Устройство для контроля параметров электронных блоков Советский патент 1989 года по МПК G01R31/28 G01R31/3177 

(21)4186919/24-21

(22)27.01.87

(46) 07.04.89. Бюл. № П

(72) В.В.Белогуб и Б.И.Бровко

(53)621.317.79(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 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 - повьшение производительности труда - достигается путем одновременного контроля функционирования динамических и статических параметров быстродействукщих интегральных схем. Устройство содержит пульт 1 управления, предназначенный для ввода-вьшода 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-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 схеьы блоков 1 и 2 приводятся в описании изобретения. 2 ил.

U-tutla ЯЮв

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.

Ijyyyy

g;

ОЗй/г/

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

Цель изобретения - повышение производительности труда за счет одновременного контроля функционирования динамических .и статических параметров быстродействующих интегральных схем.

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

Устройство (фиг.1) содержит пульт 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 второй 9 дискриминаторы амплитуды, второй датчик 10 тока, первый 11 и второй 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-вьшода информации, хранения, редактирования и отображения буквенно-цифровой информации.

Узел 2 управления предназначен для обработки информации и управления процессом контроля параметров. Узел 2 управления (фиг.2) содержит блок 17 управления, регистровый арифметико-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 специальных управляющих сигналов, блок 26 логики, блок 27 резидентной памяти, блок 28 управления каналом, мультиплексор 29, канальные приемопередатчики 30, параллельный интерфейс 31, блок 32 связи с пультом управления, таймер 33, оперативньш за- поминанщий блок (ОЗУ) 34, блок 35 расширенной арифметики, блок 36 внутреннего ввода.

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 йоединен с

внутренней магистр.алью 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 1 1 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

оторого соединена с первой .группой ыходор параллельного интерфейса 31, торая группа выходов которого соедиена с группой входов блока 26 логи- и, первый выход которого соединен с третьим входом блока 17 управления. етвертый вход блока I7 управления соединен с выходом блока 28 управления каналом, группа входов-выходов JQ которого соединена с первой группой входов-выходов параллельного интерфейса и с первой группой входов блока 27 резидентной памяти, группа выходов которого соединена с первой 15 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 груп- пой входов-выходов параллельного интерфейса. Вторая группа входов параллельного интерфейса соединена с груп- 25 пой выходов блока 25 формирования специальных управляющих сигналов, вход которого соединен с вторым выходом блока 26 логики, входом блока 36 внутреннего ввода, входом блока 24 зО 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 груп- 5 пой 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- дд дов блока 34, группа входов-выходов таймера 33 и группа входов-выходов блока 32 связи с пультом управления соединены с каналом 22.

Выход дешифратора 23 .соединен с дЗ 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, это- Q рой группой входов-выходов регистрового арифметико-логического блока 18. Группа выходов мультиплексора 29 соединена с группой входов дешифратора 23 и второй группой входов-выхо- JJ дов приемо-передатчиков 30. Вход узла 2 управления соединен с первым входом блока 32, выход которого соединен с выходом пульта 1. Первая и

вторая группы входов-выходов и группа входов узла 2 соединены с третьей и четвертой гpyппa a 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 представляет собой линии связи, обеспечивающие передачу адреса, данньЕХ, 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 без 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, поступакщей с генератора 5.

Устройство для контроля параметров имеет три режима работы. Объект контроля, подключаемый к блоку 16 контактирования, является интегральной схемой ЭСЛ-структуры (в дальней шем контролируемая ИС).

Первый режим. Контроль функционирования ИС на рабочей частоте (50- 400 мГц), при котором на входы контролируемой ИС подаются тестовые воздействия (последовательность, логичеких О и 1) и сравнивается реакция контролируемой ИС с эталонным значением.

Второй режим. Контроль статическ параметров ИС, заключающийся в задаНИИ точных значений входных напряжений, соответствуннцих 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 ЭСЛ-структур заключается в требовании согласования связи источника сигнала с контролируемой ИС. Подключение к измерительной линии любых неоднородностей (репе, электронных коммутаторов, измерительных при боров) нарушает согласование и приводит к искажению результатов. При этом необходимо иметь ввиду 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 стимули- рукяцие воздействия. Кроме того, в генератор 5 записывается информация (коды), соответствующая требуемым задержкам выходного сигнала. Записыва ется также информация о номерах выводов контролируемой ИС на которые необходимо подавать воздействия и с которых требуется снять реакцию.

