如何测试物联网设备吗

在最近的一次活动中,测试专家称IC行业需要一个测试芯片的新范式物联网(物联网)。

消息是相当简单的解释。现有的自动测试设备(吃)非常适合测试今天的数字,模拟,和混合信号芯片,尽管它可能装备不良或过于昂贵测试IoT-based设备。

但是不是那么容易掌握也清楚:什么是物联网呢?和参与物联网是什么芯片?基本而言,物联网涉及到网络中各种设备之间的无缝沟通。物联网系统可能包括三个基本组成部分——单片机、射频芯片和传感器/ MEMS设备。

下一个问题也是明显的。如果物联网起飞,现有吃可以处理和测试IoT-based设备符合成本效益的方式?还是真的需要一个新类的测试人员吗?事实证明,有几种方法可以测试IoT-enabled设备。它可能需要两者的结合传统和非传统,硬件的方法。与今天的芯片,与物联网设备的目标是控制测试时间和测试成本。

“物联网设备驱动体积,如衣物、智能移动设备和家庭自动化,都有两个共同点——无线和传感器。这些物联网芯片特性创建一个严重挑战传统吃范例,”卢克Schreier说,在国家仪器自动化测试营销高级经理。“芯片的这些设备通常是低功率较小的数字销项,通常与串行协议,可以挑战传统吃的成本结构。测试无线和传感器,需要昂贵的射频和模拟升级选项以及精致的处理技术。”

什么是物联网?
可以肯定的是,物联网仍是一个模糊的话题。它仍然是不清楚所有的技术将在现实世界中工作。“物联网专用的物理对象包含嵌入式网络技术意义上或与他们的内部状态和外部环境,”迪恩·弗里曼说,Gartner的分析师。“物联网组成一个生态系统,其中包括,通信、应用程序和数据分析。物联网的汽车是一个很大的组成部分,将发挥很大的作用,将办公大楼。”

例如,在汽车物联网可以预见性维护地区发挥作用,包括整个发动机传感器的使用,根据Gartner。LED照明是另一个物联网的应用程序,“智能LED灯”是连接到一个网络,可以感知环境,根据该公司。和在家里,智能电视和机顶盒可以归类为物联网系统。

总的来说,Gartner预测,49亿连接的事情将在2015年使用,较2014年增长30%,2020年将达到250亿。半导体器件加工、传感和通信部分的物联网市场预计将在2015年增长36.2%,相比之下,整个集成电路市场增长5.7%,根据Gartner。

测试物联网设备
测试物联网芯片和传感器,有几种方法。但首先,芯片制造商必须得到他们的手臂在一个简单的问题类型的芯片需要测试吗?“物联网的主要部分是一个射频设备的附件,或射频功能,单片机,“Jason Zee说Teradyne消费者业务部门经理。

单片机可以从4 - 32位设备。每个数字核心,单片机与三个主要的组件集成模拟-数字转换器和闪存。“所以微控制器,你开始将射频协议。这可能是802.11或无线个域网。你也可以有一个低能量的版本的蓝牙,”Zee说。

总之,单片机和射频仍离散设备。在测试流程中,芯片通过通常的晶圆测试步骤。在某些情况下,独立的单片机和射频芯片可能需要两个单独的测试平台和程序。一个平台测试单片机,而另一个处理射频。“从调查开始,你做两个插入。在那个特定的点,这不是一个集成单死,”他说。

然后,许多芯片制造商将单片机和射频模集成到system-in-package (SiP)。这个SiP进行最后的测试步骤。“历史上,你必须做两次达阵期末测试,可能在两个不同的平台上,”他说。

问题是相当明显的。测试流程需要太多的平台和插入,从而推高了测试时间和成本。帮助解决问题,Teradyne J750将提供一个射频仪器的选择,一种低成本的测试人员。“现在,你有一个单流在一个平台上,“Zee说。“你可以测试插入J750(晶圆测试)。,你基本上有一个着陆在最后的测试。所以,你不需要维护多个平台和测试程序”。

测试时间和测试成本
“在最后的测试,测试可能的射频部分增加了5%到10%,”他说。“但实际上测试成本下降。要删除一个插入最后的测试。你也可以把一个着陆与更高的站点数。”

