Sinov uchun dizayn - Design for testing

Sinov uchun dizayn yoki sinov uchun mo'ljallangan dizayn (DFT) dan iborat IC dizayni apparat mahsuloti dizayniga sinov xususiyatlarini qo'shadigan texnikalar. Qo'shimcha funktsiyalar ishlab chiqilgan testlarni ishlab chiqishni va ishlab chiqilgan apparatda qo'llashni osonlashtiradi. Ishlab chiqarish sinovlarining maqsadi mahsulot apparatida mahsulotning to'g'ri ishlashiga salbiy ta'sir ko'rsatadigan ishlab chiqarish nuqsonlari yo'qligini tasdiqlashdir.

Sinovlar bir necha qadamda qo'llaniladi apparat ishlab chiqarish oqim va ba'zi mahsulotlar uchun xaridor muhitida texnik xizmat ko'rsatish uchun ham foydalanish mumkin. Sinovlar odatda boshqariladi test dasturlari yordamida amalga oshiradigan avtomatik sinov uskunalari (ATE) yoki tizimga texnik xizmat ko'rsatishda, yig'ilgan tizimning o'zida. Nosozliklarni aniqlash va ko'rsatib berishdan tashqari (ya'ni, sinov muvaffaqiyatsiz tugadi), testlar duch kelgan testning muvaffaqiyatsizligi xususiyati to'g'risida diagnostika ma'lumotlarini yozishi mumkin. Diagnostika ma'lumotlari nosozlik manbasini topish uchun ishlatilishi mumkin.

Boshqacha qilib aytganda, yaxshi sxemadagi vektorlarning (naqshlarning) javobi DUT (sinov ostidagi qurilma) ning vektorlari (bir xil naqshlardan foydalangan holda) bilan solishtiriladi. Agar javob bir xil bo'lsa yoki mos keladigan bo'lsa, sxema yaxshi. Aks holda, sxema mo'ljallanganidek ishlab chiqarilmaydi.

DFT test dasturlarini ishlab chiqishda va testlarni qo'llash va diagnostika interfeysi sifatida muhim rol o'ynaydi. Avtomatik sinov namunasini yaratish yoki ATPG, tegishli DFT qoidalari va takliflari amalga oshirilgan bo'lsa, juda osonroq.

Tarix

DFT texnikasi hech bo'lmaganda elektr / elektron ma'lumotlarni qayta ishlash uskunalarining dastlabki kunlaridan beri qo'llanilgan. 1940/50-yillarning dastlabki misollari - bu muhandisga ba'zi ichki tugunlarda kuchlanish / oqimni "skanerlash" ga (ya'ni tanlab tekshirishga) imkon beradigan kalit va asboblar. analog kompyuter [analog skanerlash]. DFT ko'pincha mahalliy ichki holatni boshqarishi mumkin bo'lgan ichki elektron elementlarga yaxshilangan kirishni ta'minlaydigan dizayn modifikatsiyalari bilan bog'liq (boshqarish qobiliyati ) va / yoki kuzatilgan (kuzatuvchanlik ) osonroq. Dizayn modifikatsiyalari qat'iy jismoniy xususiyatga ega bo'lishi mumkin (masalan, tarmoqqa fizik prob nuqtasini qo'shish) va / yoki boshqarish / kuzatishni osonlashtirish uchun faol elektron elementlarni qo'shish (masalan, multipleksor to'rga). Ichki kontaktlarning zanglashiga olib boruvchi elementlari uchun boshqariluvchanlik va kuzatishni takomillashtirish, albatta, sinov uchun muhim ahamiyatga ega, ammo ular DFTning yagona turi emas. Masalan, boshqa ko'rsatmalar elektromexanik tekshirilayotgan mahsulot va sinov uskunalari o'rtasidagi interfeysning xususiyatlari. Masalan, prob nuqtalarining kattaligi, shakli va oralig'i bo'yicha ko'rsatmalar yoki a qo'shish taklifi yuqori impedansli holat orqaga haydash natijasida zarar etkazilishi xavfi kamaytirilishi uchun zondlangan tarmoqlarga biriktirilgan haydovchilarga.

