专利名称：单晶片检测方法、单晶片组件及其检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单晶片检测方法、单晶片组件及其检测系统，特别是涉及一种可快速检测的单晶片检测方法、单晶片组件及其检测系统。
背景技术：
目前影像感测器(Image Sensor)的制作，有以互补式金氧半导体(CMOS)制成影像感测元件，由于影像感测元件是标准半导体元件制程，可利用现有的半导体设备生产，同时具有高度系统整合的条件，因此已朝向单晶片整合的趋势发展，除了可使用在光学式鼠标上，也大量使用在包括数位相机、影像电话、第三代手机系统等各方面，且与发展较久的CCD影像感测元件(Charge-Coupled Device；电荷耦合元件)同为影像科技发展的主流。
由于影像感测元件的功用是影像感测，因此，在检测影像感测元件除了与传统半导体元件一样，检测输出、接收的电子讯号正确与否之外，更重要的，是影像感测元件可否感测正确的影像，也就是说，影像感测元件在封装完成后，是否能以初始设计的例如画素、焦距、影像范围偏移度等相关影像参数感测影像时，是呈现相同于初始设计时的感测影像品质，而使该影像感测元件在装设至其它相关电器产品时，可感测正确的影像而使例如光学式鼠标、数位相机、影像电话或第三代手机系统等电子产品正常作动。
如图1、2所示，是以光学式鼠标为例来说明影像感测元件的作用原理，一般的光学式鼠标具有一壳体(图未示)及组装于壳体下方的一底板91，在底板91上固设有一导光模组92、一电路板93、一设置在电路板93上的发光元件94及一影像感测器95，其中，底板91上形成有一孔隙911，且导光模组92形成有一透孔922，影像感测器95内具有影像感测元件(图未示)及其它构件，当发光元件94发射光线经由导光模组92导引而穿过孔隙911，其光线与一操作平面96产生反射作用，接着由操作平面96反射光线，并透过透孔922至影像感测器95的影像感测元件，由影像感测器95的影像感测元件加以收集光线并转换为电讯号输出。上述所提影像感测元件，主要是封装在单晶片中，而单晶片中除了影像感测元件，也可包含其它相关控制电路及其它构件来作为后续的讯号处理。
而对于光学式鼠标的检测而言，目前市面上的光学式鼠标多是以组合式鼠标(USB+PS/2 Combo Mouse)的方式输出讯号，也就是一组光学式鼠标可用转接的方式来选择是以USB介面或PS/2介面与计算机作沟通，由于光学式鼠标可辨识其对应插接的计算机连接介面是USB抑或PS/2连接埠，因此目前的检测便是选择『USB HID传输模式』或『PS/2传输模式』取其一来进行影像感测器95中单晶片中的影像感测元件的资料传输及检测。
然而，就目前光学式鼠标影像感测元件的检测方法而言，具有下述的缺点1.在『PS/2传输模式』下，其时脉(Clock)讯号周期为60～100μs，时脉频率约为10～16.6kHz，每秒最多传输200笔资料，且每笔资料大小为4bytes，而在『USBHID传输模式』下，由于一般多采用USB HID(Human Interface Device；人工介面装置)版本规格，每秒最多只能传输125笔资料，其每笔资料大小最大为8bytes，以上述的『USB HID传输模式』或『PS/2传输模式』的一般操作速率而言，因为是主要是配合鼠标或键盘等属于低速装置(Low Speed Device)来使用，因此不利于大量影像资料传输用途。
2.除了影像感测元件以外，为节省材料，光学式鼠标的单晶片中常整合有例如类比数位转换器(A/D Converter)、影像处理器(Image Processor)、暂存器或编码器等相关元件来作为后续的讯号处理，如此一来，需要检测的元件数目的资料项及资料量也会随之增加。
3.随着半导体制程技术不断的进步，影像感测元件所可感测的感度、画素等也不断的提高，资料量势必也会遽增，因此如果沿用以往使用低速的连接埠来进行检测将更加费时、费力。
