| 科力公司在2004年推向全国市场的SP3160V VLSI SOC测试系统。它是科力公司在测试领域多年积累的丰富经验的结晶,在一块电路板上集成了有32个数字通道的数字测试子系统,借助于这一在测试界很高的集成度水平,科力公司实现了强大的成本优势而丝毫没有牺牲系统性能。
对于入厂筛选或量产的用户来说,测试系统集成度的提高不仅仅意味着技术进步,它还直接带来了更简单的测试解决方案、更低的测试成本和更快的测试速度。SP3160V全部测试系统的大小只相当于以前一个测试头,没有了体积庞大的主机柜。事实上,整个测试系统小到可以完全置于探针台的上面,操作容易、更灵活、不影响生产线运作。科力的技术消除了测试仪中很多价格昂贵的子系统,显著降低了测试系统的价格。同时,功率消耗、维护费用和冷却费用都大大降低。先进的设计、元件更少、封装更小,使得测试系统更加可靠。SP3160V的平均无故障时间(MTBF)比大机柜测试系统提高了5至10倍,更多的机器可用性带来更高的产量、更少的维护费用。
⒈系统结构
1.1 单一的测试头结构
整个测试系统集成在一个测试头内,没有庞大的主机柜与长距离的数字与模拟信号连接电缆线,降低系统功耗,节约系统运行成本。最大的系统集成度及紧凑的系统结构保证了系统运行的可靠性与器件测试的可重复性,提高信号传输质量,系统平均无故障运行时间是原机距+连接电缆+测试头结构的5到10倍。更长的无故障运行意味着更高的设备利用率、更低的设备维护费用和更低的测试成本。
1.2 零占地面积
体积小巧的SP3160V测试头借助灵活的机械臂(Manipulator),可以倒扣在各种探针台上,不占用造价昂贵的超净厂房面积.
1.3每板独立数字测试子系统结构
SP3160V测试系统采用了单板独立数字测试子系统结构。该结构是科力公司在多年积累的丰富测试系统设计制造经验基础上,推出的具有革命性意义的先进技术。它取代了传统的集中式测试向量控制结构,每个测试通道板均有自已独立的向量控制器,这样避免了高速复杂信号的分配,消除了限制系统频率提高的主要困难,由于每个独立的向量控制器既可同时执行相同测试向量,也可同时执行不同的测试向量;可以对SOC器件进行极有效的并发测试,也可以进行高效的并行测试。
1.4功能强大的多总线结构
SP3160V测试系统采用可重构多总线结构,各种不同的VXI、PXI、GPIB、RS232、Cun和网络接口的测试仪表均可方便接入混合信号测试选件、模拟测试选件、射频测试选件等都可以在系统中组合。
1.5模块化
SP3160V系统采用模块化结构。科力公司充分考虑用户测试需求,针对SP3160V测试系统设计了非常丰富的测试仪表;每板32个I/O数字通道、面向ADC/DAC测试的选件、面向混合信号测试的选件、面向模拟测试的选件。
1.6 每管脚测试资源结构
在SP3160V测试系统内所配置的每个数字通道都具有Perpin结构,通道之间完全独立,每个数字通道具有独立的管脚电子和参数测量单元PPMU(SP3160IⅤ/50M每8个管脚共用1个PPMU, SP3160V/100M每管脚1个PPMU),每块数字测试子系统板具有独立的测试时间定时子系统即可支持事件时钟方式,也可支持共享时钟方式;使SOC测试中定时灵活、方便。
SP3160V系统实现了在一个测试头内集成了所有高性能测试资源,在零占地面积内最高可配置到1024全功能数字通道:
Per-pin PPMU 每通道有独立的参数测量单元(SP3160V)
Per-pin Eldctric pin 每通道有独立的管脚电子
Per-board Timing 每板有独立的时序定时控制子系统
Per-pin Data Formats 每通道有独立的数据格式
Per-pin Level 每通道有独立的电平/负载设置
Per-pin Foil Map 每通道有独立的失效记录
Per-pin lean Map 每通道有测试向量自动学习功能
1.7 并行测试
由于SP3160V系统内部丰富的测试资源,并专门针对高速并行测试从软件和硬件两方面做了优化设计。最大限度提高了测试效率。
⒉数字系统
2.1 高频率
SP3160V测试系统的基本数据速率为100MHZ,二复用时为200MHz。
2.2 高精度
对于信号本身而言,其边沿定位精度(BPA)可达±250PS,最小输出脉宽为4nS,上升/下降时间为1nS;另一方面,运用自动定时校准硬件和软件的配合,可以使各路信号同步到达被测器件的引脚上,从而能够准确测试器件的特性。(此功能在数字系统校正时自动进行)从而达到高精度要求。
2.3 高管脚,高指标
SP3160V测试系统在一个机箱内最多可以配置到1024个数字通道(标配机箱为256个)用户可根据每通道卡32通道灵活配置,而且每个数字管脚都具有独立的多量程、宽范围可编程的逻辑电平,可编程负载和独立的管脚参数测量单元(PPMU):直流电压/电流源及电压/电流测量电压表。可以测量各种类型的数字电路。
