184398. lajstromszámú szabadalom • Jelminta processzoros mérőrendszer integrált áramkörök vizsgálatára, valamint karakterizálására
1 184 398 2 nyékét támasztanak egyrészt a jelmintasorozatok milyenségére, másrészt azok egyszerű előállítási lehetőségeire nézve. Hasonlóan, a nagy vizsgálati sebesség is mind méréstechnikai, mind gazdaságossági szempontból alapvető követelmény. A technika jelenlegi állása mellett nagy bonyolultságú integrált áramkörök vizsgálatára az 1. ábrán látható mérőrendszert alkalmazzák. A jelminta processzorok mellett egyéb berendezések biztosítják a vizsgálat peremfeltételeit, worst-case beállítás követelményeit, ezek C programozható egységek mint pl. időgenerátor, programozható tápegységek, jelformáló áramkörök, stb., továbbá mérendő áramkörre közvetlenül kapcsolódó eszközök pl. D DUT interface egység, stb. Ezek a berendezések szinte kizárólag digitálisan programozhatok egy megfelelő, többnyire mikro vagy mini A programvezérlő számítógép segítségével. A mérőrendszer alapvető egységét nagysebességű mikroprogramozható B jelminta processzor képezi, amely a mikroprogramozhatóság révén tetszőleges vizsgáló jelsorozatokelőállítására alkalmas. A vizsgálandó nagybonyolultságú integrált E áramkörök egy csoportja algoritmikusán előállítható jelminták sorozatával tesztelhető, ugyanakkor nagyobbik csoportjához nem reguláris jelsorozatokelőállítása is szükséges. Ezért a mikroprogramozható B jelminta processzor tetszőleges hozzáférésű gyors memóriákat is tartalmaz, amelyeket a vizsgálat megkezdése előtt a mérési szekvenciának megfelelően kell feltölteni, biztosítva a jelminták vizsgálat közbeni változtathatóságát. A mérőrendszer működtetése az A programvezérlő számítógépről a nagysebességű B jelminta processzor feltöltése útján és az egyéb peremfeltételeket biztosító egységek feltöltése útján külön-külön történik. A kapcsolat az A programvezérlő számítógép és az általa működtetett egységek között különféle interface csatolókkal van kialakítva. Ilyenkor pl. IEC 488, CAMAC, stb. interface-k. Ez a megoldás kézenfekvő és egyszerű, de hátrányos is, mert a programozható egységek kezelése viszonylag lassú és rendkívül software igényes, ami áramkör karakterizálási vizsgálatoknál és egyszerűbb kiépítésű mérőrendszereknél különösen hátrányos, illetve bizonyos áramkör bonyolultság felett kivitelezhetetlen. A lassú adattranszfer a peremfeltételek megváltoztatásával részekre tördeli a nagysebességű funkcionális vizsgálatot és jelentősen megnöveli a tesztelési időt. Ezt a körülményt kedvezőtlenül befolyásolja az a tény is, hogy a nagysebességű B jelminta processzorok és a mérőrendszert vezérlő A programvezérlő számítógép működési sebessége között általában nagyságrendi eltérés van a B jelminta processzorok javára. A vizsgálóprogram futtatása során ui. többször kell a számítógéptől kiszolgálást kérni, ami a funkcionális vizsgálat ,, hosszú” időre való megszakítását eredményezi. Ez a tény a szekvenciális egymásrahatás, az érzékenység megállapítását lehetetlenné teszi. Ismert a 3.813.032 ljsz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerinti MOS memória tesztelő eljárás, amely a vizsgálandó memória tárolócelláit számítógépes program segítségével előállított jelmintával vizsgálja, ezen jelmintákra várt válaszmintákat is előállítja, valamint a tényleges és a generált válaszmintákat összehasonlítja. Ezt a műveletsort memóriacellánként ciklikusan elvégzi, s ezáltal a memóriacellák egymás közötti statikus zavaró hatását, ill. a