Устройство для контроля параметров электронных блоков

/2 О 5 исусу; цц с,1 ИА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТПРИ ГКНТ СССР НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР 9 1145311, кл . С 01 В. 31/26, 1982.Авторское свидетельство СССР В 962862, кл. С 05 В 23/02, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАИЕТ РОВ 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 параметров быстродеиствующих интегральных схем. Устройство содержит пульт) управления, предназначенный дляввода-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 стимулирующихсигналов, блок 6 источников-измерителей, датчики 7 и 10 тока, дискриминаторы 8 и 9 амплитуды, блоки 1 и 12нагрузок, коаксиальную линию 13 связи, анализатор 14, преобразователь15 параметров импульсов и блок 16контактирования. Структурные схемыблоков 1 и 2 приводятся в описанииизобретения. 2 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для контроля параметровинтегральных схем (ИС).Цель изобретения - повышение производительности труда за счет одно -временного контроля Функционированиядинамических,и статических параметров быстродействующих интегральных 10схем.На фиг.1 представлена .блок-схемаустройства; на фиг.2 - структурнаясхема блока управления,Устройство (фиг.1) содержит пульт 51 управления, узел 2 управления,блок 3 памяти, внутреннюю магистраль4, 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, коаксиальнуюлинию 13 связи, анализатор 14, преобгразователь 15 параметров импульсовв код и блок 16 контактирования.Пульт 1 управления предназначендля ввода-вывода информации, хранения, редактирования и отображениябуквенно-цифровой информации. 30Узел 2 управления предназначендля обработки информации и управления процессом контроля параметров,Узел 2 управления (Фиг.2) содержитблок 17 управления, регистровый ариФметико-логический блок 18, первый 19и второй 20 постоянные запоминающиеблоки (ПЗУ), генератор 21, канал 22,дешифратор 23, блок 24 управленияпрерыванием, блок 25 формирователя 40специальных управляющих сигналов,блок 26 логики, блок 27 резидентнойпамяти, блок 28 управления каналом,мультиплексор 29, канальные приемопередатчики 30, параллельный интерФейс 31, блок 32 связи с пультом управления, таймер 33, оперативный запоминающий блок (ОЗУ) 34, блок 35расширенной арифметики, блок 36 внутреннего ввода. 50Узел 2 управления входом и выходом соединен соответственно с выходом и входом пульта 1 управления.Выход первого датчика 7 тока соеди" нен с входом первого дискриминатора8 амплитуды. Выход дискриминатора 8соединен с первым входом преобразователя 15, с вторым входом которогосоединен 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 2 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.10 15 которого соединена с первой .группойвыходов параллельного интерфейса 31,вторая группа выходов которого соедииена с группой входов блока 26 логики, первый выход которого соединен стретьим входом блока 17 управления.Четвертый вход блока 17 управления соединен с выходом блока 28 управле-ния каналом, группа входов-выходовкоторого соединена с первой группойвходов-выходов параллельного интерфейса и с первой группой входов блока 27 резидентной памяти, группа выходов которого соединена с первойгруппой входов мультиплексора 29.Вторая группа входов мультиплексора29 соединена с второй группой входов блока 27 резидентной памяти и с группой выходов канальных приемо-передат чиков 30, первая группа входов-выходов которых соединена с второй группой входов-выходов параллельного инлельного интерфейса соединена с груп 30пой выходов блока 25 формирования специальных управляющих сигналов,дом блока 26 логики, входом блока 36внутреннего 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 )8, с второй группой входов-выходов канальных приемо-.передатчиков 30 и с группой выходов блока 36. Группа входов-выхо 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 .соедийен с 45 входом параллельного интерфейса 31.Канал 22 соединен с группой входов-выходов блока 25, группой входов блока 35, группой входов блока 9,группой входов-выходов блока 20, вто 50 рой группой входов-выходов регистрового арифметико-логическогоблока 8, Группа выходов мультиплексора 29 соединена с группой входов дешифратора 23 и второй группой входов-выхо 55 дов приемо-передатчиков 30, Вход узла 2 управления соединен с первым входом блока 32, выход которого соединен с выходом пульта 1. Первая и 4вторая группы входов-выходов и группа входов узла 2 соединены с третьейи четвертой группами входов-выходови с второй группой входов интерфейса 31.