Устройство для контроля параметров электронных блоков

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля параметров интегральных схем. Цель изобретения - повышение производительности труда - достигается путем одновременного контроля функционирования динамических и статических параметров быстродействующих интегральных схем. Устройство содержит пульт 1 управления, предназначенный для ввода-вывода информации, хранения редактирования и отображения буквенно-цифровой информации, узел управления 2 для обработки информации и управления процессом контроля параметров, блок 3 памяти, внутреннюю магистраль 4, генератор 5 стимулирующих сигналов, блок 6 источников-измерителей, датчики 7 и 10 тока, дискриминаторы 8 и 9 амплитуды, блоки 11 и 12 нагрузок, коаксиальную линию 13 связи, анализатор 14, преобразователь 15 параметров импульсов и блок 16 контактирования. Структурные схемы блоков 1 и 2 приводятся в описании изобретения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 31/28

Я

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 41869 19/24-21 (22) 27.01.87 (46) 07 04 89. Бюл, ¹ 13 (72) В.В.Белогуб и Б.И.Бровко (53) 621. 317. 79 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 1145311, кл. G 01 R 31/26, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 962862, кл. G 05 В 23/02, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля параметров интегральных схем. Цель изобретения — повьппение производительности труда — достигается путем одновременного контроля функционирования динамических и статических па„„SU„„3473156 А1 раметров быстродействующих интегральных схем. Устройство содержит пульт

1 управления, предназначенный для ввода-вывода информации, хранения, редактирования и отображения буквенно-цифровой информации, узел 2 управления для обработки информации и управления процессом контроля параметров, блок 3 памяти, внутреннюю магистраль 4„ генератор 5 стимулирующих сигналов, блок 6 источников-из !åðèòåлей, датчики 7 и 10 тока, дискриминаторы 8 и 9 амплитуды, блоки 11 и 12 нагрузок, коаксиальную линию 13 связи, анализатор 14, преобразователь

15 параметров импульсов и блок 16 контактирования. Структурные схемы блоков 1 и 2 приводятся в описании изобретения. 2 ил.

147)156

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров интегральных схем (ИС).

Цель изобретения — повышение производительности труда за счет одно— временного контроля функционирования динамических .и статических параметров быстродействующих интегральных схем.

На фиг.1 представлена .блок-схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока управления.

Устройство (фиг.1) содержит пульт 15

1 управления, узел 2 управления, блок 3 памяти, внутреннюю магистраль

4, генератор 5 стимулирующих сигналов, блок 6 источников-измерителей, первый датчик 7 тока, первый 8 и вто- 20 рой 9 дискриминаторы амплитуды, второй датчик 10 тока, первый 11 и вто— рой 12 блоки нагрузок, коаксиальную линию 13 связи, анализатор 14, преоб-,. разователь 15 параметров импульсов в код и блок 16 контактирования.

Пульт 1 управления предназначен для ввода-вывода информации, хранения, редактирования и отображения буквенно-цифровой информации. 30

Узел 2 управления предназначен для обработки информации и управления процессом контроля параметров.

Узел 2 управления (фиг.2) содержит блок 17 управления, регистровый ариф- 35 метико-логический блок 18, первый 19 и второй 20 постоянные запоминающие блоки (ПЗУ), генератор 21, канал 22, дешифратор 23, блок 24 управления прерыванием, блок 25 формирователя 40 специальных управляющих сигналов, блок 26 логики, блок 27 резидентной памяти, блок 28 управления каналом, мультиплексор 29, канальные приемопередатчики 30, параллельный интер- 45 фейс 31 блок 32 связи с пультом управления, таймер 33, оперативный за.поминающий блок (ОЗУ) 34, блок 35 расширенной арифметики, блок 36 внутреннего ввода. 50

Узел 2 управления входом и выходом соединен соответственно с выходом и входом пульта 1 управления.

Выход первого датчика 7 тока соеди нен с входом первого дискриминатора

8 амплитуды. Выход дискриминатора 8 соединен с первым входом преобразователя 15, с вторым входом которого соединен выход второго дискриминатора 9 амплитуды. Вход дискриминатора

9 соединен с первым выходом второго датчика 10 тока. С внутренней магистралью 4 соединены первая и вторая группы входов-выходов блока 3 памяти,. первая и вторая группы входов-выходов и группа входов узла 2 управления, первая и вторая группы входов и группа выходов преобразователя 15.

