أساسيات اختبار الشرائح النصفية - اختبار الوظائف

يهدف اختبار الوظائف (Functional Test) إلى التحقق من الوظائف المنطقية للشريحة، وهو نوع من الاختبار يستخدم متجهات الاختبار وأوامر الاختبار للقيام به. بالمقارنة مع اختبار التيار المستمر النقي، فإن الخطوات المجتمعة في اختبار الوظائف تكون أكثر تعقيدًا وارتباطًا.

أثناء مرحلة اختبار الوظائف، يقوم النظام بإدخال متجهات الاختبار إلى الشريحة بشكل دوري، ويقدم النتائج المتوقعة ويقارنها بالبيانات المخرجة. إذا كانت النتيجة الفعلية غير متطابقة مع القيمة المتوقعة لمتجهات الاختبار، فإنه يعتبر ذلك فشلاً.

المفاهيم الأساسية

متجهات الاختبار (Test Vectors)

تُعرف متجهات الاختبار أيضًا بنمط الاختبار (Test Pattern)، ويمكن اعتبارها كجدول الحقائق الصحيحة لوظيفة الجهاز المصممة. تؤكد متجهات الاختبار على التوقيت، وعادة ما تكون مجموعة من إدخالات ومخرجات. يتم استخدام 0/1 لتمثيل مستوى منخفض / مرتفع للإدخال، ويتم استخدام L/H/Z لتمثيل مستوى منخفض / مرتفع / حالة مقاومة عالية للإخراج، ويتم استخدام X للدلالة على عدم وجود إدخال أو إخراج.

اختبار الوظائف الكلي

اختبار وظائف معلمات مختلفة

اختبار نظام التشغيل - اختبار الوظائف

لا يعتبر الفتح أو القصر جزءًا من الوظائف، ولكن يمكن أيضًا اختباره باستخدام طريقة اختبار الوظائف. يتم إغلاق وحدة الإمداد الكهربائي والسائق (PMU و Driver) واستخدام Current Load و Voltage Receiver للقيام بالاختبار. يتم توضيح رسم توضيحي للاختبار على النحو التالي:

إليك خطوات الاختبار:

1. قم بتوصيل جميع الأطراف باستثناء الأطراف المراد اختبارها (أطراف الطاقة والإشارة) إلى الأرض.
2. حدد قيم VOL/VOH (مثل 0.2V/1.5V).
3. قم بتعيين الأطراف المراد اختبارها في وضع الإخراج وقم بفصل هذه الأطراف (حالة مقاومة عالية Z).
4. قدم VREF (3V) لتشكيل تيار الحمل الديناميكي (حوالي 400µA) وقم بقياس الجهد على الأطراف المراد اختبارها
   • إذا كان الجهد أعلى من VOH (+1.5V): فشل (مفتوح)
   • إذا كان الجهد أقل من VOL (+0.2V): فشل (قصر)
   • حالة مقاومة عالية (انخفاض الجهد بعد التوجيه الإيجابي بحوالي 0.65V): نجاح
5. إعادة تعيين حالة الأطراف، ثم قم باختبار الطرف التالي.

إليك مثال لنمط المتجهات لهذا الاختبار:

00000   /* الدورة 1: قم بتوصيل جميع الأطراف بالأرض */
Z0000   /* الدورة 2: اختبار الثنائي الواقي للطرف الأول */
0Z000   /* الدورة 3: اختبار الثنائي الواقي للطرف الثاني */
00Z00   /* الدورة 4: اختبار الثنائي الواقي للطرف الثالث */
000Z0   /* الدورة 5: اختبار الثنائي الواقي للطرف الرابع */
0000Z   /* الدورة 6: اختبار الثنائي الواقي للطرف الخامس */
/* الدورة التالية ستتم تنفيذها بشكل منفصل */
ZZZZZ   /* الدورة 7: قم بفصل جميع الأطراف واختبارها */

إليك رسم توضيحي لتغير الجهد الطبيعي على الأطراف وعملية العينة. تم تعيين نافذة العينة على 0.9µs ومدة استمرارها 0.01µs للسماح بارتفاع الجهد إلى الاستقرار قبل العينة:

ثم يتم اختبار الثنائي الواقي مع الأرض. يتم فحص ما إذا كان مفتوحًا (إذا كان هناك قصر، فسيكون من المؤكد أنه لن يجتاز الاختبار السابق). إليك رسم توضيحي لاختبار الثنائي الواقي مع الأرض باستخدام طريقة اختبار الوظائف:

في هذا الاختبار، يتعين تشغيل الدورة السابقة رقم 7 فقط (ZZZZZ) لاختبار جميع ثنائيات الواقي مع الأرض بشكل متوازٍ.

(تستخدم DPS لسحب الأطراف إلى الأرض؛ إذا فشلت الدورة المفتوحة، ستكون الجهد المقاس هو VREF وليس جهد القيود، لذا لا تخلط بينها وبين طريقة التيار المستمر.)

1. 供电 VDDmin（？？）。
2. 设置 VREF（量程中间值），将形成动态负载电流。
3. 执行功能测试，监控引脚的电压
   • 低于 VOH Spec 或高于 VOL Spec：Fail
   • 高于 VOL Spec：Fail
   • 其他区间：Pass

VIL/VIH 测试 - 功能测试法

VIL/VIH هو لمعرفة ما إذا كان DUT يمكنه التعرف بشكل صحيح على المنطق المدخل. يتم توضيح رسم توضيحي لاختبار VIL/VIH باستخدام طريقة الاختبار الوظيفي (نفترض أن الجزء الأيسر من الشريحة هو دبوس الإدخال والجزء الأيمن هو الإخراج ، ومستويات الجهد المنطقية للإدخال والإخراج متزامنة):

يتم تنفيذ اختبار VIL/VIH باستخدام طريقة الاختبار الوظيفي على النحو التالي:

1. يجب أن يتم توفير الطاقة VDDmax لـ DUT أولاً.
2. يتم تطبيق جهد الإدخال المعترف به VIL/VIH على دبوس الإدخال وتوفير مرونة معينة للمعلمات الأخرى.
3. يتم تنفيذ اختبار الوظائف ومراقبة جهد دبوس الإخراج
   • أقل من VOH Spec: فشل
   • أعلى من VOL Spec: فشل
   • نطاق آخر: نجاح
4. يجب توفير الطاقة VDDmin لـ DUT وتكرار العملية المذكورة أعلاه.

إذا واجهت مشكلة في اجتياز الاختبار ، وإذا كان من الصعب تحديد موقع الخطأ ، يمكنك إعطاء مرونة إضافية لاستبعاد المشكلات الناجمة عن عوامل أخرى. على سبيل المثال ، قم بتطبيق أفضل مستوى منخفض لـ VIL (0V) وأفضل مستوى عالٍ لـ VIH (VDD) وتحقق مما إذا كان بإمكان الاختبار النجاح وفقًا للإجراء ، ثم قم بتعيين قيم VIH/VIL الأصلية تدريجيًا لاستبعاد المشكلة.

اختبار IOZL/IOZH - طريقة الاختبار الوظيفي

يتم توضيح طريقة اختبار IOZL/IOZH باستخدام طريقة الاختبار الوظيفي على النحو التالي:

يتم تنفيذ الاختبار على النحو التالي:

1. قم بتوفير الطاقة VDD لـ DUT وقم بتعيين قيم المقارنة لـ VOL/VOH.
2. قم بتعيين قيمة VREF لتكوين تيار الحمل الديناميكي وقم بقياس جهد الدبوس.
   • أعلى من VOH Spec: فشل
   • أقل من VOL Spec: فشل
   • نطاق آخر: نجاح

المراجع والشكر

• "أساسيات اختبار الشرائح النصية الرقمية"
• "نظرية اختبار التيار المستمر"

تمت ترجمة هذه المشاركة باستخدام ChatGPT، يرجى تزويدنا بتعليقاتكم إذا كانت هناك أي حذف أو إهمال.