Bir necha yillar davomida sanoat istalgan va / yoki majburiy DFT elektron modifikatsiyalari uchun juda ko'p yoki kamroq batafsil va ko'proq yoki kamroq rasmiy ko'rsatmalarni ishlab chiqdi va ishlatdi. Kontekstida DFT haqida umumiy tushuncha Elektron dizaynni avtomatlashtirish Zamonaviy mikroelektronika uchun (EDA) katta darajada DFT dasturiy vositalarining imkoniyatlari, shuningdek DFT muhandislarining bunday vositalarni tadqiq qilish, ishlab chiqish va ulardan foydalanish bo'yicha professional hamjamiyatining tajribasi va tajribasi bilan shakllanadi. Bilan bog'liq DFT ma'lumotlarining aksariyati raqamli davrlarga yo'naltirilgan, analog / aralash signalli davrlar uchun DFT esa orqa o'rindiqqa to'g'ri keladi.

Mikroelektronika mahsulotlari uchun DFT vazifalari

DFT testlarni ishlab chiqish, testlarni qo'llash va diagnostika qilish uchun ishlatiladigan usullarga ta'sir qiladi va ularga bog'liqdir.

Bugungi kunda sanoatda qo'llaniladigan asboblarni qo'llab-quvvatlaydigan ko'pgina DFT, hech bo'lmaganda raqamli davrlar uchun Strukturaviy sinov paradigma. Strukturaviy sinov elektronning umumiy funktsionalligini to'g'riligini aniqlashga bevosita urinish qilmaydi. Buning o'rniga, sxemaning ba'zi bir past darajadagi qurilish bloklaridan konstruktsiyada ko'rsatilganidek to'g'ri yig'ilganligiga ishonch hosil qilishga harakat qiladi netlist. Masalan, barchasi ko'rsatilgan mantiq eshiklari mavjudmi, to'g'ri ishlayaptimi va to'g'ri ulanganmi? Shartnoma shundan iboratki, agar tarmoq ro'yxati to'g'ri bo'lsa va tizimli sinov elektron elementlarning to'g'ri yig'ilishini tasdiqlagan bo'lsa, unda elektron to'g'ri ishlashi kerak.

E'tibor bering, bu juda boshqacha funktsional sinov, bu tekshirilayotgan sxema uning funktsional spetsifikatsiyasiga muvofiq ishlashini tasdiqlashga urinadi. Bu bilan chambarchas bog'liq funktsional tekshirish netlist tomonidan ko'rsatilgan sxemaning to'g'ri qurilganligini hisobga olib, funktsional ko'rsatkichlarga mos keladimi yoki yo'qligini aniqlash muammosi.

Strukturaviy paradigmaning bir foydasi shundaki, sinovlarni ishlab chiqarish juda ko'p sonli funktsionallik bilan ishlashga emas, balki cheklangan miqdordagi nisbatan oddiy elektron elementlarni sinab ko'rishga qaratilishi mumkin. davlatlar va davlat o'tishlari. Bir vaqtning o'zida bitta mantiqiy eshikni sinab ko'rish vazifasi sodda bo'lsa-da, engib o'tish uchun to'siq mavjud. Bugungi juda murakkab dizaynlar uchun ko'pgina eshiklar chuqur singdirilgan, sinov uskunalari esa faqat asosiyga ulangan Kirish / chiqish (I / Os) va / yoki ba'zi bir jismoniy sinov punktlari. O'rnatilgan eshiklar, shuning uchun interaktiv mantiq qatlamlari orqali boshqarilishi kerak. Agar aralashuv mantig'ida davlat elementlari bo'lsa, u holda haddan tashqari portlash masalasi davlat maydoni va davlat o'tish ketma-ketligini yaratadi hal qilinmaydigan muammo sinov avlodi uchun. Sinovlarni ishlab chiqarishni soddalashtirish uchun DFT ba'zi bir ichki elektron elementlarda sodir bo'layotgan voqealarni nazorat qilish va / yoki kuzatishga harakat qilayotganda murakkab o'tish davri ketma-ketligiga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etish orqali mavjudlik muammosini hal qiladi. Murakkab mantiqiy davrlar uchun tizimli testlar ko'p yoki oz bo'lishi mumkin avtomatlashtirilgan yoki o'z-o'zidan avtomatlashtirilgan^[1][1]. Shuning uchun DFT metodologiyasining asosiy maqsadi dizaynerlarga DFT miqdori va turi bilan test ishlab chiqarish vazifasining xarajati / foydasi (vaqt, kuch, sifat) o'rtasida o'zaro hisob-kitoblarni amalga oshirishga imkon berishdir.

Kelajakda biron bir muammo yuzaga kelsa, sxemani tashxislashning yana bir foydasi. Qurilmani ishlatish paytida biron bir nosozlik yuz berganda uni sinab ko'rish uchun dizayndagi ba'zi xususiyatlar yoki qoidalarni qo'shish kabi.

