入先進工藝節點。此時，全速測試仍主要針對內部邏輯掃描鏈測試(Scan)、存儲器內建自測試(MBIST)、邊界掃描測試(Boundary Scan)等結構性測試。
[0004]對于GPU芯片而言，除了上述結構性測試之外，對GPU核心進行全速功能測試，成為新的需求。為了實現這一目的，需要在GPU測試板上布置DDR顆粒等外圍器件，并使用PCIe主機與GPU測試板進行鏈接，測試的硬件成本較高；同時，在測試的過程中，需要先進行復雜的PCIe初始化和DDR初始化，測試的時間較長。
[0005]為了滿足GPU核心全速功能測試的需求，同時避免引入過高的測試硬件成本與過長的測試時間，需要開發一種新型的GPU核心全速功能測試方法。
技術實現思路
[0006]針對現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法，采用復用GPU芯片內部時鐘電路和復用GPU芯片原有的固件存儲器，旨在解決現有的GPU核心全速功能測試中測試硬件成本高和測試時間長的問題，本專利技術測試方法靈活快速、成本低廉。
[0007]為實現上述目的，本專利技術提供了一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法，其包括如下步驟：
[0008]S1：ATE通過模式選擇接口使GPU芯片處于GPU核心全速功能測試模式，
[0009]S2：ATE通過控制接口對GPU芯片內部的時鐘電路進行配置，使其為GPU核心、系統總線、內部測試存儲器提供所需的全速測試時鐘，
[0010]S3：ATE通過數據接口及專用數據通路，將測試數據裝載至GPU芯片的內部測試存儲器，
[0011]S4：ATE通過控制接口啟動GPU核心，使其從GPU芯片的內部測試存儲器中讀取測試數據進行計算，并將測試結果寫回至GPU芯片的內部測試存儲器；
[0012]S5：ATE通過控制接口適時查詢GPU核心的工作狀態，
[0013]S6：判斷GPU核心的工作狀態是否空閑，若為空閑狀態，進入步驟S7，若不為空閑狀態，跳轉至步驟S5，
[0014]S7：ATE通過數據接口及專用數據通路從GPU芯片的內部測試存儲器中讀取測試結果，并與標準結果進行比對。
[0015]在上述技術方案中，所述全速測試時鐘由GPU芯片內部的時鐘電路產生，而ATE僅需向GPU芯片提供低頻參考時鐘；所述全速測試時鐘的頻率可由ATE進行配置，能夠滿足GPU核心在常規電壓、過驅動電壓等不同工作條件下的全速功能測試需求，也能夠滿足不同批次芯片的GPU核心的頻率性能篩選需求。
[0016]在上述技術方案中，所述用于存儲測試數據與測試結果的GPU芯片內部測試存儲器，是復用了正常工作模式下GPU芯片內部的PCIe PHY固件存儲器與DDR PHY固件存儲器；正常工作模式下GPU芯片內部PCIe PHY固件存儲器、DDR PHY固件存儲器等離散的存儲空間，在GPU核心全速功能測試模式下被重新映射成內部測試存儲器連續的存儲空間，用于存儲測試數據與測試結果。
[0017]在上述技術方案中，所述用于裝載測試數據與讀取測試結果的數據接口，不使用包含復雜握手機制的標準接口協議，而使用專用非阻塞接口協議。
[0018]在上述技術方案中，所述專用非阻塞接口協議，進一步包括以下信號：(1)t_clk：該信號為GPU芯片的輸入信號，為數據接口上其它所有信號提供參考時鐘；(2)t_address：該信號為GPU芯片的輸入信號，包含32位,能夠對最大4GB的內部測試存儲器空間進行尋址；(3)t_write：該信號為GPU芯片的輸入信號，用于標識測試數據的傳輸方向，該信號為1時表示向GPU芯片的內部測試存儲器中寫入數據；(4)t_read：該信號為GPU芯片的輸入信號，用于標識數據的傳輸方向，該信號為1時表示從GPU芯片的內部測試存儲器中讀取數據；(5)t_wdata：該信號為GPU芯片的輸入信號，包含32位，用于傳輸向GPU芯片內部測試存儲器寫入的數據；(6)t_rdata：該信號為GPU芯片的輸出信號，包含32位，用于傳輸從GPU芯片內部測試存儲器中讀取出來的數據；(7)t_finish：該信號為GPU芯片的輸出信號，為1時表示之前的某一筆寫操作或讀操作完成。
[0019]在上述技術方案中，ATE向GPU芯片內部測試存儲器裝載測試數據和從GPU芯片內部測試存儲器中讀取測試結果時，不使用包含中間節點及握手協議的系統總線，而使用專用數據通路。