statikus hibahelyeket kimutatja. Az ismertetett eljárás hosszadalmas és ugyanakkor a vezérlő számítógép működési sebessége a hardware felépítés és a speciális programozás miatt lassúnak tekinthető. További hátrányossága, hogy csak meghatározott áramkörök meghatározott hibáinak kimutatására alkalmas, a karakterizálási vizsgálatok elvégzéséhez nem tekinthető alkalmasnak. A mérőrendszerek a funkcionális vizsgálatot általában a következő fokozatokban készítik elő: — a nagysebességű B jelminta processzor feltöltése a jelmintát generáló programmal; — a vizsgálat körülményeit — úgymint időzítések, meghajtó szintek, tápfeszültségek, formát és maszk vezérlők, stb. — befolyásoló részegységek programozása. A vizsgálati folyamat üzemmódjainak beállítása után indítható a tényleges vizsgálat, mely az A programvezérlő számítógéptől függetlenül folyik le. Az egyes részegységek így a jelmintagenerátor is, az előre meghatározott program szerint kerül aktív állapotba, amelyből a vizsgálati folyamat megszakításával lehet egy másik aktív állapotba vezérelni. Ennek megfelelően az A programvezérlő számítógép és a mérőrendszer kapcsolata általában a következő: — a mérőrendszer állapotát a mérőrendszer státusregisztereinek real-time lekérdezésével az A programvezérlő szánűtógép figyeli; — a mérőrendszer egyes részegységei, mint külső perifériák megszakítás-kéréssel fordulnak az A programvezérlő számítógép felé (1, 2, 3 vezérlővonalakkal jelezve). E megoldásnál az A programvezérlő számítógép egyéb feladat ellátására is — különböző hatékonysággal — alkalmazható. A nagybonyolultságú áramkörök vizsgálatánál az amúgy is hosszú tesztelési időt a nagy tömegű adatmozgatás ideje is károsan növeli. Ugyanakkor a karakterizálás a futó program megszakítása miatt csak igen korlátozott körülmények között végezhető el. Figyelembe véve, hogy a vizsgálat ára az áramkörök bonyolultsági fokának növekedésével növekszik, valamint azt, hogy a karakterizálás egyre inkább alapvető követelményt képez, ez rendkívül hátrányos tulajdonság. A számítógépes rendszerek bonyolultságából adódó hátrányosságok, redundanciák és a rendszer lassú működése, továbbá az egyszerűbb rendszerekkel való korlátozott mélységű vizsgálati lehetőségek szükségessé tették egy olyan mérőrendszer kialakítását, amely kellően gyors, nagy hatékonyságú és olyan mélységű vizsgálatok elvégzésére alkalmas, amellyel tetszőleges áramkörök karakterizálását is el lehet végezni. Ennek megfelelően célúi tűztük ki egy olyan mérőrendszer kialakítását, amely előzőekben ismertetett megoldások hátrányaitól mentes. Úgy találtuk, hogy a kellő karakterizálást nyújtó vizsgálatok elvégzéséhez a rendszert olymódon kell kialakítani, hogy programcsomagok feldolgozására alkalmas, azaz a perem és vizsgálati feltételek, ill. hiba esetén a programelágazás futás közbeni változtatására alkalmas legyen. A vizsgálatok megfelelő mélységű elvégzése szükségessé tette a környezeti feltételek, időzítések, formátumok, logikai szintek, stb. széles tartományban történő változtathatóságát. Szükséges volt még a mérőrendszert úgy kialakítani, hogy a mért áramkör hibahelyei és -körülményei, különböző peremfeltételek, programok és programszegmensek mellett előálló hibák és azok fizikai helyei kiértékelhetők legyenek. A találmányunk alapját az a meggondolás képezi, hogy a vizsgálati idő csökkenése a vizsgálati sebesség növelésével, nagy hatékonyságú és rövid tesztprogramok kifejlesz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