综上所述，必须研究发展出一套传输速率更高的检测方法，以克服光学式鼠标的单晶片的影像感测元件及其它元件的高速检测要求。
发明内容
有鉴于若是能以符合具有高传输速率的高速串列介面(Serial Interface)协定来检测单晶片，就可以缩短资料处理的时间，例如Philips Semiconductors在美国专利第4,689,740号所提出的I2C(Inter-Integrated Circuit)协定，其可使用的最大时脉频率为400kHz，或如Motorola公司在美国专利第4,816,996号所提出的SPITM(Serial Peripheral Interface)协定而言，其可使用的最大时脉频率约为4MHz，另外，由电子工业协会(Electronic Industries Association；EIA)所制定的RS-232协定，其可使用的最大时脉频率为115.2kHz，或者其它自行定义的串行介面协定等，相较于目前光学式鼠标是以『USB HID传输模式』或『PS/2传输模式』的一般操作速率均为快速许多。
因此，本发明的一目的，在于提供一种以符合高速传输速率取代一般操作速率来快速检测单晶片的单晶片检测方法。
本发明的另一目的，在于提供一种可供快速检测的单晶片组件。
本发明的又一目的，在于提供一种具有高传输速率的连接埠以快速检测单晶片的检测系统。
本发明的单晶片检测方法，是以一检测主机耦接一单晶片进行检测，该单晶片于一般操作模式下是以一第一传输速率传输资料，该单晶片检测方法是先对该单晶片设定一检测模式，于该检测模式下，借一不同于该第一传输速率的第二传输速率传输该单晶片待检测的资料予该检测主机及由该检测主机检测以该第二传输速率所传输的资料。
本发明的单晶片组件包含一用以数位化处理电讯号并传输一资料的处理单元及耦接于该处理单元的一第一传输介面及一第二传输介面，其中，该第一传输介面于一般操作模式下以一第一传输速率传输该资料，该第二传输介面以一不同于该第一传输速率的第二传输速率传输该资料，并借该第二传输速率传输该资料供外部检测之用。
本发明的检测系统，是用以检测一单晶片所传输的一资料，该单晶片于一般操作模式下是以一第一传输速率传输其资料，该检测系统包含一具有一连接埠的检测主机，该检测主机以该连接埠耦接该单晶片，并以一不同于该第一传输速率的第二传输速率接收该单晶片的资料，将该单晶片的资料送至该检测主机作为检测之用。
本发明单晶片检测方法、单晶片组件及其检测系统，借一不同于该第一传输速率的第二传输速率传输该单晶片待检测的资料予该检测主机，且由于该第二传输速率大于该单晶片于一般操作模式下传送该资料的第一传输速率，可符合单晶片的影像感测元件及其它元件的高速检测要求。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1是一立体分解图，说明现有的光学式鼠标。
图2是一示意图，说明该现有的光学式鼠标的感测原理。
图3是一电路方块图，说明本发明检测系统的第一较佳实施例所具有的一主机借转接模组使单晶片在『快速检测模式』及『一般操作模式』间切换。
图4是一流程图，说明本发明的单晶片检测方法。
图5是一电路方块图，说明本发明检测系统的第二较佳实施例是针对以无线方式进行传输的单晶片进行其内部资料的检测。
图6是一电路方块图，说明本发明检测系统的第二较佳实施例是以一检测机台对单晶片进行检测。
图7是一电路方块图，说明本发明的单晶片组件在『快速检测模式』及『一般操作模式』间切换。
图8是一时序图，说明一般光学式鼠标使用的PS/2时脉讯号及资料讯号。
图9是一时序图，说明本发明的检测方法在『快速检测模式』产生的时脉讯号及资料讯号。
