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电路设计遵循可测试性设计规程(上)

更新时间:2015-12-04 11:30:10点击次数:588次

随着微型化程度不断提高,组件和布线技术也取得巨大发展,例如 BGA 外壳封装的高集成度的微型 IC ,以及导体之间的绝缘间距缩小到 0.5mm ,这些仅是其中的两个例子。电子组件的布线设计方式,对以后制作流程中的测试能否很好进行,影响越来越大。下面介绍几种重要规则及实用提示。

通过遵守一定的规程( DFT-Design for Testability ,可测试的设计),可以大大减少生产测试的准备和实施费用。这些规程已经过多年发展,当然,若采用新的生产技术和组件技术,它们也要相应的扩展和适应。随着电子产品结构尺寸越来越小,目前出现了两个特别引人注目的问题?一是可接触的电路节点越来越少;二是像在线测试( In-Circuit-Test )这些方法的应用受到限制。为了解决这些问题,可以在电路布局上采取相应的措施,采用新的测试方法和采用创新性适配器解决方案。第二个问题的解决还涉及到使原来作为独立工序使用的测试系统承担附加任务。这些任务包括通过测试系统对存储器组件进行编程或者实行集成化的元器件自测试( Built-in Self Test , BIST ,内建的自测试)。将这些步骤转移到测试系统中去,总起来看,还是创造了更多的附加价值。为了顺利地实施这些措施,在产品科研开发阶段,就必须有相应的考虑。

1 、什么是可测试性

可测试性的意义可理解为?测试工程师可以用尽可能简单的方法来检测某种组件的特性,看它能否满足预期的功能。简单地讲就是?

检测产品是否符合技术规范的方法简单化到什幺程度?

编制测试程序能快到什幺程度?

发现产品故障全面化到什幺程度?

接入测试点的方法简单化到什幺程度?

为了达到良好的可测试必须考虑机械方面和电气方面的设计规程。当然,要达到最佳的可测试性,需要付出一定代价,但对整个工艺流程来说,它具有一系列的好处,因此是产品能否成功生产的重要前提。

2 、为什么要发展测试友好技术

过去,若某一产品在上一测试点不能测试,那幺这个问题就被简单地推移到直一个测试点上去。如果产品缺陷在生产测试中不能发现,则此缺陷的识别与诊断也会简单地被推移到功能和系统测试中去。

相反地,今天人们试图尽可能提前发现缺陷,它的好处不仅仅是成本低,更重要的是今天的产品非常复杂,某些制造缺陷在功能测试中可能根本检查不出来。例如某些要预先装软件或编程的组件,就存在这样的问题。(如快闪存储器或 ISPs ? In-System Programmable Devices 系统内可编程器件)。这些组件的编程必须在研制开发阶段就计划好,而测试系统也必须掌握这种编程。

测试友好的电路设计要费一些钱,然而,测试困难的电路设计费的钱会更多。测试本身是有成本的,测试成本随着测试级数的增加而加大;从在线测试到功能测试以及系统测试,测试费用越来越大。如果跳过其中一项测试,所耗费用甚至会更大。一般的规则是每增加一级测试费用的增加系数是10 倍。通过测试友好的电路设计,可以及早发现故障,从而使测试友好的电路设计所费的钱迅速地得到补偿。

3 、文件资料怎样影响可测试性

只有充分利用组件开发中完整的数据资料,才有可能编制出能全面发现故障的测试程序。在许多情况下,开发部门和测试部门之间的密切合作是必要的。文件资料对测试工程师了解组件功能,制定测试战略,有无可争议的影响。

为了绕开缺乏文件和不甚了解组件功能所产生的问题,测试系统制造商可以依靠软件工具,这些工具按照随机原则自动产生测试模式,或者依靠非矢量相比,非矢量方法只能算作一种权宜的解决办法。

测试前的完整的文件资料包括零件表,电路设计图数据(主要是 CAD 数据)以及有关务组件功能的详细资料(如数据表)。只有掌握了所有信息,才可能编制测试矢量,定义组件失效样式或进行一定的预调整。

某些机械方面的数据也是重要的,例如那些为了检查组件的焊接是否良好及定位是否所需要的数据。最后,对于可编程的组件,如快闪存储器, PLD 、 FPGA 等,如果不是在最后安装时才编程,是在测试系统上就应编好程序的话,也必须知道各自的编程数据。快闪组件的编程数据应完整无缺。如快闪芯片含 16Mbit 的数据,就应该可以用到 16Mbit ,这样可以防止误解和避免地址冲突。例如,如果用一个 4Mbit 存储器向一个组件仅仅提供 300Kbit 数据,就可能出现这种情况。当然数据应准备成流行的标准格式,如 Intel 公司的 Hex 或 Motorola 公司的 S 记录结构等。大多数测试系统,只要能够对快闪或 ISP 组件进行编程,是可以解读这些格式的。前面所提到的许多信息,其中许多也是组件制造所必须的。当然,在可制造性和可测试性之间应明确区别,因为这是完全不同的概念,从而构成不同的前提。

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