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                  實驗老化房測試體系
                  發布日期:2016-09-13 21:08

                   目前國內市面上有多種老化測試系統實現方法,除了恒溫老化房系統生產廠商制造的通用型產品外,半導體廠商也在內部開發了一些供他們自己使用的此類系統。大多數系統都采用電腦作主機,用于數據采集和電路基本控制。

                  為了能對老化板上的每一器件作獨立測試,必須要在老化系統控制下將每個器件與其他器件進行電性隔離。存儲器件非常適合于這種場合,因為它們被設計成按簇方式使用并帶有多路選通信號,而邏輯器件則可能無法使用選通信號,這使得在老化系統中設計通用邏輯測試會更難一些。因此針對不同器件類型存在不同的邏輯老化系統是很正常的。

                  老化測試系統可歸為兩大類:邏輯器件和存儲器。邏輯器件測試系統又可分為兩類:并行和串行;同樣,存儲器測試系統也可分為兩類:非易失性和易失性。

                   1,存儲器老化

                     存儲器老化和測試的線路實現起來相對簡單一些,所有器件通過統一方式寫入,然后單獨選中每個器件,將其存入的數據讀出并與原來的值對照。由于具有控制和數據采集軟件以及故障數據評估報告算法,所以存儲器老化測試對生產商非常有用。

                     大多數存儲器件支持多個選通引腳,因而老化測試系統采用簇方式讀回數據。某些系統具有很寬的數據總線,每一簇可同時讀取多個器件,再由電腦主機或類似的機器對器件進行劃分。增加老化板上的并行信號數量可提高速度,減少同一條并行信號線所連器件數,并且降低板子和器件的負載特性。

                     易失性存儲器(DRAM和SRAM)
                  易失性存儲器測試起來是最簡單的,因為它無需特殊算法或時序就可進行多次擦寫。一般是所有器件先同時寫入,然后輪流選中每個器件,讀回數據并進行比較。

                     由于在老化時可重復進行慢速的刷新測試,因此DRAM老化測試能夠為后測工藝節省大量時間。刷新測試要求先將數據寫入存儲器,再等待一段時間使有缺陷的存儲單元放電,然后從存儲器中讀回數據,找出有缺陷的存儲單元。將這部分測試放入老化意味著老化后的測試工藝不必再進行這種很費時的檢測,從而節省了時間。

                  2,邏輯器件老化測試

                     邏輯器件老化測試是兩類系統中難度最大的,這是因為邏輯產品具有多功能特性,而且器件上可能還沒有選通信號引腳。為使一種老化測試系統適應所有類型的邏輯器件,必須要有大量的輸入輸出引線,這樣系統才能生成多引腳器件通常所需的多種不同信號。老化系統還要有一個驅動板,作為每個信號通路的引腳驅動器,它一般采用較大的驅動電流以克服老化板的負載特性。

                     輸出信號要確保能夠對需作老化的任何器件類型進行處理。如果老化板加載有問題,可以將其分隔成兩個或更多的信號區,但是這需要將驅動板上的信號線數量增加一倍。大多數并行輸出信號利用專用邏輯、預編程EPROM、或可重編程及可下載SRAM產生,用SRAM的好處是可利用計算機重復編程而使老化系統適用于多種產品。

                     邏輯器件老化測試主要有兩種實現方法:并行和串行,這指的是系統的輸入或監測方式。一般來說所有邏輯器件測試系統都用并行方式把大量信號傳給器件,但用這種方式進行監測卻不能將老化板上的每一個器件分離出來。

                  3,串行測試法
                     串行測試比并行測試操作容易一些,但是速度要慢很多。除了每個器件的串行信號返回線,老化板上的每個器件通常都并聯在一起。該方法用于有一定處理功能并可通過一條信號返回線反映各種狀態的器件。測試時傳送的數據必須進行解碼,因此老化板上應有數據處理系統。


