L applicazione dei vettori di collaudo Fulvio Corno Maurizio Rebaudengo Matteo Sonza Reorda Politecnico di Torino Dipartimento di Automatica e Informatica Sommario Introduzione Gli ATE I programmi di collaudo.
Sommario Introduzione Gli ATE I programmi di collaudo Introduzione Una volta che i vettori di collaudo sono stati generati e la copertura dei guasti è considerata sufficiente la risposta del circuito a fronte dei vettori di collaudo è nota è possibile passare all applicazione dei vettori di collaudo e alla verifica del comportamento del circuito Questa operazione viene eseguita da una macchina di collaudo (Automatic Test Equipment o ATE).
Compiti dell ATE L ATE deve: Applicare i vettori di collaudo Verificare il comportamento del circuito Identificare i circuiti guasti. Sommario Introduzione Gli ATE I programmi di collaudo
Gli ATE Gli ATE sono i dispositivi che permettono di applicare un insieme di vettori ad un circuito e di verificarne la risposta. Il costo dell ATE (che può superare il milione di $) può rappresentare uno dei componenti principali del costo del collaudo. Tipologie di ATE Esistono varie categorie di ATE, a seconda del tipo di dispositivo su cui devono agire: Wafer ASIC Memorie Processori Schede. Ci si occuperà qui essenzialmente di ATE per il collaudo di ASIC.
Struttura Un ATE è composto da Un sistema host, di solito corrispondente ad una workstation, che funge da interfaccia verso l utente Un sistema centrale Una o più test head, su cui viene posizionato il circuito da collaudare (CUT) Un eventuale sistema di caricamento, per posizionare il circuito sulla test head. Esempio (Teradyne J973)
Test head Contengono la circuiteria per connettere i pin del circuito al sistema di test. Ogni pin è collegato ad uno o più canali dell ATE, ciascuno in grado di Fornire una sequenza di bit con una certa frequenza (per i pin di input) Leggere i bit prodotti dal circuito, campionandoli secondo una tempistica definita (per i pin di output). Parametri critici Numero di canali Frequenza massima di lavoro Memoria associata ai canali Precisione Accuratezza Funzioni supportate.
Parametri critici Numero di canali Frequenza di lavoro Memoria associata ai canali Precisione Accuratezza Deve indicativamente essere pari al numero di pin del circuito da collaudare. I prodotti attuali supportano sino a 1024 canali. Funzioni supportate. Parametri critici Numero di canali Frequenza di lavoro Memoria associata ai canali Precisione Accuratezza Funzioni supportate. Negli ultimi prodotti è in grado di superare il GHz.
Parametri critici Numero di canali Frequenza di lavoro Memoria associata ai canali Precisione Accuratezza Funzioni supportate. Di solito sta nell intervallo 1 20 Mbit/canale. Parametri critici Numero di canali Frequenza di lavoro Memoria associata ai canali Precisione Accuratezza Funzioni supportate. È la massima capacità di risoluzione (tra valori di tensione) offerta dall ATE.
Parametri critici Numero di canali Frequenza di lavoro Memoria associata ai canali Precisione Accuratezza Funzioni supportate. Corrisponde all imprecisione nel posizionamento degli istanti di applicazione o di osservazione di valori. I prodotti attuali hanno un accuratezza attorno alle centinaia di ps. Parametri critici Numero di canali Frequenza di lavoro Memoria associata ai canali Precisione Accuratezza Funzioni supportate. Ad esempio la possibilità di Eseguire collaudi tramite I ddq Specificare algoritmi di collaudo complessi per le memorie
Programma di collaudo Specifica le modalità con cui deve operare l ATE, ed in particolare: I valori da applicare a ciascun pin Le tempistiche con cui deve avvenire l applicazione Le tempistiche con cui osservare ciascun pin, ed i valori attesi La sequenza di operazioni di collaudo da eseguire. Pin timing Il programma di collaudo deve specificare per ogni pin la tempistica con cui si devono applicare i valori (pin di input) o osservare i valori prodotti (pin di output). Il riferimento temporale può essere Il clock dell ATE, che viene poi inviato al segnale di clock in ingresso Il clock interno del circuito, con il quale l ATE deve potersi sincronizzare.
Durata del collaudo È spesso il parametro più critico, in quanto influenza direttamente il costo del collaudo. Per ridurla si può Ottimizzare il programma di collaudo Aumentare il numero di test head. Sommario Introduzione Gli ATE I programmi di collaudo
I programmi di collaudo Descrivono la sequenza e le modalità con cui devono essere eseguite le operazioni di collaudo. Utilizzano linguaggi specifici, compatibili con gli altri strumenti CAD. Seguono normalmente un approccio del tipo stop-on-first-fail, in cui il collaudo viene interrotto non appena si rileva un errore. Linguaggi Attualmente esistono numerosi linguaggi tra loro non compatibili: UTIC (Motorola) TDL (TI) WGL (SummitDesign) IEEE ha definito nel 1999 un linguaggio standard denominato STIL per il trasferimento di vettori di collaudo digitali.
Sequenza delle operazioni 5. AC Frequency Assessment Si basa sulla misura di alcune correnti e tensioni sui pin una volta che il circuito è stato alimentato. Sequenza delle operazioni 4. DC Logic Mira Retention a verificare 5. AC Frequency La Assessment corretta connessione 11. Vettori dei speciali. pin ai bond Le tensioni dei pin Le correnti di perdita attraverso i pin.
Sequenza delle operazioni 5. AC Frequency Assessment di utilizzarla. Mira a verificare il corretto funzionamento dell eventuale logica per il collaudo prima Sequenza delle operazioni In questa fase sono applicati 8. Memory i vettori Testing funzionali e quelli 9. generati Memory per Retention rilevare i guasti di 10. Idd tipo e Iddq stuck-at (di solito tramite scan). 5. AC Frequency Assessment 11. La frequenza Vettori è di speciali. solito inferiore a quella normale di funzionamento.
Sequenza delle operazioni Verifica se gli elementi di memoria funzionano 5. AC Frequency Assessment correttamente. Sequenza delle operazioni frequenza di lavoro. 5. AC Frequency Assessment Verifica che il circuito funzioni correttamente alla Normalmente si utilizza un sottoinsieme 7. AC Pin dei vettori Specification funzionali.
Sequenza delle operazioni 5. AC Frequency Assessment Vengono applicati i vettori generati 7. per AC Pin rilevare Specification i guasti di tipo delay. Verifica il rispetto dei vincoli Sequenza delle operazioni di tempo sui singoli pin (ad esempio i tempi di setup, hold, La sequenza etc.). che viene normalmente 5. AC Frequency Assessment
Sequenza delle operazioni Esegue il collaudo delle memorie, eventualmente utilizzando strutture BIST apposite. 5. AC Frequency Assessment Sequenza delle operazioni Verifica la capacità delle memorie di mantenere i dati. 5. AC Frequency Assessment
Sequenza delle operazioni 1. Esegue DC Pin il Parametrics collaudo tramite misure 2. Test Logic di corrente. Verification 5. AC Frequency Assessment Sequenza delle operazioni Sono applicati i vettori per Parti analogiche Parti rimaste non 1. DCcollaudate. Pin Parametrics 5. AC Frequency Assessment