目前市場上實(shí)現(xiàn)老化測試系統(tǒng)的方式有很多種。除了老化系統(tǒng)制造商制造的通用產(chǎn)品之外，半導(dǎo)體制造商也開發(fā)了一些這樣的系統(tǒng)供自己使用。通常數(shù)字系統(tǒng)都是用計(jì)算機(jī)作為主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和基本電路控制，而一些非計(jì)算機(jī)系統(tǒng)只能用led作為狀態(tài)指示器，需要人工采集數(shù)據(jù)。
為了獨(dú)立測試?yán)匣迳系拿總€(gè)器件，每個(gè)器件必須在老化系統(tǒng)的控制下與其他器件電絕緣。內(nèi)存較適合這種場合，因?yàn)樗鼈儽辉O(shè)計(jì)成
它在具有多個(gè)選通信號(hào)的集群模式中使用，但是選通信號(hào)可能不可用于邏輯器件，這使得在老化系統(tǒng)中設(shè)計(jì)通用邏輯測試更加困難。因此存在不同的設(shè)備類型。
不同的邏輯老化系統(tǒng)是正常的。
老化測試系統(tǒng)可以分為兩類:邏輯器件和存儲(chǔ)器。邏輯器件測試系統(tǒng)可分為兩類:并行和串行；同樣，內(nèi)存測試系統(tǒng)可以分為兩類:非易失性和易失性。
邏輯器件老化測試
邏輯器件老化測試是兩類系統(tǒng)中難的，因?yàn)檫壿嫯a(chǎn)品具有多功能特性，器件上可能沒有選通引腳。為了使老化測試系統(tǒng)適用于所有類別。一種類型的邏輯器件必須有大量的輸入和輸出引線，這樣系統(tǒng)才能產(chǎn)生多引腳器件通常需要的各種不同的信號(hào)。老化系統(tǒng)還應(yīng)該有一個(gè)驅(qū)動(dòng)板作為每個(gè)信號(hào)路徑的驅(qū)動(dòng)板。
引腳驅(qū)動(dòng)器，一般采用較大的驅(qū)動(dòng)電流來克服老化板的負(fù)載特性。
輸出信號(hào)應(yīng)確保能夠處理任一需要老化的設(shè)備類型。如果老化測試板的加載有問題，它可以被分成兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)區(qū)，但這需要驅(qū)動(dòng)板上的信號(hào)線
數(shù)量翻倍。大多數(shù)并行輸出信號(hào)由特殊邏輯、預(yù)編程EPROM或可重新編程和下載的SRAM產(chǎn)生。SRAM的優(yōu)點(diǎn)是它可以被計(jì)算機(jī)用來重復(fù)編程。
該系統(tǒng)適用于多種產(chǎn)品。邏輯器件老化測試主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式:并行和串行，是指系統(tǒng)的輸入或監(jiān)控方式。通常，所有的邏輯器件測試系統(tǒng)都是并行的。
大量的信號(hào)通過這種方式傳輸?shù)皆O(shè)備，但通過這種方式進(jìn)行監(jiān)控并不能分離老化板上的每一個(gè)設(shè)備。
平行測試方法
并行測試是老化過程中測試器件快的方法，因?yàn)橛泻芏嘈盘?hào)線連接到器件的輸入輸出端以大化數(shù)據(jù)傳輸，I/O線的輸入端由系統(tǒng)測試控制，并行測試有三種基本方式:單選各器件、單管腳信號(hào)返回、多管腳信號(hào)返回。
單個(gè)設(shè)備選擇方法
如果預(yù)燒板上的設(shè)備可以與其他設(shè)備分離，則系統(tǒng)可以通過選擇方法單獨(dú)連接到每個(gè)設(shè)備。例如，如果使用芯片選擇引腳，所有器件并聯(lián)，一次只能選擇一個(gè)器件。
系統(tǒng)提供特殊的器件選擇信號(hào)，在測試過程中一次一個(gè)，老化時(shí)所有器件可以同時(shí)被選擇并接收相同的數(shù)據(jù)。這樣，每個(gè)設(shè)備將反過來，設(shè)備和老化系統(tǒng)之間的大量數(shù)據(jù)通過并行總線傳輸。這種方法的局限性在于，所選器件必須克服老化電路板和其他未選器件的容性和感性負(fù)載
可以降總線上設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速度。
單引腳信號(hào)返回在這種方法中，所有器件都是并聯(lián)的，但每個(gè)器件都有一個(gè)信號(hào)返回引腳外，所有器件同時(shí)進(jìn)入工作狀態(tài)。
系統(tǒng)選擇被監(jiān)控的設(shè)備并讀取相應(yīng)的信號(hào)返回線路。這種方法類似于串行測試方法，但信號(hào)引腳通常檢測可與保留值進(jìn)行比較的邏輯電平或脈沖模式。