另一个吃了供应商,效果显著,正朝着同样的方向与测试平台。但是在物联网应用中,芯片制造商将不仅测试单片机和射频芯片,但他们也必须处理一个单独的传感器/ MEMS组件。有时,这三个设备可能驻留在相同的SiP测试地板上也提出了更多的挑战。“作为一个例子,一个惯性传感器集成在一起与单片机和蓝牙可能经历三个插入不同的配置,吃“戴夫·阿姆斯特朗说,业务发展总监效果显著。“随着交易量的增加,多个插入方法对质量和成本约束崩溃。”

测试单片机和射频芯片进行理解和与传统的吃。但是测试传感器/ MEMS设备需要不同的策略。“通常需要测试这些部分是吃加一些感官刺激在校准环境,”阿姆斯特朗说。“感官刺激,当然,取决于什么类型的传感器是被测试和试验是如何做的。”

有几种方法可以测试一个MEMS装置。效果显著和Teradyne可以测试MEMS-based设备使用现有的吃。吃也可能需要专门的电路的测试设备(DUT)。它还需要另一个主要元素。“在半导体器件,数字或模拟,你认为“Teradyne Zee说。“当谈到MEMS,你注入第三维度。它可以是振动。它可能是湿度。”

例如,测试一个加速度计,不仅必须进行电气测试,而且振动测试。在这种情况下,一个OEM或设备制造商将开发一个定制的测试单元,这将使试验机振动。“测试电MEMS部分,没有什么复杂的。复杂的是压力或刺激你投入它,”Zee说。

所以今天,现有吃可以测试单片机,RF MEMS。但是随着时间的推移,吃行业可能需要制定一个新的低成本、高度并行测试人员解决物联网。在概念,这可能包括一个“普遍销”架构,支持混合信号,射频和数字。“为了支持这个,需要创造性的解决方案,”效果显著的阿姆斯特朗说。“最好的方法是“瑞士军刀”的方法,用吃的类似资源的设备。”

测试MEMS /传感器的另一个可行方法是使用专业,MEMS-based处理器/测试系统,比传统的吃和集成电路处理程序是不同的。传统集成电路处理程序自动拿起一个芯片和所说的测试人员在测试插座。然后,在吃了一部分通过或失败。

一般来说,MEMS-based处理器/测试系统提供热空调,机械刺激和电气信号路径测试的加速度计,陀螺仪和其它MEMS器件。“MEMS测试业务实际上是一个处理和刺激,”Richard Chrusciel说FocusTest副总裁,该公司专门从事MEMS-based测试系统的设计。”这让这整个一大跳。”

一般来说,MEMS-based测试系统可能包括一个套接字,可以提供某种形式的电子测试。“它还必须提供某种形式的机械刺激。例如,对于一个加速度计和陀螺仪,我翻转装置或设备的轴旋转。如果是high-g装置,它通常是用振动刺激,”Chrusciel说。“那套接字也需要维持电接触。这整件事必须在温度。是什么让这个真正的困难。”

在业界广为人知的挑战。“测试时间很长,”他说。“我可以花10到12秒机械定位设备以电测试参数”。

成本也是一个问题。一个ASIC和加速度计,2010年被安置在同一个包,卖2美元左右。惊人的30%到40%的图2美元是MEMS装置用于测试。“现在,在过去的三、四年,大部分的asp MEMS-based商业传感器下降了50%到60%,”他说。“这意味着我卖2美元的设备是现在1美元或更少。我量上升了至少两个或更多,但我的测试成本保持不变。这就是这个行业,现在仍然是,在很多情况下。测试成本是杀死这些人。”

解决方案是什么?答案是:测试MEMS并联。“你需要测试大量的并行,”他说。“你必须测试很多这些人或你不能赚钱。”

事实上,MEMS测试/处理程序的球员,包括Multitest说Tesec,分别推出了具有高度并行的系统测试功能。(FocusTest设计Tesec MEMS测试人员。Tesec制造和销售市场的系统)。

接下来是什么?
显然,MEMS测试/处理程序玩家正在向传统的吃。和传统的玩家尝试解决MEMS吃了。事实上,Xcerra,原名LTX-Credence,收购Multitest 2013年末,推动吃公司到MEMS测试业务。如果物联网确实起飞,效果显著,Teradyne可能需要回应,可能考虑一个类似的路线。