Test integrierter Schaltungen

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1 1. CAE Link und IC Qualifizierung 1.1 Ziel CAE Link Bei der letzten Übung wurden die Zeitdefinitionen und die Test Pattern manuell eingegeben. Aber bei hochintegrierten Schaltkreise muß ein anderer Weg gewählt werden. Der CAE Link kann alle Daten, bis auf die Spannungsparameter (von der IC Technologie abhängig), extrahieren IC Qualifizierung Bei einem entwickelten IC müssen zum Erstellen eines Datenblattes die Grenzen des IC s gefunden werden. Mit dem Propagation Delay Test kann die Gatter Verzögerungszeit bestimmt werden. Der Shmoo_2d Track Test ermöglicht uns, die Abhängigkeit der Periode von der Versorgungsspannung zu ermitteln. 2.1 CAE Link Grundlagen In der Design Phase wurde eine Digital Simulation durchgeführt. Diese überprüft den Schaltungsentwurf anhand eines Stimulus auf Funktionsfähigkeit. Der Stimulus und das Ergebnis der Digital Simulation beschreiben die Logik des IC s. CAE WORKSTATION HP SERIES CONTROLLER HP82000 SYSTEM HPIB LAN SIMULATION FILES TRANSFER SOFTWARE INTERFACE HP82000 SYSTEM SOFTWARE HARDWARE SETUP Aus dieser Information kann der CAE Link ( Interface) die Pin Konfiguration, das Timing und die Test-Pattern für das IC erstellen. Seite 1

2 2.1.2 Arbeiten mit dem CAE LINK Wir arbeiten hauptsächlich mit dem IC Designer Paket CA- DENCE. Die Digital Simulation wird mit dem im Paket enthaltenden Programm VERILOG durchgeführt. Das vom Designer erstellte Stimulus Eingabe File und von VERILOG erzeugte Ausgabe File wird von der TABULAR Bridge des CAE Links benötigt. Im CAE Link Hauptfenster wird mittels pull down die Tablar Bridge und außerdem durch Mausklick die Funktionen Pin Configuration, Timing Setup Extraction und Vector Setup Extraction aktiviert. Über das pull down Menü Select CAE System parameters wird das Simulation Output File sntest.tabular dem System bekannt gegeben. In dem Fenster ATE System parameters (pull down Menü select ) werden die Namen für die Pin Configuration (sntest cae), Timing Setup (sntest cae) und Vector Setup (sntest cae) vergeben. Für die restlichen Einstellungen werden die default Parameter übernommen. Nun kann der CAE Link über das Haupt Fenster gestartet werden. Für einen funktionsfähigen Test muß nur noch in der Pin Configuration die Zuweisung der Testkanäle und der DPS erfolgen. 2.2 IC Qualifizierung Grundlagen Zur IC Qualifizierung können alle Parameter der DPS, der PMU und jeder Pin Elektronik kontinuierlich verändert werden. Um z.b. die minimale (propagation delay time) und maximale (data hold time) Gatter Verzögerungszeit zu bestimmen, wird die Abfrage Flanke des Ausgangs innerhalb einer Periode, bei der der Ausgang von 0 auf 1 bzw. von 1 auf 0 wechselt, in vorgegebenen Schritten auf der Zeitachse verschoben. Bei jedem Schritt wird ein Functional Test mit den Test Pattern durchgeführt. Anhand der PASS/FAIL Ergebnisse des Functional Tests und den Schritten auf der Zeitachse werden die Gatter Verzögerungszeiten bestimmen. Seite 2

3 Aus dieser Gatter Verzögerungszeiten lassen sich wiederum Rückschlüsse auf die maximale Arbeitsfrequenz ziehen. Diese werden benötigt, um die Grenzen der Perioden für den Shmoo Plot zu bestimmen. Der Shmoo Plot ist ein zweidimensionales Diagramm, bei dem auf jeweils einer Achse die Periode in Nanosekunden und die Versorgungsspannung in Volt aufgetragen wird. SHMOO PLOT Parameter 2 Stop Fail Pass Start Start Step Stop Parameter 1 Der Shmoo_2d Trace Test variiert die den Achsen zugehörigen Parameter und ermittelt durch den Functional Test die Funktionsfähigkeit des IC s. Diese werden in dem Diagramm als Pass und Fail Blöcke dargestellt Propagation Delay Test Der Propagation Delay Test bestimmt, nach der in den Grundlagen erklärten Methode, die Gatter Verzögerungszeiten. In dem Test Control Fenster für diesen Test sind: pin list = die Ausgangs Pins [ref. pin/time] = ein Referenz Pin oder die Bezugszeit pass prop delay = maximale Verzögerungszeit in ns für das Pass Flag pass data hold = minimale Verzögerungszeit in ns für das Pass Flag [seq. label] = Label für den Test Pattern. Für den Test sind folgende Werte einzutragen: pin list = [ref. pin/time] = ns pass prop delay = ns pass data hold = ns [seq. label] = DEFAULT. Seite 3

4 Shmoo 2d Track Test Sollen mit einem Shmoo Plot die Abhängigkeit der Periode von der Spannungsversorgung ermittelt werden, müssen parallel zur Periodenzeit Änderung, die Abfragezeit des Ausgangs geändert werden. Diese erfolgt über die Tracking Parameter. In dem Test Control Fenster für den Shmoo 2d Track Test sind: param = die zu variierenden Parameter pinlist = bei welchen Pins unit = in welchen Einheiten start = Anfangswert stop = Endwert step = Schrittweite oder Anzahl der Schritte (#n) [offs. / ref.] = bei Bedarf zu definierende Achsen Offset [r.pin] = Referenz Pin [seq. label] = Label für den Test Pattern [test filename] = bei Bedarf zu definierende File Namen des Test Patterns. Die Tracking Parameter werden mit folgenden Abänderungen bestimmt: axis = Bezugs Achse start/slope = der Anfangs bzw. Endwert kann über einen Multiplikationsfaktor zu dem Bezugs Achsen Parameter definiert werden. Für den Test sind folgende Werte für die Achsen einzutragen: X axis Y axis param dps period pinlist unit start stop step #5 #5 [offs. / / / ref.] [r.pin] / / [seq. label] = DEFAULT [test filename] = / und folgende Werte sind für die Tracking Parameter zu ergänzen: axis param pinlist [unit] start/slope stop/[offs.] [seq.] / * / / Seite 4

5 Bespiel für ein Simulation Output File. TIME_UNIT 100ps; PERIOD 100ns; INP A_1, B_1; OUT Y; TABLE_ D > 3c;; # ABY # # 11 DATA_SECTION > 000; > 100; > 101; > 111; > 011; > 111; > 110; > 110; > 010; > 011; > 001; > 101; > 001; > 000; > 000; > 100; > 101; > 111; > 011; > 111; > 110; > 100; > 000; > 100; > 101; > 111; > 011; > 111; > 110; > 110; > 010; > 011; > 001; > 101; > 001; > 000; > 010; > 110; > 010; > 011; > 001; > 101; > 001; > 000; Seite 5

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