- 工程师的需求
- 计算机用于测试
- 传统总线的驻留
- IC验证
- 通信测试
亚洲金融风暴造成了电子设计和制造行业的极大变化。许多公司不得不重新调整其在亚洲的战略策略,尤其在产品和市场方面。
对批量生产和提高产能的重视使得测试也开始变得引人注目。许多测试公司,如Teradyne,正在大力尝试生产测试一体化的解决方案。这种一体化方案主要通过共享测试和生产数据来实现,从而可进行实时纠错。
现在大多数公司都提倡一种“完全”测试解决方案,以适应各种各样的应用。Hewlett-Packard的子公司Agilent Technologies所提出的策略综合了自动x光检测(AXI)和在线测试(ICT)以及功能测试的“简化”形式。这与Teradyne建议的方案很相似。
正如八十年代IC的发展迫使工程师们将测试方法改为在线测试(ICT)一样,新世纪也需要更新的测试方法。ICT将被逐步淘汰,让位于新的测试装置。据Genrad预测,近十年中将出现一种全新的、功能超强的测试器。
新型测试装置将具备如下性能:自动固定接口设计、可重构的测试硬件、测试工具即插即用、可与工厂控制系统进行通信。
在ICT逐步让位于增强功能的测试手段过程中,其它一些缺陷检测手段,如自动光检测(AOL)、悬浮探测器和AXI将填补这段过渡空白,并且结合有过程监控功能。
但是,在速度上功能测试无法同ICT竞争。半导体工业协会的技术路标预示着测试会向器件设计转移。随着电路复杂性的不断增加,硅将被用于板上和系统上的内建自测试(BIST)。不过,过程检测技术将继续补充BIST、“自诊断”、“自修复”。
封装效应
据预测,到2012年器件封装的引脚数将高达2,690。要实现这个目标,行业需处理几个要素,最基本的要素是尺寸。目前可做到高引脚数的方法包括PGA、 QFP、 BGA和近期的微球栅阵列(mBGA)。制造商已经通过升级现有机器,将这些封装技术大量综合于SMT装配和测试过程中。
然而这种升级并不能延长ICT的存在时间,因为新的封装形式将达到每平方厘米有几百只引脚。这种引脚密度可能使得测试探针难于插入,也无法增加专用测试垫。虽然还有几年才会采用新封装,但现在就需调整测试方法,以满足消费者对产品价格和质量的期望。
在BIST和自修复技术成为主流以前,由于传统的后期测试方法效率较低,所以必须考虑如何提高产品质量并降低测试成本。新的方法可能与测试相结合或把测试错误覆盖分散到装配线上。
分散测试覆盖尤其适用于每一生产阶段的早期检测及纠错,这就是Genrad时常提到的过程控制。不过,如果需要插入附加的测试过程,便应重新检查测试方法以降低成本。
工程师的需求
虽然在亚洲,测试技术趋势还未显著改变,但对测试的要求已经增强。例如,台湾的工程师正不断寻找混合信号测试的解决方案。而在台湾逐步提升其在射频/无线领域的设计时,这种需求将不断增强。
去年7~9月间,Keithley Instruments进行一项调查,以统计使用中以及所需求的产品和技术。在793位接受调查的工程师和科学家中,31%需要快于每秒1,000次读数的速度,大约18%要求高于18位(5 1/2数位)的分辨率。
计算机用于测试
“在早期基于计算机的仪器系统中,使用者通过GPIB将各个独立的仪器连接在一起,”National Instruments 公司总裁兼CEO James Truchard博士说,“这样每个仪器可被同样地编程。但是现在的个人计算机可构建仪器系统,同时通过计算机互连可在全公司内进行资源共享。PC真正地改变了测试和测量系统的构建方法。”
MIT的Media Labs正在进行一项研究,以开发量子计算机,用做超大并行计算环境的工具。但要提供可行的商用产品,还需很长时间。
不久的将来,虚拟运算即将出现。National Instruments最近介绍了他们虚拟测试环境的一种实时版本LabVIEW RT。该版本驻留在其自身带专门微处理器的机板上。即使相连的计算机复位,LabVIEW仍能继续测量处理。LabVIEW应用一种固有的并行数据流语言,适合多流应用。
传统总线的驻留
数据来源:Keithley Demanding Measurements Survey, 1999年7月-8月
虽然测试业和分析家一直预言串行总线“连接性”的结束,但是Keithley的调查却显示客户依旧钟情于它。事实上,串行总线的用量已增至近81%(见表)。总裁兼CEO Joseph P. Keithley说,“也许我们不应惊讶于串行总线的弹性-它适用于每个PC,并且免费。”
