吸尘器ML620Q156B芯片测试装置的软硬件设计开题报告

研究背景：

随着现阶段我国经济的飞速发展，我国人民的生活水平也在不断的提高，人们对自身的生活质量有了新的标准，为了满足人民的生活质量，生活中人们会购买许多的电器，来满足人们的需要，吸尘器就是其中之一。吸尘器主要由起尘、吸尘、滤尘三部分组成，一般包括串激整流子电动机、离心式风机、滤尘器(袋)和吸尘附件。吸尘器的工作原理是吸尘器电机高速旋转,从吸入口吸入空气，使尘箱产生一定的真空，灰尘通过地刷、接管、手柄、软管、主吸管进入尘箱中的滤尘袋,灰尘被留在滤尘袋内，过滤后的空气再经过一层过滤片进入电机，这层过滤片是防止尘袋破裂灰尘吸入电机的一道保护屏障，进入电机的空气经电机流出,由于电机运行中碳刷不断的磨损，因此流出吸尘器前又加了一道过滤。为了实现更好的吸尘目的，我们就需要一个关键的部件，那就是无刷电机，这是吸尘器吸力的重要倚仗。而在实际使用过程中，为了提升手持吸尘器的体验和产品竞争力，我们要求无刷电机能够做到四点，分别是：超高转速、恒功率控制及保护、快速启动和低成本，因为只有这样才能在竞争激烈的市场中取得领先。而要做到以上几点，一个好的控制芯片是关键。

研究目的：

特性测试

特性测试也称为设计测试或验证测试。这类测试在生产之前进行，目的是验证设计的正确性，并且器件要满足所有的需求规范。需要进行功能测试和全面的AC/DC 测试。特性测试确定器件工作参数的范围。通常测试最坏情况，因为它比平均情况更容易评估。并且通过此类测试的器件将会在其他任何条件下工作。选择一个能判断芯片好坏的测试做最坏情况測试，对两个或更多环境参数的每一种组合反复进行测试，并记录结果。这就意味着要改变诸如等不同的参数，重复进行功能测试和各种AD/DC测试。

特性测试诊断和修正设计的错误、测量芯片的特性、设定最终规范，并开发生产测试程序。有时一些特性测试将进入器件的生产过程，以改善设计，提高良率。

生产测试

每一块加工的芯片都需要进行生产测试，它没有特性测试全面，但必须判定芯片是否符合设计的质量和要求。测试矢量需要高的故障覆盖率，但不需要覆盖所有的功能和数据类型，芯片测试时间（即测试费用）必须最小。不考虑故障诊断，只做通过不通过的判决。生产测试的特点就是时间短，但又必须检验器件的相关指标。它对每一个器件进行次性的检查，不重复。只是在正常环境下测试这些DUT的参数是否符合器件的规格指标。

研究意义：

1970年，集成电路测试技术在我国兴起，历经多年的进步，我国已经拥有百兆赫兹测试平台，但随着高性能的CPU，GPU，DSP的不断涌现。目前，较为广泛的测试方法为基于扫描设计的电路测试方法，该方法存在着测试生成时间长、故障覆盖率低的弊端。测试业的发展速度远远落后于设计、制造与封装行业，在一定程度上制约了我国集成电路行业的发展。在现代集成电路制造工艺中，芯片加工需要经历一系列化学、光学、冶金、热加工等工艺环节，每道工艺都可能引入各种各样的缺陷。与此同时由于特征尺寸的不断缩小，各类加工设施成本也急剧上升。在这种条件下，通过验证测试，分析失效原因，减少器件缺陷就成为集成电路制造中不可少的环节。验证测试是实现“从设计到测试无缝连接”的关键。在 0.18 微米以下的制造工艺下，芯片验证测试变得更加至关重要。 它的主要任务是验证设计和测试程序的正确性，确定芯片是否符合所有的设计规范。它通过合理的失效分析不仅为探求设计的关键参数所决定的特性空间奠定基础，还为设计人员改进设计及时反馈有效的数据，并为优化整体测试流程、减小测试开销以及优化后期的生产测试开拓便利途径。

