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论文研究-基于良率最大化的高效SOC测试程序开发 .pdf 评分

基于良率最大化的高效SOC测试程序开发,何晖,,本文将讨论一种针对SOC芯片的低成本测试时间减少解决方案,该方案只是在原有的测试平台(V93K)基础上,改良测试方法和提升测试效��
国武技论文在线 THIN HOST RGBD∫ CONTROL CONTROL 印PH COLOR 126 AUDIO SSI/SPI RGBD/DEP OUTPUT SLAVE 128J/_AVE OUTPUT INTERFACE INTERFACE -- CONTRO 1c0 SSI/SPI F-124 ADC CONTROL MASTE EXIT i RESET: 78 48 : ADC POWER RECEIVER 2.1 STEREO MIC ADC 9B COLOR 70 CMOS DATA 打 ERFACE COLOR CMOS RESETIPOWER 122 SENSOR 2C coNTROL MASTER 1 2 C cONTROL W 49DEPTH DEPTH CMOS L RESET/POWER CMOS SENSOR INTERFACE DATA/CONTROL FLASH RESE 132-INTERFACE 133 POWER EMITTER MANAGEMENT APB 图1.芯片原理图 芯片应用 拥有超强的并行计算逻辑,可控制近红外光源,进行图像编码并主动投射 近红外光谱。同时,通过一个标准的 图像传感器接收投影的 红外光谱 并且将编码后的反射斑点图像传输给 对此进行处理并生成深度图像。 更像是·台体感摄影机,它同时导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输 入、语音辨识、社群互动等功能 玩家可以通过这项技术在游戏中开车、与其他玩家 互动、通过互联网与其他玩家分享图片和信息。 芯片测试要求 由于该芯片是·款功能复杂的芯片,其中包括各种不同的图像,音频信号处理模 块。其测试项目主要包括 等参数测试 的功能测试 表1.测试项目的列表 国武技论文在线 国武技论文在线 以芯片的测试为导向对硬件的选择和开发 测试机的选择 芯片测试平台的选择,包括很多参考要素,芯片的 组数,信号管脚的数量,最大 的测试 还有最高的运行频率,这些都是决定测试平台的关键 表2.测试机资源要求及比较 根据上述要求,排除 和 最大频率 没有足够的数 字通道数目,从测试工厂装机量和小时使用成本考虑,排除 。综合考虑芯片关键参数和测试机使用成本, 胜出最大时钟频率 向量存储容量数字通道数目到 每小时测试成本最绎济。同时从 良率角度考虑, 系列的测试机在生产中性能非常稳定,测试机故障引起良率 国武技论文在线 低的儿率相对其它测试机是最少的,对量产的良率有了较好的保障。 测试机介绍 测试系统是由 在业界享有盛誉的三人系列测试机台整合改进 而成。它们是在数字功能和模拟功能分别具有领先地位的 测试机台,以及 在射频和微波方面领导业界标准的测试机台 将数字,模拟和射频三 种测试功能和谐的整合在冋一个测试机台中,并且延续∫ 一贯的自由灵活化升级配 置,即保留大部分硬件配置,仅通过部分数字测试通道板 ,模拟模块 ,射频模块 等的增加或改变,实现向更高性能的升级。 图2.测试平台 测试电路板的设计 根据测试机的特性,再结合成本的考量,最终以 的设计为最终量产的 的要求 根据测试平台,芯片的封裝结枃,引脚薮,电源通道数量,数字通道数量,模拟通道数 量,要用何种模块进行测试,是单颗测试还是多颗并行测试。同时要考虑如何降低测试电路 板对良率的影响,尤其是直流和时间参数的测试。 对·般电路部分的设计 在测试电路板的 布局上,由于这是一颗带有混合信号, 所以对电路 层的布局要特别注意,数字电路和模拟电路要亢全分开以避免相互影响。对一般电路要求如 布线环境:和测试机匹配 不要在板正面和背面布线,尽量放在中间层, 避免混合信号测试的信号干扰和噪声数字电源和模拟电源要独立开 要把数字和模拟信号放置在独立的层,再用电源地层隔开 防止 和噪声 高频信号 要进行屏蔽 国武技论文在线 选用适用于高温测试的电路板材料,尽量消除温度敏感对良率的影响。 基于上述要求,我们选用了材料的板。该材料最髙忍耐温度为度,最 高频率可到 电路部分的设计 考虑到 测试对硬件有特殊的要求,测试板电路的匹配电阻必须是欧姆。而 般的测试板匹配电阻是欧姆。考虑到该匹配电阻的特殊性,我们在设计测试电路板时, 就专门针对 电路作一层布线,该层的匹配电阻为欧姆,其余层为欧姆。 而且 的供电电源一定要靠近 的信号层。 由于要对 的直流参数进行测试,必须考虑到信号的布线,所有 端 ∏的走线要·样长,信号要完全匹配,同吋要避免走线的突出。从而杜绝潜在的良率损失。 实际的设计电路图如下 USB YDD H:4 45。hms 下 n,E一 PE11705 SnA TELE 172-5 I>USB DOLPLUSO RF0,3-5 、R36 R38 211七ess1。