RoboTESTER Wall-E, ATE a letto d aghi per Test In-Circuit e Funzionale. 1/6

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1 RoboTESTER Wall-E, ATE a letto d aghi per Test In-Circuit e Funzionale "L utilizzo di hardware COTS (Commercial off-the-shelf) National Instruments e di LabVIEW ha permesso al cliente finale di ottenere una piattaforma, versatile, semplicemente espandibile, ed economica" - F. D'Aniello, ROBOTRONIX La sfida: Riuscire a realizzare un dispositivo di test automatico (ATE) a letto d aghi, in grado di effettuare il test dei componenti (ICT), la programmazione dei microprocessori e delle Eeprom, i test funzionali (FT) e l ispezione visiva dei componenti polarizzati sulle schede prodotte in linea, utilizzando Hardware COTS e software personalizzabile dall utente al fine di ridurre l investimento necessario alla realizzazione ed alla personalizzazione del test di differenti dispositivi. Figura 1 La soluzione: È stata realizzata una meccanica in grado di supportare differenti kit di supporto per le schede prodotte dal cliente e per i relativi letti d aghi. L hardware di acquisizione dati è basato su piattaforma PXI di National Instruments al fine di poter espandere il sistema in termini di velocità e/o di numero di Test Point incrementando semplicemente il numero di DMM e di Switch installati. L hardware di ispezione visiva è basato sulla nuova Smart Camera al fine di delocalizzare in termini algoritmici l ispezione per non influenzare la velocità dell intero processo di test. L utilizzo della piattaforma NI LabVIEW ci ha permesso di ridurre i tempi di sviluppo poichè con un solo software abbiamo sviluppato la sezione di misura, la sezione FPGA, quella di visione ed il database. Autore (i): F. D'Aniello - ROBOTRONIX Articolo La tecnologia implementata sulle macchine per test automatici su schede elettroniche, si è evoluta notevolmente negli ultimi anni, e sul mercato è possibile trovare soluzioni differenti per la realizzazione di sistemi ATE (Automatic Test Equipment) tra cui sistemi flying probe, sistemi JTAG based, sistemi Bed of Nails. I sistemi Bed of Nails basati sulla contattazione del DUT (Device Under Test) mediante letto d aghi, sono molto diffusi e vengono prodotti da grandi aziende che ne detengono il know-how. Uno dei nostri clienti, utente di una grande azienda produttrice di sistemi di test, ci ha chiesto di progettare e realizzare un sistema ATE in grado di effettuare un test ICT (In Circuit Test) per la verifica dei componenti, il test funzionale del dispositivo in prova, la programmazione dell Eeprom SPI e la programmazione del processore in standard ISP, inoltre, si rendeva necessaria l ispezione su scheda di alcuni componenti reversibili (diodi, condensatori, etc.) e la verifica della presenza e del funzionamento dei led installati sul DUT. L esigenza del cliente, era quella di acquistare un sistema di test differente dagli altri ATE esistenti sul mercato in termini di modularità ed espandibilità, inoltre, un altra fondamentale esigenza, era quella di essere padrone del sistema in maniera tale da poter modificare il processo di test e sostituire i kit di test dei DUT in perfetta autonomia. RobotroniX ha progettato e realizzato il sistema meccanico per il posizionamento della scheda e per l installazione del letto d aghi in maniera tale da semplificare le operazioni di cambio prodotto (è infatti possibile sostituire il letto d aghi, il supporto del DUT ed il piano di contrasto in meno di 3 minuti!). La movimentazione della meccanica è elettrica ed è effettuata utilizzando un motore passo-passo ed un azionamento National Instruments controllato dall hardware di misura e controllo. L hardware di misura è costituito dalla piattaforma PXI composta dal multimetro NI DMM PXI-4072, in grado di effettuare sia semplici misure LCR che misure più complesse senza sviluppare particolari codici (misure di frequenza, analisi toni, etc.), da n 2 switch 196x1 PXI-2575, da un modulo Power supply NI PXI-4130 e da una scheda NI FPGA PXI Nella fase di test ICT, i test point della scheda vengono messi in contatto con il letto d aghi grazie al preciso posizionamento della meccanica di supporto controllata da un PID implementato a livello di FPGA, in seguito al posizionamento, il DMM effettua la misura richesta dal software selezionando i test point da analizzare mediante le due schede switch. Prima di misurare i componenti, RoboTESTER Wall-E verifica che non esistano corto-circuiti tra i Test Point, eseguendo una misura di resistenza tra tutti i Test point, analizzando in soli 3 secondi più di 200 aghi di contattazione! Il test Funzionale prevede la programmazione del processore del DUT con un firmware di test; tale software viene scaricato sul processore in standard ISP (quindi utilizzando una normale porta seriale) e RobotroniX si è occupata di implementare anche lo standard software per la programmazione ed il check del trasferimento dati. Dopo aver scaricato il firmware di test, RoboTESTER invia gli stimoli al DUT sotto forma di segnali analogici (toni a frequernza ed ampiezza variabile, livelli di tensione, etc.), digitali (treni di impulsi, sequenze ON/OFF, etc.) o sotto forma di richieste di stato al processore mediante l invio di stringhe in formato RS-232. Durante il test funzionale, la NI Smart Camera installata, acquisisce lo stato dei LED presenti sul DUT segnalando le anomalie sia in termini funzionali (mancata accensione) che in termini di presenza del componente. Un altra delle funzioni richieste era quella relativa alla programmazione SPI di una eeprom installata sul circuito ed in questo caso è stata utilizzata la versatilità dell FPGA grazie alla quale è stato possibile implementare lo standard di comunicazione che ha permesso la programmazione del dispositivo aggiungendo un semplice hardware di condizionamento agli I/O della PXI Tutta la macchina viene controllata e supervisionata dal software realizzato in ambiente LabVIEW; tramite il software, l operatore può semplicemente configurare i vari step del test siano essi ICT che funzionali (l utente creerà quella che chiamiamo ricetta ), testare i singoli step durante la creazione della ricetta, gestire il database delle prove, analizzare i dati statistici dei test e generare reports di produzione. L interfaccia utente è stata sviluppata secondo le specifiche richieste del cliente al fine di minimizzare la differenza di utilizzo a livello di operatore per ridurre tempi e costi di formazione del personale del reparto di produzione. L hardware di contattazione e quello di condizionamento sono stati realizzati direttamente dal cliente su specifica RobotroniX in maniera tale da trasferire al cliente stesso il know-how necessario per la produzione in perfetta autonomia dei differenti KIT di contattazione e condizionamento per i DUT futuri. L utilizzo di hardware COTS (Commercial off-the-shelf) National Instruments e di LabVIEW ha permesso al cliente finale di ottenere una piattaforma, versatile, semplicemente espandibile, ed economica; l utente finale ha acquistato il codice sorgente e la piattaforma LabVIEW ed è quindi libero di poter effettuare autonomamente upgrade futuri. Informazioni sull'autore: F. D'Aniello ROBOTRONIX fabio.daniello@robotronix.it 1/6

2 Figura 1 2/6

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4 Figura 2 4/6

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6 Figura 3 Informazioni Legali Questo case study (questo "case study") è stato fornito da un cliente di National Instruments ("NI"). QUESTO CASE STUDY È FORNITO SENZA NESSUN TIPO DI GARANZIA ED È SOGGETTO AD ALCUNE LIMITAZIONI PIÙ SPECIFICATAMENTE DESCRITTE NEI TERMINI D USO DI NI.COM 6/6