具体实施例方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的明白。为方便说明起见，各图中相同的元件是以相同的编号表示，且单晶片3均是内建有第一、二传输介面31、32，其中第一传输介面31是以第一传输速率供一般操作模式以第二传输速率传送单晶片内部的资料，而第二传输介面32则是供作快速检测用途。
如图3所示，为本发明检测系统的第一较佳实施例，其包含有一主机52及一耦接于单晶片3及主机52之间的转接模组4，其中的转接模组4是用以使单晶片3在『快速检测模式』与『一般操作模式』之间作切换。
主机52除了具有于一般操作模式下是以一第一传输速率传输资料的第一连接埠521外，并具有一不同于第一传输速率的第二传输速率传输单晶片3待检测的资料的第二连接埠522，而转接模组4包括有一控制器41及一选择单元42。
本较佳实施例中，待测的单晶片3是组合式鼠标所具有的影像感测元件，且单晶片3内建有前述的第一、二传输介面31、32，单晶片3传送的一般操作模式讯号301及检测讯号302的输出入为共用一脚位，因此操作者可对单晶片3以同一脚位对检测讯号302以第二传输速率予以读取、写入或侦错其内部的资料，然而，单晶片3的第一传输介面31及第二传输介面32也可设计为分用不同脚位作为其内部资料的传输介面，由于其脚位分配是现有的技术，所以在此不再详细说明。
由于一般光学式鼠标具有的单晶片3是以PS/2或USB HID的低速连接埠作为传输协定，因此在本较佳实施例中，检测系统的第一连接埠521可以是PS/2、USB HID任一种连接埠，借输入外部指令至主机52，经由转接模组4将其讯号加以切换。因此本较佳实施例除可选择以第一传输速率以外，也可选择以快速检测模式的第二传输速率转接单晶片3的资料。
而不同于目前的组合式鼠标的第一传输速率是符合『USB HID传输模式』或『PS/2传输模式』，检测时是两种模式选择取其一来进行单晶片3中的数据传输及检测，本较佳实施例是以不同于第一传输速率的符合一串列介面传输协定的第二传输速率作检测。为方便说明起见，举例来说当主机52借转接模组4切换单晶片3使其呈『快速检测模式』时，就可以由第二连接埠522具有高速的串列介面传输协定作为检测介面，以RS232而言，其可使用的最大时脉频率为115.2kHz，由于其高于以往的PS/2或USB HID等低速传输介面，因此符合高速检测的要求。
配合图3、4所示，来说明本发明的单晶片检测方法，对本较佳实施例做更进一步的说明，本较佳实施例的检测主机52是一般计算机的主机装置，且在主机52内安装有检测程序510，而为了方便说明起见，以下的第一连接埠521以PS/2介面、第二连接埠522以RS232介面为例来说明其原理。
欲使用高速的第二连接埠522时，如步骤501，透过主机52的第二连接埠522下达指令告诉控制器41目前的选择，若为SEL＝0，则如步骤502，设定进入『快速检测模式』，在此模式下就可如步骤503所示由第二连接埠522以第二传输速率传送资料；而由第一传输介面31对单晶片3做PS/2的鼠标功能检测，经由对单晶片3下某些命令或对其加以设定就可使单晶片3进入『快速检测模式』。
如步骤504，在进行『快速检测模式』下的资料检测时，举例说明，若单晶片3为使用PS/2介面，就可利用单晶片3的PS/2介面的设定取样率(Set sampling rate)命令的特定值的设定来进入『快速检测模式』，这些值为0xF3，0x3C，0xF3，0x50，0xF3，0x64，一旦进入『快速检测模式』之后，再由单晶片3的第一传输介面31对单晶片3进行各种型态的资料读出及写入(如单晶片3的光学感测器的资料及影像、暂存器、逻辑电路、类比电路等)。
再如步骤501，若透过主机52的第二连接埠522下达指令告诉控制器41目前的选择为SEL＝1，由此设定控制器41进入『一般操作模式』，则以第一传输速率将一般操作模式讯号301的时脉讯号701及资料讯号702转接至主机52检测所传送单晶片3的资料，或如步骤505，于检测完毕后则接续步骤506～507，设定单晶片3回复为『一般操作模式』，将X、Y频道切换至X2、Y2频道至第二连接埠522以第二传输速率传输资料。