1]dbe45ohms Keep red traces as short and clean as possible Keep blue traces as short as possible to prevent stubs The capacitive load introduced in USB DOUT+/ pins by any relays or tester mechanism should be less than SpF in each D+/D- pin 图3.电路设计 测试时间减少来控制成本 针对本项目减少测试时间的方法 通过之前的分析,针对本项日的量产成本控制,最终选择从测试的成本控制,这样就从 测试时间的分布着手,来选择合适的测试项目进行分析和调试 国武技论文在线 Samba I cst Imc Distribution (ms 1236 210% 39.81% 1686‰ 囗ADC □B|sT 口 FucAi 口 Parameter 156% PLL 197% 25.34% 口Reay a scan 图4. Samba测试时间分布图(优化前) 衣3.测试项目的主要分类 测试项目 相应的改善方法 芯片Scan测试 芯片测试吋间比重最大的测试项目(40%),因为Scan是 个功能测试,可以尝试利用增加测试频率来实现时间的降 低 芯片 Parameter测试 经过分析,参数测试中,某些测试项日可以改变成功能测试 的模式,来减少时间; 模数转换测试(ADC) 模数转换测试对硬件的要求特别高,输入信号对电容的冲放 电时间有依赖,可以尝试在硬件电容上做一些改变; 功能测试项目( Function)芯片因为应用有非常多个功能测试,但很多测试项目在大量 的生产中都不会有失效,可以利用统计学的原理把这些项日 从测试程序中剔除; 测试项目之间的 Relay Relay在的目的是,让测试项目之间不会用太多的相互影 响,可以通过反复测试,剔除那些不会影响前后测试项目的 RELAY 程序的调试和稳定性验证 提高测试频率的调试 原理:从最基本的角度来看,提晑测试频是最有效最直接的方法来减少测试吋间,所 以我们要从芯片和测试机的性能去了解,芯片在工作时那些功能模块可以工作在更高的频率 下,通常的测试方法就是利用测试机在一个周期提供两个输入信号的方式,来直接提高芯片 的频率达到减少测试时间的目的 国武技论文在线 MH/iv 目 failed 包固 0.02V/v 图5.测试的 SHMOO图 从 图片可以看出来,芯片的在作电压下,而已跑到频率在 而之前 的测试要求频率是 所以从理论上单纯的提高频率可以达到日的,但从图中可以看 岀,此频率已经快接近芯片的极限频率,这样就对测试机的為定性和信号通道的噪声影响要 最低。 实现方法:有一个 功能,这个功能是通过 的计算出测 试机之间各个信号通道的差异,然后利用一个 来记录结果,在实际测试过程中 去利用算法去补偿这个差异从而把信号通道之问的噪声降低到最小; CTeaTE Graphical Control File 正ee RUN RUN MARGII MARGIN Mezcureests Measuements TEST REPORT FILE Architecture of the pin margin tool 图6.Scan测试的SHM0O图 参数测试转换为功能测试高测试频率的调试( 原理:参数测试是利用测试机里的 )参数测量单元, 进行追个的电压或者电流测试,由于测试机内数量的有限,所以整个测试过程中, 国武技论文在线 只能按的顺序,·个个进行量测,这样机会消耗大量的等待吋问,降低的测试的效率: 经过分析参数测试项目中, 测试可以利用此方法去进行调试。 实现方法:因为次测试项目的测试 所以我们通过一种预设 的方法,把所有量测的预先设定在 的条件下,在请设计人员设计 一个简单的测试 最终通过判新测试的结果来判断次测试项目是否通过,最 大的优点,就是一次把所有的都通过此方法测试到。 EVELSETB Funcion volh 2mA LEVELSET Funcion Wolh 4mA E囗LAT|DNS SPEJ5 PINS all no VoleemA PinS all ng vOlTA ⅥT气成y2 yd=训L y VOLEVT-MUIL LOWIIl i=VIH JOHEYVT+MID HGH SA=WOL nA mit [mA PINS VOLH 2nA PINS WULH 4TA MDL0价M mrI= VIL MID_ HIGH M ri=vIH 功h=H SO=VOL H MatF VOH 以=计T t亠T io=IOL ioh=OH 购=0H 图7.测试程序中预设的具体公式 改变电容来改变模拟信号 原理 模数转换测试主要是依靠 上相应电容的 放电产生电压信号,在绎过采样去转化成数字信号,来完成芯片电路的测试,这里测 试时间的关键就在取决电容的放电时间。 《 RLL NE <MICIN_4 c117 F R2i 82K 5.日K C126 B.2K c122 图8. Loadboard ADC Input Schematic佟A图9. Loadboard ADC Input Schematic图B 从 图可以看出左右的输入电容和,电容值为所 以重点就在电容值的评估上,看看能否改动电容值而不影响测试的结果。 实现方法:从下表的数据结果看,通过改动 端的电容大小,可以 看出当我们把电容值改到时,既没有影响到测试的稳定性有可以降低测试时间,而 虽然降低的测试时间更多,但测试结果看,已经失真,所以此电容不可取。

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