檢測到的信號(hào)通常表示器件內(nèi)部的自測狀態(tài)，它存在于待測器件中。如果器件沒有自測，而系統(tǒng)只簡單地監(jiān)控其一個(gè)引腳，測試可靠性將大大提高。
多針信號(hào)回路
這種方法類似于單引腳信號(hào)返回，但每個(gè)器件會(huì)返回更多信號(hào)。因?yàn)槊總€(gè)器件有更多的信號(hào)返回線，所以這種方法需要多條返回監(jiān)控線。因?yàn)橛斜匾仨氂写罅康姆祷鼐€路專用于這種方法，因此系統(tǒng)的整體成本將急劇增加。對(duì)于沒有內(nèi)部自測且較復(fù)雜的器件，這種方法可能是必要的。
串行測試方法
串行測試比并行測試容易，但速度要慢得多。除了每個(gè)器件的串行信號(hào)返回線，老化板上的每個(gè)器件通常是并聯(lián)的。該方法用于某些地方。
一種設(shè)備，其功能可以通過一條信號(hào)回線反映各種狀態(tài)。測試時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須解碼，所以老化板上應(yīng)該有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
在所有設(shè)備上，但同時(shí)也支持老化板區(qū)域分離，進(jìn)行多路復(fù)用傳輸。
每個(gè)器件將信號(hào)返回到驅(qū)動(dòng)器板上的RS-232C接收器(RxD ),該接收器可以在驅(qū)動(dòng)器板上以多種方式重用。驅(qū)動(dòng)電路向所有器件發(fā)送信號(hào)，然后發(fā)送器件的RxD對(duì)于線路監(jiān)測，將選擇每個(gè)設(shè)備，系統(tǒng)將把獲得的數(shù)據(jù)與保留值進(jìn)行比較。這種測試系統(tǒng)通常使用驅(qū)動(dòng)板上的微處理器與RS-232C通信。
并作為故障數(shù)據(jù)緩沖器。
邊界掃描
邏輯器件老化的新趨勢是采用IEEE1149.1規(guī)定的方法，這種方法也稱為邊界掃描測試，采用五線電子協(xié)議(TCK、TDO、TDI、TMS和TRST)可以與平行測試方法進(jìn)行比較。
采用這種方法，測試端口和整個(gè)系統(tǒng)必須在設(shè)備內(nèi)部設(shè)計(jì)。設(shè)備上用于邊界掃描測試的電路屬于專用測試端口，用于測試設(shè)備，即使設(shè)備安裝在用戶終端系統(tǒng)開始工作后，測試端口仍然可以使用。通常，端口使用很長的串行緩沖鏈，可以訪問所有內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。每個(gè)緩沖器映射設(shè)備，因此，為了訪問設(shè)備的某個(gè)狀態(tài)，只需要將緩沖器的狀態(tài)數(shù)據(jù)串行移位到輸出。
除了數(shù)據(jù)通過端口串行移入器件之外，同樣的技術(shù)可用于對(duì)器件編程。IEEE1149.1規(guī)范詳細(xì)解釋了端口的操作。
記憶老化
存儲(chǔ)器老化和測試電路實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)簡單。所有設(shè)備統(tǒng)一寫入，然后分別選擇每個(gè)設(shè)備，讀出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，與原始值進(jìn)行比較。由于控制以及故障數(shù)據(jù)評(píng)估報(bào)告算法，所以內(nèi)存老化測試對(duì)于廠商來說是較有用的。
大多數(shù)存儲(chǔ)設(shè)備支持多個(gè)選通引腳，因此老化測試系統(tǒng)使用集群方法讀回?cái)?shù)據(jù)。有些系統(tǒng)有很寬的數(shù)據(jù)總線，每個(gè)集群可以同時(shí)讀取多個(gè)設(shè)備，然后主機(jī)或類似的機(jī)器劃分設(shè)備。增加老化板上并行信號(hào)的數(shù)量，可以提高速度，減少同一并行信號(hào)線連接的器件數(shù)量，降板和器件的負(fù)載特性。
易失性存儲(chǔ)器(DRAM和SRAM)
易失性存儲(chǔ)器是容易測試的，因?yàn)樗梢栽跊]有特殊算法或定時(shí)的情況下被擦除多次。一般所有器件同時(shí)寫入，然后依次選擇每個(gè)器件，讀回?cái)?shù)據(jù)并進(jìn)行比較。
比較一下。因?yàn)樵诶匣^程中可以重復(fù)進(jìn)行慢刷新測試，所以DRAM老化測試可以為后測試過程節(jié)省大量時(shí)間。要刷新測試，首先將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，然后等待一段時(shí)間使其可用。
