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简化从设计到测试的过程

任何测试步骤中的小改进都可以减少整个周期时间。

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理查德·范宁、约翰·罗著

从设计到测试集成电路(IC)是一个艰巨的过程,包括许多步骤,包括:

  • 测试设计(DFT):确保芯片被设计成可以测试的方式的过程
  • 开发:自动化测试程序(atp)的开发
  • 台架:在台架上评估设备,以确保设计正确并满足要求的规格
  • 提出:将已开发的测试转移到自动化测试设备(ATE)
  • Debug:调试ATE上的测试
  • 表征:确定生产方差;微调性能,级别,时间等。
  • 生产发布:将atp转移到完整的生产环境中进行批量测试

这是一个迭代的过程,可能需要几个月的时间,所以应该评估每一步,以确定在整个过程中是否可以实现效率的提高。任何步骤中的小改进都可能影响其他步骤,并大大减少整个周期时间。

漫长而艰苦的培养和调试过程

一个显著的低效率领域是将测试程序从开发转移到生产所需的时间,特别是调试过程。

设计和测试工程师使用一组工具来创建测试序列,这些测试序列比测试工程师使用的测试具有更高的抽象级别。测试工程师在使用ATE时,通常是在一个更低的级别上谈论,在级别和时间上,他们的向量是1和0,因此在测试工程师使用的工具和设计工程师使用的工具之间存在语言差距,这使得调试复杂化。

让我们看看今天的过程。

测试程序的开发需要时间,很多时间

在最高级别上,设计和测试工程师使用的工具可以以ATE通常无法提供的方式与设备对话。工具使用的语言、设备的本机环境和ATE上使用的格式之间存在差距。让我们看一个具体的例子。

例如,在典型的模式流中,模拟器输出一个STIL或WGL文件,该文件由模式转换器转换为模式。然后将这些模式加载到测试器中,以便它们可以在ATE上运行,测试设备(该设备被称为待测设备或DUT)。

如果遇到问题,ATE只提供通过/失败的结果,而不提供有关发生原因的任何信息。此时,测试工程师必须从数据日志中获取大量的数据,并将该信息传递给设计工程师或台架工程师,他们现在正在接收他们不熟悉的格式的数据。然后必须将数据转换为他们理解的结果,以便他们能够在模拟中重现问题。

一旦识别出问题,设计工程师可以修改代码并为测试工程师生成一组新的输入,然后必须将其转换回平面模式,以便再次在ATE上运行测试以查看问题是否已解决。每一个来回的转换都需要时间,并有可能引入进一步的问题,甚至回归。

此外,设计和测试工程师通常不会同时工作,从而在响应之间产生滞后时间,并在本已耗时的过程中增加延迟。可能需要几周,甚至几个月才能得到正确的测试集。

那么我们如何缩短调试时间呢?通过使测试工程师能够在更高的抽象级别上交谈,这样测试工程师和设计工程师就可以使用同一种语言。

简化流程

为了促进这种简化的信息流,Teradyne创建了PortBridge工具,使设计和台架工程师能够直接与ATE进行调试,并使测试工程师能够理解和诊断平面模式中的故障。

上面的图以PortBridge和串行矢量格式(Serial Vector Format, SVF)文件为例,展示了一个典型的流。SVF文件是用ASCII(文本)文件表示JTAG测试模式的一种行业标准方法。

SVF文件的吸引力在于它是一个包含注释的简化模式文件。测试工程师和设计工程师希望在寄存器中工作,而不是在平面模式中工作,其中200个命令可能变成1000条和1000行平面模式。SVF文件提供了一个简化的平面模式文件,其中注释是内联的,因此当发生故障时,很容易通过注释理解这些代码行表示什么。

使用PortBridge,模拟器输出的SVF文件可以直接在ATE上执行,不需要ATPG。故障可以通过这些内联注释来理解和诊断,调试可以直接在ATE上进行。这省去了将平面模式转换为设计工程师能够理解的格式以便进行调试的步骤,然后将文件转换回平面模式以在ATE上运行。调试工具允许设置陷阱并查看实时结果以及全功能调试器中所期望的所有标准功能。

如果设备遇到问题,PortBridge支持ATE和EDA工具或工作台脚本之间的直接通信。在测试器上所做的更改是实时反映的,并且任何连接的工具都可以远程查看设备的状态。这使得设计和台架工程师可以使用他们最熟悉的工具,但可以与测试工程师合作,直接在ATE上调试dut。与修改和重新转换更新的STIL或WGL文件相比,这个过程可以节省大量的时间。

结论

从测试设计到生产是一个耗时的过程,许多步骤都会引入错误。通过在更高的抽象级别上编程和调试来降低复杂性意味着更少的翻译问题和设计、DFT和测试工程团队之间的沟通延迟。使用PortBridge,调试时间将从几个月缩短到几天,并采用了平台和软件优化的解决方案。

John Rowe在Teradyne担任工厂应用工程师超过20年,在那里他专注于PortBridge软件和设计/Bench/ATE集成。在加入Teradyne工厂应用之前,Rowe曾在德克萨斯州担任现场应用工程师。



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