如图5所示，为本发明检测系统的第二较佳实施例，其主机53端相类似于第一较佳实施例，不同的是，本较佳实施例是针对符合以无线方式进行传输的例如无线鼠标、无线键盘、红外线资料组织(Infrared data association；IrDA)、蓝芽技术(Blue tooth)，或无线区网路(Wireless LAN)技术任一传输协定的单晶片3作为其内部资料的检测。
至于检测方式的实施是将主机53的第一连接埠531与选择单元42之间耦接一射频发射/接收模组54，由其发射端542以第一传输速率传输射频的方式发射资料至主机53的接收端541作一般的数据传输，而其所使用的第一传输速率是符合如无线鼠标、无线键盘、红外线资料组织、蓝芽技术，或无线区网路技术的无线传输协定的方式。以无线鼠标的无线传输协定为例，使用传输位元率(bit/sec；bit per second)为10kbps进行一般资料的传输；而检测时则是以RS232可使用的最大传输位元率为115.2kbps对单晶片3进行高速检测。
除了上述的单向式的射频发射/接收模组进行无线方式的检测外，若在主机53的第一连接埠531与选择单元42之间耦接一双向式的射频发射/接收模组(图未示)，以2.4GHz的射频发射/接收模组为例，由于其是以较高的传输速率(传输位元率1Mbps)作双向传输，所以也可由此双向式的射频发射/接收模组进行无线方式的检测。
配合图3、5所示，本发明检测系统的第一、第二较佳实施例中，其主机52、53是使用一般的计算机装置，因此该第二传输速率也为适用于计算机外设的传输协定的方式，因此，对单晶片3进行测试时，便可使用任何大于单晶片3原本于一般操作模式下的第一传输速率，而以大于该第一传输速率的计算机外设传输协定的第二传输速率，如USB1.0、IEEE1394、PCMCIA、PCI、局域网路或打印埠任一种传输协定，来对单晶片3作高速检测。
如图6所示，为本发明的检测系统的第三较佳实施例，检测机台7可为一般专门检测集成电路元件的IC检测机台，也用于检测单晶片3，检测机台7包含一第一连接埠71、第二连接埠72及一耦接于第一、二连接埠71、72的内部控制器73；于控制器73可设定由第二连接埠72以一大于单晶片3于一般操作模式下传送一般操作模式讯号301的第二传输速率转接单晶片3的检测讯号302作为检测，而此检测机台7的操作设定方式，由于是现有的技术，所以在此不再详细说明。
以检测机台7而言，其用以检测单晶片3的第二连接埠72除了RS232传输协定外，也可使用符合I2C或SpITM等高速串列传输协定，以I2C传输协定为例，其可使用的最大时脉频率为400kHz，再如SPITM传输协定为例，其可使用的最大时脉频率约为4MHz，由于其高于以往的PS/2或USB HID等低速传输方式，因此符合高速检测的要求，然而除了上述三种方式以外，也可适用于其它任何高于1MHz的传输协定。
如图7所示，本发明的单晶片组件6的一较佳实施例，其是以光学式鼠标具有的单晶片为例来说明，然而也可以是数位相机、影像电话或第三代手机系统等电子产品所具有的单晶片。
该较佳实施例是包含一用以数字化处理电讯号的处理单元61、一影像感测器62、一类比数位转换器63及一暂存器64，且单晶片组件6内建有一第一传输介面610、一第二传输介面620，其中第一传输介面610是以于一般操作模式下是以第一传输速率，而以第二传输介面620的第二传输速率传送资料作快速检测。
其中，影像感测器62是一种CMOS影像感测元件，用以接收光线并转换为电讯号，类比数位转换器63是用以对于影像感测器62接收的类比讯号转换为数位讯号，再由处理单元61数位化处理电讯号，暂存器64则是用以储存处理单元61的暂存资料，而借处理单元61将其转换为第二传输速率由第二传输介面620传送以作为检测之用，且第二传输速率大于处理单元61于一般操作模式下由第一传输介面610所传送资料的第一传输速率。