Kutib qolish

Sanoat uchun muammolardan biri bu bilan ishlash chip texnologiyasining tezkor yutuqlari (I / O hisoblash / o'lcham / joylashtirish / oraliq, I / U tezligi, ichki elektron hisoblash / tezlik / quvvat, issiqlik nazorati va boshqalar) sinov uskunalarini doimiy ravishda yangilashga majbur qilinmasdan. Demak, zamonaviy DFT texnikasi keyingi avlod chiplari va agregatlarini mavjud sinov uskunalarida sinovdan o'tkazishga imkon beradigan va / yoki yangi sinov uskunalari uchun talablarni / xarajatlarni kamaytiradigan variantlarni taklif qilishi kerak. Natijada, DFT texnikasi doimiy ravishda yangilanmoqda, masalan, siqishni kiritish, sinovdan o'tkaziladigan dasturlar sinovdan o'tkazilayotgan mahsulotlarning narxlari bo'yicha belgilanadigan chegaralar ichida bo'lishiga ishonch hosil qilish uchun.

Diagnostika

Ayniqsa, ilg'or yarimo'tkazgichli texnologiyalar uchun har bir ishlab chiqarilgan chiplarning bir qismi kutilmoqda gofret ularni ishlamaydigan nuqsonlarni o'z ichiga oladi. Sinovning asosiy maqsadi ushbu funktsional bo'lmagan chiplarni to'liq ishlaydiganlardan ajratish va ajratishdir, ya'ni sinovchi tomonidan sinovdan o'tgan funktsional bo'lmagan chipdan olingan bir yoki bir nechta javob kutilgan javobdan farq qiladi. Sinovdan o'tgan mikrosxemalarning ulushi shu sababli ushbu chip turi uchun kutilayotgan ishlab chiqarish rentabelligi bilan chambarchas bog'liq bo'lishi kerak. Ammo, aslida, sinov maydonchasiga birinchi marta kelgan yangi chip turidagi barcha chiplar ishlamay qolishi odatiy hol emas (nolinchi holat deb ataladi). Bunday holda, chiplar nol rentabellikga ega bo'lgan vaziyatning sababini aniqlashga harakat qiladigan disk raskadrovka jarayonidan o'tishi kerak. Boshqa hollarda, testning pasayishi (testning muvaffaqiyatsizligi foizi) kutilgan / qabul qilinganidan yuqori bo'lishi yoki to'satdan o'zgarishi mumkin. Shunga qaramay, testlarning haddan tashqari tushib qolish sabablarini aniqlash uchun chiplar tahlil jarayoniga o'tishi kerak.

Ikkala holatda ham, sinov paytida chiplarning ishlamay qolishida asosiy muammoning mohiyati to'g'risida hayotiy ma'lumotlar yashirin bo'lishi mumkin. Yaxshilab tahlil qilishni osonlashtirish uchun oddiy o'tish / muvaffaqiyatsizlikdan tashqari qo'shimcha xatolar haqidagi ma'lumotlar muvaffaqiyatsizliklar jurnaliga to'planadi. Xatolar jurnali odatda qachon (masalan, sinov davri), qaerda (masalan, qaysi sinov kanalida) va qanday qilib (masalan, mantiqiy qiymat) sinovdan o'tganligi haqida ma'lumotlarni o'z ichiga oladi. Diagnostika muammo yuzaga kelganligi sababli, chip ichidagi mantiqiy / fizik joylashuvi muvaffaqiyatsiz bo'lgan jurnaldan chiqarishga harakat qiladi. Diagnostika jarayonida katta hajmdagi diagnostika deb ataladigan ko'plab nosozliklarni bajarish orqali sistematik nosozliklar aniqlanishi mumkin.

Ba'zi hollarda (masalan, Bosib chiqarilgan elektron platalar, Ko'p chipli modullar (MCM), o'rnatilgan yoki yakka xotiralar ) tekshirilayotgan ishlamay qolgan sxemani tuzatish mumkin bo'lishi mumkin. Buning uchun diagnostika ishdan chiqayotgan qurilmani tezda topishi va ishlamay qolgan qismni ta'mirlash / almashtirish uchun ish tartibini yaratishi kerak.

DFT yondashuvlari tashxis qo'yish uchun ozmi-ko'pmi qulay bo'lishi mumkin. DFT bilan bog'liq maqsadlar xatolarni ma'lumotlarni yig'ish va diagnostikasini osonlashtirish / soddalashtirish, bu xatolarni tahlil qilish (FA) namunalarini tanlashga imkon beradi, shuningdek diagnostika va FA narxini, aniqligini, tezligini va ishlash qobiliyatini yaxshilaydi.