Первый выход и третий вход преобразователя 15 соединены с первым входом и первым выходом генератора 5 стимулирующих импульсов, второй вход и второй выход которого соединены с выходом и входом анализатора 14, Группа выходов анализатора 14 соединена с внутренней магистралью 4, с которой соединены также первая и вторая группы входов анализатора 14 и генератора 5 стимулирующих сигналов, Группа выходов генератора 5 соединена с третьей группой входов анализатора 14. Третий вход генератора 5 стимулирующих сигналов соединен с выходом первого датчика 7 тока, вход которого соединен с первым выходом блока 6 источников-измерителей, второй выход которого соединен с входом второго датчика 10 тока. Второй выход датчика 10 тока соединен с первым входом блока 16, второй вход которого соединен с третьим выходом блока

6 источников-измерителей, первая группа выходов блока 6 соединена с группой входов первого блока 11 нагрузок, а вторая группа выходов с группой входов второго блока 12 нагрузок.

Третий выход генератора 5 соединен с внутренней магистралью 4, с которой соединены третья группа выходов, первая и вторая группы входов блока 6 источников-измерителей. Вторая группа выходов генератора 5 соединена с третьей группой входов анализатора

14, с группой выходов первого блока

11 нагрузок и с группой входов коаксиальной линии 13 связи, группа выходов которой соединена с группой выходов второго блока 12 нагрузок и с информационной группой входов блока 16.

Выход генератора 21 соединен с входом блока 35 расширенной арифметики, входом регистрового арифметикологического блока 18, входом второго

ПЗУ 20, первым входом блока 17 управления. Второй вход блока 17 управления соединен с выходом блока 24 управления прерыванием, группа входов

1471156.10

15 которого соединена с первой .группой выходов параллельного интерфейса 31, вторая группа выходов которого соедииена с группой входов блока 26 логики, первый выход которого соединен с третьим входом блока 17 управления.

Четвертый вход блока !7 управления соединен с выходом блока 28 управле- ния каналом, группа входов-выходов которого соединена с первой группой входов-выходов параллельного интерфейса и с первой группой входов блока 27 резидентной памяти, группа выходов которого соединена с первой группой входов мультиплексора 29.

Вторая группа входов мультиплексора

29 соединена с второй группой входов блока 27 резидентной памяти и с группой выходов канальных приемо-передат- 20 чиков 30, первая группа входов-выходов которых соединена с второй группой входов-выходов параллельного инлельного интерфейса соединена с груп- 25

30 пой выходов блока 25 формирования специальных управляющих сигналов, дом блока 26 логики, входом блока 36 внутреннего ввода, входом блока 24 управления прерыванием, входом блока

28 управления каналом, с входом блока 27 резидентной памяти и с входом мультиплексора 29 ° Вход-выход мультиплексора 29 соединен с первой группой входов-выходов регистрового арифметико-логического блока 18, с второй группой входов-выходов канальных приемо-.передатчиков 30 и с группой выходов блока 36. Группа входов-выхо- 40 дов блока 34, группа входов-выходов таймера ЗЗ и группа входов-выходов блока 32 связи с пультом управления соединены с каналом 22.

Выход дешифратора 23 .соедийен с 45 входом параллельного интерфейса 31.

Канал 22 соединен с группой входов-выходов блока 25, группой входов блока 35, группой входов блока 19, группой входов-выходов блока 20, вто50 рой группой входов-выходов регистрового арифметико-логического блока

l8, Группа выходов мультиплексора 29 соединена с группой входов дешифратора 23 и второй группой входов-выхо55 дов приемо-передатчиков 30. Вход узла 2 управления соединен с первым входом блока 32, выход которого соединен с выходом пульта 1. Первая и

4 вторая группы входов-выходов и группа входов узла 2 соединены с третьей и четвертой группами входов-выходов и с второй группой входов интерфейса 31.

Блок 3 памяти представляет собой оперативное запоминающее устройство, в котором хранятся программы контроля конкретных типов объектов контроля, содержащих информацию о номерах контролируемых выводов и режимах контроля, Внутренняя магистраль 4 представ" ляет собой линии связи, обеспечивающие передачу адреса, данных, результата контроля и других управляющих сигналов.

Первый 8 и второй 9 дискриминаторы амплитуды формируют на выходе сигнал при наличии на входе импульсов напряжения требуемой амплитуды. Импульсы напряжения соответствуют импульсам тока

Датчик 10 тока предназначен для выделения импульсов тока при изменении логического состояния на выходе объекта контроля.

Коаксиальная линия 13 позволяет передать беэ динамических искажений логические сигналы от генератора 5 к контролируемой ИС и обратно к анализатору 14.

Преобразователь 15 параметров импульсов в код преобразует задержку сигналов, поступающих на его входы от дискриминаторов 8 и 9, в соответствующий цифровой код.

Анализатор 14 предназначен для сравнения информации на выводах объекта контроля при функциональном контроле с эталонной информацией, поступающей с генератора 5. устройство для контроля параметров имеет три режима работы. Объект контроля, подключаемый к блоку 16 контактирования, является интегральной схемой ЭСП-структуры (в дальней шем контролируемая ИС).