                  4,非易失性存儲器(EPROM和EEPROM)
                  非易失性存儲器測試起來比較困難,這是因為在寫入之前必須先將里面的內容擦除,這樣使得系統算法更困難一些,通常還必須使用特殊電壓來進行擦除。不過其測試方法基本上是相同的:把數據寫入存儲器再用更復雜的算法將其讀回。

                   

                     邊界掃描(JTAG): 邏輯器件老化的最新趨勢是采用IEEE 1149.1規定的方法。該方法也稱為JTAG或邊界掃描測試,它采用五線制(TCK、TDO、TDI、TMS及TRST)電子協議,可以和并行測試法相媲美。

                    采用這種方法時,JTAG測試端口和整個系統必須要設計到器件的內部。器件上用于JTAG測試的電路屬于專用測試口,用來對器件進行測試,即使器件裝在用戶終端系統上并已開始工作以后,該測試口還可以使用。一般而言,JTAG端口采用很長的串聯寄存器鏈,可以訪問到所有的內部節點。每個寄存器映射器件的某一功能或特性,于是,訪問器件的某種狀態只需將該寄存器的狀態數據串行移位至輸出端即可。

                    采用同樣技術可完成對器件的編程,只不過數據是通過JTAG端口串行移位到器件內部。IEEE 1149.1的說明里詳細闡述了JTAG端口的操作。

                    RS-232C或同等協議 一種串行監測方法是在老化板上采用全雙工RS-232C通信協議,所有器件的其他支持信號(如時鐘和復位)都并聯在一起(圖3)。RS-232C發送端(TxD)通常也連到所有器件上,但同時也支持老化板區域分隔以進行多路復用傳輸。

                  每個器件都將信號返回到驅動板上的一個RS-232C接收端(RxD),該端口在驅動板上可以多路復用。驅動電路向所有器件傳送信號,然后對器件的RxD線路進行監控,每個器件都會被選到,系統則將得到的數據與預留值進行比較。這種測試系統通常要在驅動板上使用微處理器,以便能進行RS-232C通信及作為故障數據緩沖。

                    并行測試法
                  并行測試是在老化過程中進行器件測試最快的方法,這是因為有多條信號線連在器件的輸入輸出端,使數據傳輸量達到最大,I/O線的輸入端由系統測試部分控制。并行測試有三種基本方式:各器件單選、單引腳信號返回和多引腳信號返回。

                    多引腳信號返回 該方法和單引腳信號返回類似,但是從每個器件返回的信號更多。由于每個器件有更多信號返回線,所以這種方法要用到多個返回監測線路。而又因為必須要有大量返回線路為該方法專用,因此會使系統總體成本急劇增加。沒有內部自檢而且又非常復雜的器件可能就需要用這種方法。

                    單引腳信號返回 這個方法里所有器件都并聯在一起,但每個器件有一個信號返回引腳除外,所有器件同時進入工作狀態,由系統選擇所監測的器件并讀取相應的信號返回線。該方法類似于串行測試法,但信號引腳一般檢測的是邏輯電平,或者是可以和預留值比較的脈沖模式。檢測到的信號通常表示器件內部自檢狀態,它存在器件內以供測試之用,如果器件沒有自檢而只是單純由系統監測它的一個引腳,那么測試可信度將會大大降低。

                    各器件單選 如果老化板上的器件可以和其他器件分離開,系統就可通過選擇方法分別連到每一個器件上,如使用片選引腳,所有器件都并聯起來,一次只選中一個器件生成返回信號(圖2)。系統提供專門的器件選擇信號,在測試過程中一次選中一個,老化時所有器件也可同時被選并接收同樣的數據。

                     用這種方法每個器件會輪流被選到,器件和老化系統之間的大量數據通過并行總線傳輸。該方法的局限是選中的器件必須克服老化板及其他非選中器件的容性和感性負載影響,這可能會使器件在總線上的數據傳輸速度下降。

                   
                   

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