管脚参数测量单元(PPMU)可以同时测量单个被测器件所有数字管脚或多个器件并行测试的直流参数。大大提高测试速度和编程序容易、方便、快捷。
四象限电压、电流源(four quadrant)。设置电压源同时设置输出和吸入电流范围。设置电流源同时设置高、低电压范围。所以即使输出短路电流也限定在设定的电流范围,不会损坏设备,保证设备高可靠。
电压源加压分辨率/电压源测量分辨率 最小0.5mV/2mV
电流源加流分辨率/电流源测量分辨率 100pA/100PA
2.4 管脚资源完全独立结构TESTER PERPIN
每个数字通道都具有强大的功能,具体表现为:独立的驱动电路, 比较电路,负载以及PPMU,以及向量,存储器,定时器等。这些通道独立的资源能满足日趋功能复杂的SOC器件测试的要求。
2.5时间边沿的高度灵活性能满足任何波形的测试要求
SP3160V测试系统具有较高的边沿精度和时序灵活性。EDA产生的测试向量可以通过VCD格式自动转换,SP3160V测试系统上进行运行。大大加快测试程序开发时间和提高效率。
具有这些特性,能够适应目前和将来复杂器件的发展要求。
2.6高性能
基于资源独立结构(Tester Per pin)的数字通道确保任何数字管脚,在任何时序下可以测试任何功能。
任意管脚(Any pin):所有数字通道均具有全部数字功能。每个通道都拥有完全独立的测试资源。每个通道都可以定义为输入、输出或双向信号或高阻态(驱动/比较电压-2至+7V)。每个管脚有多达16M图形存储深度,3位控制码可实现8种操作状态,其交直流参数,PMU电压电流测试参数、时序参数、负载等都可以独立灵活设置;
⒊系统选件
3.1 AD/DA测试选件
AD/DA测试选件是应数模转换器(D/A)、模数转换器(A/D)以及MCU、DSP内嵌存储器测试需求而设计的。它具有高达16位的分辨率,每块板具有8路双向模拟输入输出通道,其中提供两路精密电压参考源满足被测器件的需要,为客户的转换器测试提供了一种完善的解决方案。
3.3模拟通道测试选件AAPU
-每块APMU母板上最多可以有32个通道;
-每通道具有全范围4象限的电压源电压测量(0-±32V)、电流源和电流测量(0-±512mA);
-强大的功能减少了混合器件测试的成本;
3.4扫描测试选件SCAN
SCAN选件是为了满足器件结构测试的需求而出现的。许多大规模器件在设计阶段都提供了扫描测试的能力,以便在测试中较容易的发现器件结构上的缺陷。SCAN选件最大提供共享128M或512M的扫描深度。同时可以提供实时调试的失效BitMap显示用作器件结构缺陷分析。该选件集成在数字系统内部。
⒋软件系统
4.1操作系统
SP3160V软件系统采用Microsoft公司的Windows2003或Windows/XP。
该系统具交互性、多用户、多任务、数据安全性等特点。该操作系统运行安全可靠,易于掌握,是理想的测试系统平台。
4.2开发环境
科力SP316X测试开发环境基于Windows的测试开发组件。使ATE软件的灵活性、移植性及质量水准达到了最好的商业标准软件水平,它使我们体验到前所未有的易用性和广为接受的标准化。科力的开发环境包括了大量可以简化和加速测试开发周期的新特性。
4.3调试工具
为加速测试程序的开发,SP3160V提供了丰富的调试工具,包括面向系统硬件底层的调试工具、delph代码调试、图形界面调试工具等。
功能测试是数字器件测试程序的核心部分,其调试过程也是最耗费编程人员时间与精力的部分。科力公司凭借其丰富的测试经验,充分考虑调试人员的需求,在SP3160V软件系统中提供了功能强大的数字波形显示工具,其友好的人机界面极大地方便了工程师的调试工作。
4.4数据分析和特性分析统计工具,它们允许你产生:
数据日志报表(Log),提供测试器件屏幕信息的追溯;
测试汇总报表(Summary),用于提供一批器件的测试汇总情况,它包含测试总数,分类数量以及诸如良品率和主要失效项目的等信息,可以反映生产及产品情况。
相关性分析(Correlation),Shmoo和3D Shmoo图表等。
实时的产量趋势监控和实时的圆片地图
包含综合的数据分析工具,可以生成以上多种报表。
4.5脱机开发软件
SP3160V软件允许用户在不连接测试仪实体的情况下可以开发和调试测试程序。这样大大提高了程序开发效率。
总之,SP3160V的软件系统为用户程序开发、工程分析提供了丰富的分析和调试工具,这些都有利于缩短程序开发周期,加快产品的开发时间,提高产品市场竞争力。
⒌系统自诊断
SP3160V有一个完善的自我诊断软件系统。
自我诊断系统包含了一系列的诊断程序,分为单个诊断程序/多组诊断程序/系统诊断/快速诊断等多种模式,它们分别用于各种不同的场合。当测试系统发生故障时,自我诊断系统可以精确的定位故障,从而最大限度地减少故障排除时间,提高生产效率。
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