有缺陷的存儲(chǔ)單元被放電，然后從存儲(chǔ)器讀回?cái)?shù)據(jù)以找出有缺陷的存儲(chǔ)單元。將這部分測試放入老化，意味著老化測試過程不需要進(jìn)行這種耗時(shí)的測試，從且節(jié)省時(shí)間。
非易失性存儲(chǔ)器(EPROM和EEPROM)
非易失性存儲(chǔ)器很難測試，因?yàn)閷懼氨仨毾炔脸?，增加了系統(tǒng)算法的難度，通常需要使用專門的電壓來擦除。不過測試方法基本相同:把數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存，用更復(fù)雜的算法讀回來。
老化測試系統(tǒng)性能
有許多因素會(huì)影響老化測試系統(tǒng)的整體性能。以下是一些主要方面:
1.首先是測試方法的選擇。理想情況下，設(shè)備將花費(fèi)在老化過程上。
時(shí)間少，可以提高整體產(chǎn)量。電氣性能條件差有利于加速故障的發(fā)生，所以可以快速反復(fù)測試的系統(tǒng)可以減少整體老化時(shí)間。單位時(shí)間內(nèi)截面切換次數(shù)越多，對(duì)設(shè)備的考驗(yàn)越大，故障出現(xiàn)的速度也會(huì)越快。
2.老化板的互操作性、PCB設(shè)計(jì)和偏置電路的復(fù)雜性。
老化測試系統(tǒng)可能被一些人稱為高速測試，但是如果機(jī)械連接或者老化板本身的特性會(huì)削弱信號(hào)質(zhì)量，那么測試速度就會(huì)是個(gè)問題。例如過度的機(jī)電連接。
增加整個(gè)系統(tǒng)的總電容和電感，老化板設(shè)計(jì)不良會(huì)產(chǎn)生噪聲和串?dāng)_，管腳驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)不良會(huì)限制快速信號(hào)沿所需的驅(qū)動(dòng)電流等。
影響速度的只是一部分瓶頸。此外，老化性能也會(huì)因負(fù)載和阻抗過大、電路偏置和保護(hù)元件值的選擇而受到影響。
3.計(jì)算機(jī)接口和數(shù)據(jù)采集模式。有些老化測試系統(tǒng)采用分區(qū)方式，一臺(tái)數(shù)據(jù)采集主機(jī)控制多塊老化板，有些則采用單板采集。從實(shí)際情況來看，單
平板法可以收集更多的數(shù)據(jù)，也可能有更大的測試輸出。
4.下載和轉(zhuǎn)換高速測試儀程序的能力。
有些老化測試系統(tǒng)有自己的測試語言，不需要為需要%節(jié)點(diǎn)切換的被測設(shè)備開發(fā)程序。然而，一些系統(tǒng)可以直接將高速測試程序轉(zhuǎn)換為老化應(yīng)用程序，但是以便在老化過程中進(jìn)行更準(zhǔn)確的測試。
5.系統(tǒng)提供參數(shù)測試的能力。
如果老化測試系統(tǒng)能夠進(jìn)行一些速度測試，可以獲得其他相關(guān)的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性研究，也有助于簡化老化后的測試過程。
6.根據(jù)時(shí)間動(dòng)態(tài)改變測試參數(shù)的能力，例如電壓和頻率。如果老化測試系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)改變參數(shù)，就可以加速通常屬于產(chǎn)品壽命后期的故障的發(fā)生。對(duì)某人來說，一些器件結(jié)構(gòu)、DC偏壓和動(dòng)態(tài)信號(hào)的功率變化會(huì)加速晚期失效的發(fā)生。
7.主機(jī)和測試系統(tǒng)之間的通信。因?yàn)楣δ軠y試程序很長，所以測試硬件的設(shè)計(jì)要盡可能快。一些系統(tǒng)使用慢速串行通信，如RS-232C或其他系統(tǒng)采用雙向并行總線系統(tǒng)，大大提高了數(shù)據(jù)流通率。
結(jié)束語
老化過程中的測試會(huì)帶來一些成本問題，但困難的是找到一種測試方法來完成器件所有可能的測試項(xiàng)目。
邊界掃描邏輯產(chǎn)品常見的老化測試方法，因?yàn)槠骷系臏y試端口是相同的，所以老化的硬件電路可以保持不變。
對(duì)于內(nèi)存，在小批量的情況下，好有一個(gè)既能處理易失性內(nèi)存又能處理非易失性內(nèi)存的測試系統(tǒng)。在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下，好使用不同的系統(tǒng)來降成本。