Первый режим. Контроль функционирования ИС на рабочей частоте (50400 мГц), при котором на входы контролируемой ИС подаются тестовые воздействия (последовательность логических "О" и "1") и сравнивается реакция контролируемой ИС с эталонным значением.

Второй режим. Контроль статических параметров ИС, заключающийся в эада147

5 нии точных значений входных напряжений, соответствующих логическому "О" и логической "1", и измерении при этом входных токов, а также измерение (контроль) выходных напряжений (логический "О" и-логическая " 1") при заданном токе нагрузки, Третий режим. Контроль и измерение динамических параметров ИС, в частности задержек распространения логических сигналов с входа контролируемой ИС на выход.

Контроль функционирования ИС.

Особенность контроля функционирования ИС ЗСЛ-структур заключается в требовании согласования связи источника сигнала с контролируемой ИС.

Подключение к измерительной линии любых неоднородностей (реле, электронных коммутаторов, измерительных при боров) нарушает согласование и приводит к искажению результатов. При этом необкодимо иметь в виду, что рабочая частота контроля функционирования достигает 400 мГц.

Контроль функционирования начинается с подготовительного этапа, при котором в генератор 5 записываются тестовые комбинации для функционального контроля данной ИС. Записывается также информация об ожидаемой реакции контролируемой ИС на стимулирующие воздействия. Кроме того, в генератор 5 записывается информация (коды), соответствующая требуемым задержкам выходного сигнала, Записывается также информация о номерах вывоI дов контролируемой ИС, на которые необходимо подавать воздействия и с которых требуется снять реакцию.

В блок 6 записывается информация (коды), соответствующая напряжению, которое необходимо задать для питания контролируемой ИС и которое требуется подать на датчики 7 и 1О и на контролируемую ИС. Записывается также код напряжения, которое требуется подать на блоки 11 и 12 нагрузок.

После подготовительного этапа поступает команда на пуск генератора 5.

По команде "Пуск генератора" генератор 5 разрешает выдачу тактовых импульсов и начинается считывание .тес- товой последовательности, в соответствии с которой формируется соответ ствующая комбинация сигналов на выходах генератора 5 с частотой, которая

1156

55 предварительно записана на подготовительном этапе, Чтобы исключить отражение в линию связи (коаксиальная линия 13), она согласована с двух сторон блоками 11 и !2 нагрузок с сопротивлением, равным волновому. При этом общее сопротивление линии и нагрузочного резистора должно соответствовать номинальной нагрузке для контролируемой ИС.

В ответ на входные воздействия контролируемая ИС вырабатывает на своих выходах логические сигналы, которые поступают на вход анализатора 14. Одновременно с генератора 5 в анализатор 14 поступает эталонная последовательность тестовых сигналов. По сигналу "Строб" анализатор

14 производит сравнение двух последовательностей логических сигналов и результат сравнения »ыставляет в шину "Результат".

При несравнении двух последовательностей логических сигналов анализатор 14 формирует сигнал "Брак Ф", который поступает на вход генератора

5 и останавливает его работу. В этом случае процесс контроля заканчивается, генератор 5 выставляет на магистраль 4 сигнал "Конец контроля", а анализатор 14 — результат сравнения. Узел 2 упранления производит анализ результата сравнения по каждому разряду и выдачу результата контроля на пульт 1.

Если в результате сравнения сигнал "Брак Ф" не вырабатывается, то после окончания работы генератора 5 на магистраль 4 выставляется сигнал

"Конец контроля", а также результат по шине "Результат".

По этим сигналам узел 2 управления обращается к программе контроля (программа хранится в блоке 3 памяти), и, если программа окончена, выдает на пульт сигнал об окончании контроля и результат контроля.

Если же программа контроля не окончена, то процесс контроля продолжается, Контроль статических параметров

ИС.

Контроль статических параметров проводится с использованием блоков

11 и 12 нагрузок. Линия 13 согласонана с двух сторон сопротивлениями блоков 11 и 12 и коммутаторы для под147 1156 ключения входов-выходов контролируемой ИС не требуются, При контроле выходного напряжения на выводах контролируемой ИС (логический "0" или логическая 1") на входы поступает соответствующая

Ф комбинация сигналов, задаваемая генератором 5.

При этом источники-измерители блока 6 запрограммированы таким образом, что на блок 11 нагрузок подается напряжение, равное 2 В, а соответствующий источник-измеритель в блоке 6, подключенный к блоку 12 нагрузок, переводится в режим измерения напряжения.

Затем на источнике-измерителе, подключенном к выходу блока 11 нагрузок и к соответствующему выводу контролируемой ИС, плавно изменяется нап ряжение (по соответствующим командам .. узла 2 управления) с измерением тока.