Skanerlash dizayni

Sinov ma'lumotlarini chip kirishlaridan ichki qismga etkazishning eng keng tarqalgan usuli sinov ostida bo'lgan davrlar (Qisqacha qisqartirishlar) va ularning natijalarini kuzatish skanerlash dizayni deb ataladi. Skanerlashda registrlar (sohil shippaklari yoki mandallar) dizayndagi bir yoki bir nechta ulangan skanerlash zanjirlari, bu chipning ichki tugunlariga kirish uchun ishlatiladi. Sinov namunalari skanerlash zanjiri (lar) i orqali o'zgartiriladi, funktsional soat signallari "tortib olish tsikli (lari)" davomida sxemani sinab ko'rish uchun pulsatsiyalanadi va natijada natijalar chip chiqish pimlariga o'tkaziladi va kutilgan "yaxshi mashina" natijalari bilan taqqoslanadi.

Tekshirish texnikasini to'g'ridan-to'g'ri qo'llash natijasida uzoq vaqt sinovchi va xotira talablariga mos keladigan katta vektor to'plamlari paydo bo'lishi mumkin. Sinov siqishni texnika bu muammoni hal qiladi, chipdagi skanerlashni dekompressiyalash va sinov natijasini siqish. Katta yutuqlarga erishish mumkin, chunki har qanday maxsus sinov vektori faqat skanerlash zanjiri bitlarining kichik qismini o'rnatishi va / yoki tekshirishi kerak.

Skanerlash dizayni natijalari quyidagi shakllarda taqdim etilishi mumkin Serial vektor formati (SVF), sinov uskunalari tomonidan bajarilishi kerak.

DFT xususiyatlaridan foydalangan holda disk raskadrovka

"Go / no go" sinovlarini ishlab chiqarish uchun foydali bo'lishdan tashqari, skanerlash zanjirlari chiplarning dizaynini "disk raskadrovka" qilish uchun ham ishlatilishi mumkin. Shu nuqtai nazardan, chip odatdagi "funktsional rejimda" amalga oshiriladi (masalan, kompyuter yoki uyali telefon chipi yig'ilish tili ko'rsatmalarini bajarishi mumkin). Istalgan vaqtda chip soati to'xtatilishi mumkin, va chip "sinov rejimida" qayta sozlanishi mumkin. Ushbu nuqtada skanerlash zanjirlari yordamida to'liq ichki holatni tashlab yuborish yoki istalgan qiymatlarga o'rnatish mumkin. Nosozliklarni tuzatishga yordam berish uchun skanerlashning yana bir usuli barcha xotira elementlarini dastlabki holatida skanerlashdan so'ng tizimni tuzatishni amalga oshirish uchun funktsional rejimga qaytishdan iborat. Afzallik shundaki, tizimni ko'plab soat tsikllaridan o'tmasdan ma'lum holatga keltirish. Ushbu skanerlash zanjirlaridan foydalanish soatni boshqarish sxemalari bilan bir qatorda "Tasdiqlash uchun dizayn" yoki "disk raskadrovka uchun dizayn" deb nomlangan mantiqiy dizaynning sub-intizomi hisoblanadi.^[2]

Shuningdek qarang

• Avtomatik sinov uskunalari
• Avtomatik sinov namunasini yaratish
• BIST
• X uchun dizayn
• Xatolarni baholash
• Iddq sinovi
• JTAG

Adabiyotlar

• IEEE Std 1149.1 (JTAG) sinovdan o'tish uchun primer JTAG va Boundary Scan-ga asoslangan Test-for Test bo'yicha texnik taqdimot
• VLSI testining me'yorlari va me'morchiligi, L.T. Vang, CW Wu va X.Q. Ven, 2006 yil 2-bob. Elsevier.
• Integral mikrosxemalar uchun elektron dizaynni avtomatlashtirish bo'yicha qo'llanma, Lavagno, Martin va Sheffer tomonidan, ISBN  0-8493-3096-3 Maydonini o'rganish elektron dizaynni avtomatlashtirish. Ushbu xulosa (ruxsat bilan) I jildning 21-bobidan olingan Sinov uchun dizayn, Bernd Koenemann tomonidan.

Tashqi havolalar

• Chegara-skan zanjiri dizayni
• Kengashni loyihalash
• Sinov uchun qo'llanma uchun dizayn