串口、4-20mA和IEEE-488总线协议将继续适用于无需远程接入的场合。需要进行控制的场合,用户将可能会选择高快协议,如Ethernet、USB和FireWire。此外,远程测量将可能越来越普及。
然而GPIB不会很快消失。GPIB仪器具有其它解决方案无法比拟的分辨率和精确度,以及无槽环境的应用。在重视总线速度的应用中,GPIB仪器将得到改进,不再有象IEEE-488那样受数据吞吐量的限制。
椐Keithley的调查,ISA背板的使用量也稳定地保持在58%。虽然PCI用量已增长了10%,但是用户满意的最显著的增长却是VXI背板。
IC验证
传统的验证方法已无法胜任系统级芯片和复杂的ASIC设计。通常设计者倾向于使用完整的、基于模块的设计和验证。这样便能在集成所有模块之前,对单个模块的硬件进行验证。
设计测试DFT技术,如JTAG/1149.1和ATPG(自动测试图形生成工具),也不能为超深亚微米(VDSM)设备提供适当的错误覆盖。一些专家建议开发新的技术,LogicVision Inc. 的CEO和总裁Vinod Agarwal博士最近提出一种“微测试器”构想,它可用于测试设计中每个功能和结构模块。微测试器网络被集成到芯片级,并且通过JTAG/1149.1口存取,以提供完整的解决方案。这种嵌入式测试方案将大量后端测试难题转移到高度自动化的前端设计过程。
通信测试
在亚洲,通信产业也许是最受关注的产业。西方以投资的眼光密切关注着中国,而在台湾进行的大部分模拟/混合信号设计都与通信应用有关。
IEC(国际电工委员会)去年末公布了一个标准以及包括EMI测量的测试报告。其中第一条就是用于无线电干扰、抗干扰测量仪器和方法的CISPR 16-1规范。它规范了用于9Hz ~18GHz频率范围内测量无线电干扰电压、电流的设备的性能。
第二个是CISPR 21规范,它涉及到在脉冲噪声情况下移动通信所受的干扰。这个标准讲述了判定降级的方法和改善性能的措施。报告则概述了利用话音传输原理进行移动接受机设计的测试程序。
另一个热门话题是数字用户线(DSL)技术。利用DSL,可使提供普通电话业务(POTS)的同一电缆用于高比特率的数字业务。
去年,由于在DSL上传送分组话音和数据业务所表现出的希望,导致在VoDSL领域产生多于35个的独立的合伙企业。领头的厂家Jetstream、CopperCom和TollBridge通过提供综合的话音和数据解决方案,成为VoDSL领域的领导者。Conexant Systems Inc.决定同CopperCom进行合作,为用户专用设备(CPE)制造商开发一系列VoDSL半导体系统解决方案。AccessLAN、MCK、和Paradyne,A.G. Communications和Lucent建立战略合作伙伴关系,以强有力的竞争姿态出现。
尽管电缆电话仍处于主导地位,但VoDSL似乎成为亚洲更可行的解决方案。在测试领域几乎没有完整的解决方案。完整的DSL测试需要高达1.1MHz的宽带测量。使用手持测试终端接入本地环路,测试单独的线路,并分析结果,这些工作通常是单调乏味的。
测试工程师们所希望的一些典型的功能包括:
- 能将闭合电流加到任一线对,并产生独特电压和声音,以便技术人员在远端进行服务验证；
- 错误分离能力,以发现问题出在CO或CPE；
- 开放接口,可连接其它测试设备；
- 广泛的远程环路鉴定功能；
- 各环路中的非插入式桥接监视或隔离,自动获取整个联合体中的环路频谱。
许多解决方案都提供了工程师所期望的部分功能。虽然个别电信公司仍或多或少地使用用户化的解决方案,但Turnstone、Tollbridge、HP和其它厂家的影响正推动行业向自动化和远程终端化逼近,以扩展各领域的解决方案。
经济是原动力,不精确和劳动密集型的解决方案将被价廉、高效的手段所取代。对CO平台,特别是手持或简小型平台,一个明确的要求是结合用户专用测试装置。
DSL的下一个热点将是对在DSL上的ATM 虚拟电路(VC)或帧中继VC动态配置的支持进行验证和性能测试,其中动态配置是通过发生在CPE中的PPP-over-Ethernet和PPP-over-ATM连接来进行。据TeleChoice的DSL资深分析家Claudia Bacco分析,最终的测试方案必须具备以下特性:简化数据解释,由单一测试器提供更多数据而不需多种测试器,能按个别团体的需求进行定制化输出,从而更好地与现有系统结合。
总而言之,测试市场刚刚开始顺应运营商的要求,今年会有全新的、更“全面的”测试方案出台。
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