[0020]在上述技術方案中，所述用于裝載測試數據與讀取測試結果的專用數據通路，包含非阻塞流水線結構，進一步包括以下組件：(1)輸入流水級：在專用數據通路中，包含若干級輸入流水級，用于對數據接口輸入的t_address、t_write、t_read、t_wdata等地址、控制、數據信號進行緩存；(2)輸出流水級：在專用數據通路中，包含若干輸出流水級，用于對輸出給數據接口的t_rdata、t_finish等數據、狀態信號進行緩存。
[0021]在上述技術方案中，所述輸入流水級的前后級之間不需使用握手協議，數據在其中無阻塞地單向流動，能夠有效提高數據裝載效率；所述輸入流水級對ATE輸入的測試數據進行多級緩存，能夠避免芯片內部單時鐘周期傳輸延遲過大的問題，能夠有效提高數據裝載頻率。
[0022]在上述技術方案中，所述輸出流水級的前后級之間不需使用握手協議，數據在其中無阻塞地單向流動，能夠有效提高數據讀取效率；所述輸出流水級對送往ATE的測試結果
進行多級緩存，能夠避免芯片內部單時鐘周期傳輸延遲過大的問題，能夠有效提高數據讀取頻率。
[0023]在上述技術方案中，所述輸入流水級與輸出流水級，其數量和物理位置應由PCIe PHY固件存儲器和DDR PHY固件存儲器在GPU芯片內部的物理布局而定。
[0024]總體而言，通過本專利技術所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：
[0025]本專利技術方法中，復用正常工作模式下GPU芯片內部時鐘電路，為GPU核心全速功能測試提供全速測試時鐘。正常工作模式下，GPU芯片內部PCIe PHY固件存儲器、DDR PHY固件存儲器等離散的存儲空間，在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法，其特征在于，其包括如下步驟：S1：ATE通過模式選擇接口使GPU芯片處于GPU核心全速功能測試模式；S2：ATE通過控制接口對GPU芯片內部的時鐘電路進行配置，使其為GPU核心、系統總線、內部測試存儲器提供所需的全速測試時鐘；S3：ATE通過數據接口及專用數據通路，將測試數據裝載至GPU芯片的內部測試存儲器；S4：ATE通過控制接口啟動GPU核心，使其從GPU芯片的內部測試存儲器中讀取測試數據進行計算，并將測試結果寫回至GPU芯片的內部測試存儲器；S5：ATE通過控制接口適時查詢GPU核心的工作狀態；S6：判斷GPU核心的工作狀態是否空閑，若為空閑狀態，進入步驟S7，若不為空閑狀態，跳轉至步驟S5；S7：ATE通過數據接口及專用數據通路從GPU芯片的內部測試存儲器中讀取測試結果，并與標準結果進行比對。2.如權利要求1所述的一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法，其特征在于，步驟S2中，全速測試時鐘由GPU芯片內部時鐘電路產生，ATE僅需向GPU芯片提供低頻參考時鐘，全速測試時鐘的頻率與GPU芯片正常工作時的頻率相同，全速測試時鐘的頻率能由ATE配置，以能夠滿足GPU核心在常規電壓、過驅動電壓工作條件下的全速功能測試需求，也能夠滿足不同批次芯片GPU核心的頻率性能篩選需求。3.如權利要求2所述的一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法，其特征在于，復用正常工作模式下GPU芯片內部PCIe PHY固件存儲器與DDR PHY固件存儲器用作GPU芯片的內部測試存儲器，具體為，在GPU核心全速功能測試模式下，位于離散存儲空間的GPU芯片內部PCIe PHY固件存儲器與DDR PHY固件存儲器被重新映射成內部測試存儲器的連續存儲空間，用于存儲測試數據與測試結果。4.如權利要求3所述的一種基于ATE的GPU核心全速功能測試方法，其特征在于，對GPU芯片內部測試存儲器進行數據裝載與數據讀取的數據接口，使用專用非阻塞接口協議，無需握手機制，專用非阻塞接口協議包括的信號和各個信號的作用分別為：(1)t_clk：該信號為GPU芯片的輸入信號，為數據接口上其它所有信號提供參考時鐘；(2)t_address：該信號為GPU芯片的輸入信號，包含32位，能夠對最大4GB的內部測試存儲器空間進行尋址；(3)t_write：該信號為GPU芯片的輸入信號，用于標識測試數據的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：樊石，秦泰，秦信剛，程振洪，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七零九研究所，
類型：發明
國別省市：
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