Результат измерения тока после каждого шага изменения напряжения передается в узел 2 управления, где сравнивается со значением, требуемым по ТУ. При достижении требуемой величины тока опрашивается источник-измеритель блока 6, подключенный к блоку ,12 нагрузок и установленный ранее в режим измерения напряжения. Значение измеренного напряжения передается в узел 2 управления, где сравнивается с требуемым по ТУ.

Таким образом, проводится точное измерение выходного напряжения контролируемой ИС при заданном токе нагрузки. При этом источник †измерите непосредственно к измерительной линии 13 не подключен и не нарушает условий согласования. В момент переключений измерительная линия 13 согласована, а последующее изменение тока происходит медленно по сравнению с переходным процессом и не вызывает отражений и искажений в линии 13.

Измерение входного тока. В этом режиме предварительно производится калибровка, для чего до установки контролируемой ИС измеряется входной ток на выводах устройства при отсутствии сигнала (закрытом состоянии)

У на выходах генератора 5.

Измерение производится следующим . образом.

Блок 6 через блок ll нагрузок задает в измерительную линию 13 напряжение логического "0 и логической

"1" и при этом измеряет ток. Результат измерения передается в узел 2 управления и запоминается в блоке 3.

Затем устанавливается контролируемая ИС и снова производится контроль входного тока при напряжении логического "0" и логической "1". Результат контроля передается в узел 2 управления и корректируется по значениям, полученным при калибровке. После этого полученное значение тока сравнивается с требуемым по ТУ и по результатам сравнения определяется резуль15 тат.

Контроль динамических параметров.

В этом режиме предварительно калибруется преобразователь 15 параметров импульсов в код, для чего в преобразователь 15 записываются данные о максимальном и минимальном значениях задержки переключения контролируемой ИС.

Затем сигнал от дискриминатора 8, который свидетельствует о том, что стимулирующий сигнал поступил в ли— нию 13, поступает на первый вход преобразователя 15, а сигнал от дискриминатора 9, который свидетельствует о переключении контролируемой ИС после воздействия стимулирующег6 сигнала, поступает на второй вход преобразователя 15. Электрическая длина коаксиальной линии 13 выбрана таким

35 образом, чтобы время задержки распространения по линии связи дискриминатора 8 плюс время распространения по линии связи между генератором 5, анализатором 14 к входам контролируемой ИС до первого входа блока 15 было равно задержке распространения сигнала по линии связи от дискриминатора 9 до второго входа блока 15.

Измерение динамических параметров

45 контролируемой ИС производится путем измерения задержки между сигналами, поступающими на первый и второй входы преобразователя 15, и сравне-, ния с предварительно установленными

50 граничными значениями. В случае выхо да результата за граничные значения преобразователем 15 формируется сигнал, поступающий в генератор 5 и прекращающий контроль.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для контроля параметров электронных блоков, содержащее

147 1156

I0 9 узел управления, вход и выход которого соединены с выходом и входом пульта управления соответственно, блок памяти, преобразователь параметров импульсов в код, анализатор, генератор стимулирующих сигналов, последовательно соединенные первый датчик тока и первый дискриминатор амплитуды, выход которого соединен с первым входом преобразователя параметров импульсов в код, с вторым входом которого соединен выход второго дискриминатора амплитуды, вход которого соединен с первым выходом второго датчика тока, первый блок нагрузок и блок контактирования, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности труда, в устройство введены блок источников-измерителей, второй блок нагрузок, коаксиальная линия связи и внутренняя магистраль, с которой соединены первая и вторая группы входов-выходов блока памяти, первая и вторая группы входов-выходов и группа входов узла управления, первая и вторая группы входов и группа выходов преобразователя параметров импульсов в код, первый выход и третий вход которого соединены с первым входом и первым выходом генератора стимулирующих сигналов соответственно, второй вход и второй выход которого соединены с выходом и входом анализатора, группа выходов которого соедииена с внутренней магистралью, с которой соединены первая и вторая группы входов анализатора и генератора стимулирующих сигналов, группа выходов которого соединена с третьей группой входов анализатора, третий вход генератора стимулирующих сигналов соединен с выходом первого датчика тока, вход которого соединен с первым выходом блока источников-измерителей,. второй выход которого соединен с входом второго датчика тока, второй выход которого соединен с первым входом блока контактирования, второй вход которого соединен с третьим выходом блока источников-измерителей, первая группа выходов которого соединена с группой входов первого блока нагрузок, а вторая группа выходов — с группой входов второго блока нагрузок, третий выход генератора стимулирующих сигналов соединен с внутренней магистралью, с которой

25 соединены третья группа выходов, первая и вторая группы входов блока источников-измерителей, вторая группа выходов генератора стимулирующих сигналов соединена одновременно с третьей группой входов анализатора, с группой выходов первого блока нагрузок и с группой входов коаксиальной линии связи, группа выходов которой соединена с группой выходов второго блока нагрузок и с информационной

35 группой входов блока контактирования.