Аннотация.
В данной работе представлено устройство, имитирующее типовое применение испытуемой микросхемы на основе микроконтроллера ATmega8-16AU, которое обеспечивает питание микросхемы и контроль потребления, подачу входных воздействий в соответствии с испытательной диаграммой, токовую нагрузку выходов микросхемы, контролирует ответ микросхемы на входные воздействия в соответствии с испытательной диаграммой.
Ключевые слова: микросхема, микроконтроллер.
Введение.
Нынешнее развитие микроэлектронных технологий обуславливается стремительными темпами роста. Динамическое развитие технологий требует от разработчика быть готовым к новым потребностям технологического рынка и разрабатывать все более совершенные и многофункциональные устройства. Поэтому, чем сложнее становится разрабатываемое устройство, тем жестче становятся требования к тестирующему оборудованию. Оно должно осуществлять тестирование, настойку и полноценный контроль будущих разработок.
Обзор и анализ стендов на заводе Микрон.
На заводе Микрон установлены испытательные комплексы ДМТ-145 для электротермотренировки радиоэлектронных элементов и устройств. Комплекс предназначен для создания условий проведения электротермотренировки в диапазоне температур от 55 до 160°C. Комплекс питается от однофазной сети переменного тока напряжением 220В. Потребляемая электрическая мощность не более 3000 Вт. Время установления рабочего режима комплекса не более 30 минут. Время непрерывной работы не регламентировано.
Обзор схем включения микросхем при испытаниях на заводе Микрон.
Раньше на заводе Микрон тестировались микросхемы с малым количеством выводов, с входными воздействия и выходными диаграммами представляющий себя меандр и проверяемых выводов было очень мало, было 4 вывода которые нужно было контролировать и они легко контролировалось операторами.
Ниже представлена схема включения микросхем при испытаниях на безотказность, которая использовалась раньше на заводе Микрон.
Контроль задания электрического режима проводится по 4,7,9,12 выводам периодическим подключением осциллографа.
Временная диаграмма выходного сигнала при испытаниях.
Сейчас микросхемы имеют большее количество выводов и более сложные выходные диаграммы, следовательно операторы уже в не состоянии проверять такое количество выводов и такие сложные выходные диаграммы. Ниже представлена схема включения микросхем при испытаниях на безотказность, которая используется по настоящее время на заводе Микрон.
Контроль задания электрического режима проводится по 34 выводам.
Временная диаграмма выходного сигнала при испытаниях.
Для проверки микросхем можно приобрести стенды для проведения испытаний на надежность, безотказность и электротермотренировку. Так как на заводе Микрон уже есть камеры тепла (печки), то задача разработки блока контроля параметров при испытаниях микросхемы является актуальной.
Структурная схема.
Выбор микроконтроллера.
В настоящий момент на рынке существует множество различных семейств микроконтроллеров. Я остановил свой выбор на семействе AVR фирмы Atmel. Эти 8 разрядные RISC микроконтроллеры являются, пожалуй, наиболее интересным и прогрессивным направлением, развиваемым фирмой. Микроконтроллеры семейства AVR представляют собой мощный инструмент и прекрасную основу для создания различных устройств. Компания Atmel предоставляет бесплатную интегрированную среду разработки Atmel Studio, которая дает возможность разработки кода на языке С или ассемблере, реализует моделирование, а также без проблем взаимодействует с программаторами и отладчиками.
Выбор среды проектирования.
Правильный и обоснованный выбор средства автоматизированного проектирования (САПР) — залог успеха выполнения поставленной задачи! Я выбрал Altium Designer, так как это не просто программа для разработки плат или схем, а полное рабочее место инженера-электронщика, которое позволяет решать все задачи, связанные с проектированием электронных устройств:
· можно реализовать идею устройства в виде схемы
· разработать для неё печатную плату
· написать и отладить код для ПЛИС
· создать трехмерную модель платы с компонентами для проверки ее соответствия с установочными элементами корпуса
Главная идея пакета Altium Designer — сквозное автоматизированное проектирование.
Типовая схема испытания микросхемы.
Схема тестирования.
Аналоговый мультиплексор передаёт данные от нескольких источников к компаратору по одному общему каналу, потом компаратор сравнивает значения на прямом и инверсном входе, то есть сравнивает выход мультиплексора с эталонным значением, которое записано в программируемый резистор. Далее при помощи конъюнкции сравниваем выход компараторов с таблицей проверок и определяем на каких тактах нас интересуют выходные реакции, потому что микросхема на определённых тактах может находиться в третьем состоянии. С помощью счетчика 1 проверяем выводы аналогового мультиплексора от 1 до 70. Счетчик 2 на каждый такт исполнения перебирает таблицы проверок и тестовых последовательностей. Тестовые последовательности через формирователь уровней подаются на входы микросхем. Потом при помощи дизъюнкции суммируем результат с верхнего и нижнего логического уровня и передаем на обработчик ошибок, который производит обработку ошибок путем сравнения с эталонными реакциями.
Заключение.
В данной работе удалось реализовать блок контроля параметров при испытаниях микросхемы. Во время разработки устройства были проанализированы существующие стенды проведения испытаний на надежность и безотказность различных микросхем. Получившиеся устройство имитирует типовое применение испытуемой микросхемы. Внедрение данного устройства на предприятии обеспечит экономическую выгоду.
Список литературы.
- Топильский В.Б. Схемотехника измерительных устройств [Учебное издание]. Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
- Магеррамов Р. В. Процесс тестирования интегральных микросхем // Молодой ученый. — 2015. — № 13. — С.
154-158. - Сабунин А.Е. Altium Designer. Новые решения в проектировании электронных устройств. — М.: Солон-Пресс, 2009.
- Сабунин А.Е. Цикл статей по работе с программой Altium Designer. — Современная Электроника, 2008, № 6–9, 2009, № 1–7.
- Лехин С. Н. Схемотехника ЭВМ / СПб.: БХВ-Петербург,2010.