对芯片最显著的改进不仅仅在设计流程中产生，而且在芯片调试和验证流程中反复进行，尤其是在高性能芯片的研制过程中。随着芯片复杂度的提高，对验证测试的要求更加严格，与设计流程的交互更加频繁，因此，从某种意义上说，“设计”与“验证测试”是一个非常密切的“交互过程”。对于设计工程师而言，关于芯片功能和性能方面的综合数据是关键信息。他们通常根据设计规范预先假设出关于芯片各项性能大致的参数范围，提交给验证测试人员，通过验证测试分析后，得出比较真实的性能参数范围或者特定值。设计工程师再根据这些值进行分析并调整设计，使芯片的性能参数符合设计规范。往往这样的交互过程不只一次，通常一个健全的验证测试策略包含很多详细信息。

测试是集成电路产业链中的重要一环， 同时也是集成电路出厂前各项参数指标的验证环节。随着集成电路的发展，测试已经由早期的一个小工序发展成为一个不可或缺、专业化和高技术化的重要环节，它为集成电路的设计、制造、封装提供了强力的支撑，为集成电路的发展起到了重要的推动作用。

主要研究内容：

ML620Q156B芯片是吸尘器控制系统的核心器件，在制作吸尘器控制系统之前，需要对该器件的电气特性和可靠性进行详细测试。针对ML620Q156B芯片专用测试装置缺乏的现实，本课题采用计算机技术，设计并制作专用芯片的测试装置，用于对ML620Q156B芯片的特性测试，包括功能直流，交流等测试，验证芯片是否符合规格书的要求。此外还需对芯片进行参数测试，验证芯片性能，并能根据实际对测试装置进行调整。

预期目标：

1.设计测试装置的硬件电路原理图。

2. 完成测试装置软件代码的编写。

3. 根据芯片的静态，动态测试对测试装置的要求进行软硬件的微调。

4. 根据芯片测试的实际情况进行测试装置的调试。

研究方法：

1. 查阅相关资料和文献，了解国内外基于ML620Q156B芯片的发展现状，从中整理和 总结出实现方法课题研究做好充分准备。

2. 通过学习mobaxterm、proteus等软件，熟练掌握单片机和上层应用软件的开发。

3. 实践：通过多次设计检测，将研究内容付诸实验。

研究步骤：

1. 了解本论题ML620Q156B芯片测试装置的研究状况，形成文献综述和 开题报告。

2. 进一步搜集阅读资料并研读文本，做好相关的记录，形成论题提纲。

3. 完成测试装置的系统流程图。

4. 完成测试装置的硬件设计。

5. 完成程序开发设计。深入研究，写成初稿。

6. 反复修改，完成定稿。

[1] 许伟达. IC测试原理-芯片测试原理[J]. 半导体技术, 2006..

[2] 肖金球. 单片机原理与应用技术[M].北京:清华大学出版社,2019:12-27.

[3] 卢运. 基于STM32F103 ARM芯片的智能吸尘器控制系统设计[J]. 电子世界, 2020, No.585(03):200-201.

[4] 郑红梅. 单片机控制的智能清洁机器人的设计[J]. 科海故事博览·科技探索, 2014, 000(003):114-114.

[5] 艾迪, 金伟, 喻春望,等. System Design and Motion Analysis of an Adaptive Indoor Air DuctSweeper[J]. 科技创业月刊, 2017, 030(006):126-129.

[6] 兰茂伟, 姜威, 杜中强. 基于单片机的智能清洁小车设计[J]. 科学中国人, 2016(18).

[7] 江宜男, 樊安心, 郜霁霞. 可吸尘测试技术的研究[J]. 上海纺织科技, 1987(03):47-49.

[8] 罗伴莲. 电路板内故障芯片的测试[J]. 池州师专学报, 2004(03):85-86.

5．本课题的具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）

1、第1-3周，查阅相关技术资料，确定设计方案，完成开题报告。

2、第4-5周，了解ML620Q156B芯片手册和功能特性，细化整体实现方案，学习和熟悉硬件电路，进行硬件电路设计。

3、第6-8周，完成硬件电路的详细设计，并完成5000字英文翻译。

4、第9-10周，结合硬件电路结构，设计芯片测试的软件流程图，编写程序代码，并进行软件调试。

5、第11-13周，结合设计与调试结果，进行学位论文的撰写。

6、第14-16周，完善设计，修改毕业论文，准备答辩。