В блок 6 записьщается информация (коды), соответствующая напряжению, которое необходимо задать для питания контролируемой ИС и которое требуется подать на датчики 7 и 10 и на контролируемую ИС. Записывается такж 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 вьщачу тактовых импульсов и начинается считывание.тестовой последовательности, в соответствии с которой формируется соответствующая комбинация сигналов на выходах генератора 5 с частотой, которая

предварительно записана на подготовительном этапе.

Чтобы исключить отражение в линию связи (коаксиальная линия 13), она согласована с двух сторон блоками 11 и 12 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,

5 которые поступают на вход анализатора 14. Одновременно с генератора 5 в анализатор 14 поступает эталонная последовательность тестовых сигналов. По сигналу Строб анализатор

0 14 производит сравнение двух последовательностей логических сигналов и результат сравнения выставляет в

шину Результат.

I,.

5 При несравнении двух последовательностей логических сигналов анализатор 14 формирует сигнал Брак Ф, который поступает на вход генератора 5 и останавливает его работу. В этом 0 случае процесс контроля заканчивается, генератор 5 выставляет на магистраль 4 сигнал Конец контроля, а анализатор 14 - результат сравнения. Узел 2 управления производит анализ результата сравнения по каждому разряду и вьщачу 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 J 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 , Пи 12 нагрузок. Линия 13 согласована с двух сторон сопротивлениями блоков 11 и 12 и коммутаторы для под35

лючения входов-выходов контролируе- ой ИС не требуются.

При контроле выходного напряжеия на выводах контролируемой ИС (логический О или логическая 1) а входы поступает соответствующая омб инация сигналов, задаваемая генеатором 5.

При этом источники-измерители бло-jQ ка 6 запрограммированы таким образом, что на блок 11 нагрузок подается напряжение, равное 2 Б, а соответствующий источник-измеритель в блоке 6, подключенный к блоку 12 нагрузок, 15 переводится в режим измерения напряжения .

Затем на источнике-измерителе, подключенном к дыуоду блока 11 нагрузок и к соответствующему выводу конт- 20 ролируемой ИС, плавно изменяется напг- ряжение (по соответствующим командам узла 2 управления) с измерением тока.

Результат измерения тока после каждого шага изменения напряжения 25 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 зо 12 нагрузок и установленный, ранее в режим измерения напряжения. Значение измеренного напряжения передается в узел 2 управления, где сравнивается с требуемым по ТУ.. 5

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

Измерение входного тока. В этом режиме предварительно производится калибровка, для чего до установки JQ контролируемой ИС измеряется входной ток на выводах устройства при отсутствии сигнала (закрытом состоянии) на выходах генератора 5. . ,

Измерение производится следующим образом.

Блок 6 через блок 11 нагрузок задает в измерительную линию 13 напряжение логического О 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 О и логической l. 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 результат.

Контроль динамических параметров. Б 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 линию 13, поступает на первый вход преобразователя 15, а сигнал от дискриминатора 9, которьш свидетельствует о переключении контролируемой ИС после воздействия стимулирующег6 сигнала, поступает на второй вход преоб- разователя 15. Электрическая длина коаксиальной линии 13 выбрана таким 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 контролируемой ИС производится путем измерения задержки между сигналами, поступающими на первый и второй входы преобразователя 15, и сравнения с предварительно установленными граничными значениями. В случае выхода результата за граничные значения преобразователем -15 формируется сигнал, поступающий в генератор 5 и прекращающий контроль.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров электронных блоков, содержащее

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 к оторого соединен вькод второго дискриминатора амплитудь, вход которого соединен с первым выходом второго датчика тока, первьш блок нагрузок и блок контактирования, отличающееся 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, первьш 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 соедиЯв e ffyjeHMOfC Hffeffe/гуюел

0

5

0

5

0

5

нена с внутренней магистралью, с которой соединены первая и вторая группы входов анализатора и генератора стимулиругацих 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 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 вькодов первого блока нагрузок и с группой входов коаксиальной линии связи, группа выходов которой соединена с группой выходов второго блока нагрузок и с информационной

группой входов блока контактирования,

fffjyvuffi em