欲以检测机台7具有的第二连接埠72时对单晶片组件6进行快速检测时，是透过检测机台7的第一连接埠71下达指令告诉处理单元61目前的选择，由此设定处理单元61进入『快速检测模式』，而经由对处理单元61下某些命令或对其暂存器64加以设定就可使其进入『快速检测模式』将资料转换为第二传输速率由第二传输介面620传送以作为检测。
特别说明的是，在此模式下，除了处理单元61外，也可将单晶片组件6内部的其它元件，如影像感测器62、类比数字转换器63及暂存器64分别作连接(图未示)，以得到各元件其中所具有的各种资料，做读取、写入或侦错的动作。
当『快速检测模式』时，可由处理单元61模拟为符合高速的串列介面传输协定的时脉讯号701及资料讯号702至检测机台7，由检测机台7予以读写或侦错单晶片组件6内部的资料；或于『一般操作模式』下，读取或写入一般操作模式(PS/2)的时脉讯号601及资料讯号602。
配合图8、9所示，说明一般光学式鼠标于『一般操作模式』使用的PS/2时脉讯号601及资料讯号602及本发明的检测方法在『快速检测模式』产生的时脉讯号701及资料讯号702的比较。以传送或接收PS/2时脉讯号601及资料讯号602而言，欲传送或接收1byte的资料讯号602时，其包含起始位元901(Start bit)、资料位元902(Bit0～Bit7)、检查位元903(Parity bit)及结束位元904(Stop bit)，共需要11个时脉(clock)，假设1个时脉需要80us，所以传送或接收1byte的资料便需要80us/clock*11clock＝880us；以传送或接收『快速检测模式』产生的时脉讯号701及资料讯号702而言，所要传送或接收1byte的资料讯号702只需要8个时脉，假设以自订最大时脉频率为10MHz的传输协定而言，则1个时脉需要100ns，所以传送或接收1byte的资料只需要100ns/clock*8clock＝800ns。
假设要读出一个16*16像素数组的CMOS影像感测器的黑白影像时，共需要256byte的资料长度，以PS/2介面而言，共需要256*880us＝225.28ms，但是以『快速检测模式』而言，便只需要256*800ns＝204.8us，此速度为PS/2介面的1100倍，可节省许多时间。
归纳上述，由于目前光学式鼠标使用『USB HID传输模式』或『PS/2传输模式』的传输速率，是配合鼠标或键盘等低速装置使用，在检测时不利于大量影像资料传输用途，因此本发明提供一种快速检测的单晶片检测方法、单晶片组件及其检测系统，对于一般集成电路封装检测厂的检测费用是以检测时间来计费而言，可省下可观的检测时间与费用。
权利要求
1.一种单晶片检测方法，是以一检测主机耦接一单晶片进行检测，该单晶片于一般操作模式下是以一第一传输速率传输资料，其特征在于该单晶片检测方法包含下述步骤A)对该单晶片设定一检测模式；B)于该检测模式下，借一不同于该第一传输速率的第二传输速率传输该单晶片待检测的资料予该检测主机；及C)由该检测主机检测以该第二传输速率所传输的资料。
2.如权利要求1所述的单晶片检测方法，其特征在于该第二传输速率大于该第一传输速率。
3.如权利要求1所述的单晶片检测方法，其特征在于该单晶片检测方法更包含一步骤D)，于检测完毕使该单晶片回复为一般操作模式。
4.如权利要求2所述的单晶片检测方法，其特征在于在该步骤A)中，该检测模式是读取、写入或侦错该单晶片的资料。
5.一种单晶片组件，其特征在于该单晶片组件包含一处理单元，数位化处理电讯号并传输一数据，该处理单元耦接有一第一传输介面，于一般操作模式下以一第一传输速率传输该资料；及一第二传输介面，以一不同于该第一传输速率的第二传输速率传输该资料，并借该第二传输速率传输该资料供外部检测之用。
6.如权利要求5所述的单晶片组件，其特征在于该第二传输速率大于该第一传输速率。
7.如权利要求5所述的单晶片组件，其特征在于该单晶片组件更包含有一影像感测器接收光线并转换为电讯号，并由该处理单元数位化处理该电讯号，且由该第二传输介面以该第二传输速率传输该影像感测器的资料作为检测之用。
8.如权利要求5所述的单晶片组件，其特征在于该影像感测器是一CMOS组件。
9.如权利要求5所述的单晶片组件，其特征在于该单晶片组件更包含有一耦接于该处理单元的类比数位转换器，且由该第二传输介面以该第二传输速率传输该类比数位转换器的资料作为检测之用。
10.如权利要求5所述的单晶片组件，其特征在于该单晶片组件更包含有一耦接于该处理单元、用以储存该处理单元的暂存资料的暂存器，且由该第二传输介面以该第二传输速率传输该暂存器的资料作为检测之用。
11.如权利要求5所述的单晶片组件，其特征在于该第一传输介面及该第二传输介面是共享该单晶片的同一脚位作为其内部资料的传输介面。
12.如权利要求5所述的单晶片组件，其特征在于该第一传输介面及该第二传输介面是分用该单晶片的不同脚位作为其内部资料的传输介面。
13.一种检测系统，用以检测一单晶片所传输的一资料，该单晶片于一般操作模式下是以一第一传输速率传输其资料，其特征在于该检测系统包含一检测主机，具有一连接埠，该检测主机以该连接埠耦接该单晶片，并以一不同于该第一传输速率的第二传输速率接收该单晶片的资料，将该单晶片的资料送至该检测主机作为检测之用。
14.如权利要求13所述的检测系统，其特征在于该第二传输速率大于该第一传输速率。
15.如权利要求13所述的检测系统，其特征在于该第二传输速率是符合一串列介面传输协定。
16.如权利要求15所述的检测系统，其特征在于该串列介面传输协定是RS232传输协定、I2C，或SPITM任一传输协定，或是其它自定的串列传输协定。
17.如权利要求13所述的检测系统，其特征在于该检测系统更包含一外接于该检测主机的控制器及一耦接于该控制器及该单晶片之间的选择单元，该检测主机以该控制器切换该选择单元可使该单晶片选择于一快速检测模式或一般操作模式传输，于一般操作模式下是以该第一传输速率转接该单晶片的资料，而于快速检测模式下是以该第二传输速率转接该单晶片的资料。
18.如权利要求13所述的检测系统，其特征在于该检测主机的该连接埠是一第一连接埠，且该检测主机更具有一第二连接埠，该第二连接埠是用以接收于快速检测模式下以该第二传输速率传输的该单晶片的资料。
19.如权利要求18所述的检测系统，其特征在于该第一连接埠是符合一无线传输协定。
20.如权利要求19所述的检测系统，其特征在于该无线传输协定是无线鼠标、无线键盘、红外线资料组织、蓝芽技术或无线区网路技术其中任一种传输协定。
21.如权利要求18所述的检测系统，其特征在于该检测主机的该第二连接埠是符合计算机外设的传输协定。
22.如权利要求21所述的检测系统，其特征在于该计算机外设的传输协定是USB、IEEE1394、PCMCIA、PCI、局域网路或打印埠任一种传输协定。
全文摘要
本发明公开了一种单晶片检测方法，是以一检测主机耦接一单晶片进行检测，该单晶片于一般操作模式下是以一第一传输速率传输资料，该单晶片检测方法是先对该单晶片设定一检测模式，于该检测模式下，借一不同于该第一传输速率的第二传输速率传输该单晶片待检测的资料予该检测主机，而由该检测主机检测以该第二传输速率所传输的资料。
文档编号G01M11/02GK1724988SQ200410054648
公开日2006年1月25日 申请日期2004年7月22日 优先权日2004年7月22日
发明者李敬洲, 林俊煌 申请人:原相科技股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