Блок 3 памяти представляет собойоперативное запоминающее устройство,в котором хранятся программы контроля конкретных типов объектов контроля, содержащих информацию о номерахконтролируемых выводов и режимахконтроляВнутренняя магистраль 4 представ"ляет собой линии связи, обеспечивающие передачу адреса, данных, результата контроля и других управляющихсигналов.Первый 8 и второй 9 дискриминаторы амплитуды формируют на выходе сигнал при наличии на входе импульсовнапряжения требуемой амплитуды. Импульсы напряжения соответствуют импульсам тока,Датчик 10 тока предназначен длявыделения импульсов тока при изменении логического состояния на выходеобъекта контроля.Коаксиальная линия 13 позволяетпередать беэ динамических искаженийлогические сигналы от генератора 5к контролируемой ИС и обратно к анализатору 14.Преобразователь 15 параметров импульсов в код преобразует задержкусигналов, поступающих на его входыот дискриминаторов 8 и 9, в соответствующий цифровой код.Анализатор 14 предназначен длясравнения информации на выводах объекта контроля при функциональномконтроле с эталонной информацией,поступающей с генератора 5.устройство для контроля параметров имеет три режима работы. Объектконтроля, подключаемый к блоку 16контактирования, является интегральной схемой ЭСП-структуры (в дальнейшем контролируемая ИС).Первый режим, Контроль функционирования ИС на рабочей частоте (50400 мГц), при котором на входы контролируемой ИС подаются тестовые воздействия (последовательность логических "0" и "1") и сравнивается реакция контролируемой ИС с эталоннымзначением.Второй режим. Контроль статическихпараметров ИС, заключающийся в эада 475нии точных значений входных напряжений, соответствующих логическому "О"и логической "1", и измерении приэтом 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, вчастности задержек распространениялогических сигналов с входа контролируемой ИС на выход.Контроль функционирования ИС.Особенность контроля Функционирования ИС ЗСЛ-структур заключается втребовании согласования связи источника сигнала с контролируемой ИС.Подключение к измерительной линии любых неоднородностей (реле, электронных коммутаторов, измерительных приборов) нарушает согласование и приводит к искажению результатов. При этомнеобкодимо иметь в виду, что рабочаячастота контроля Функционированиядостигает 400 мГц.Контроль Функционирования начинается с подготовительного этапа, прикотором в генератор 5 записываютсятестовые комбинации для функционального контроля данной ИС, Записывается также информация об ожидаемой реакции контролируемой ИС на стимулирующие воздействия. Кроме того, вгенератор 5 записывается информация(коды), соответствующая требуемым задержкам выходного сигнала. Записывается также информация о номерах выводов контролируемой ИС, на которые необходимо подавать воздействия и с которых требуется снять реакцию.В блок б записывается информация(коды), соответствующая напряжению,которое необходимо задать для питания контролируемой ИС и которое требуется подать на датчики 7 и 1 О и наконтролируемую ИС. Записывается такжекод 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, которая56 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 предварительно записана на подготовительном этапе,Чтобы исключить отражение в линиюсвязи (коаксиальная линия 13), онасогласована с двух сторон блоками 11и 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 воздействияконтролируемая ИС вырабатывает насвоих выходах логические сигналы,которые поступают на вход анализатора 14. Одновременно с генератора 5в анализатор 14 поступает эталоннаяпоследовательность тестовых сигналов. По сигналу "Строб" анализатор14 производит сравнение двух последовательностей логических сигналови результат сравнения ыставляет вшину "Результат".1 При несравнении двух последовательностей логических сигналов анализатор 14 формирует сигнал "Брак Ф",который поступает на вход генератора5 и останавливает его работу. В этомслучае процесс контроля заканчивается, генератор 5 выставляет на магистраль 4 сигнал "Конец контроля",а анализатор 14 - результат сравнения, Узел 2 управления производитанализ результата сравнения по каждому разряду и выдачу результатаконтроля на пульт 1.Если в результате сравнения сигнал "Брак Ф" не вырабатывается, топосле окончания работы генератора 5на магистраль 4 выставляется сигнал"Конец контроля", а также результатпо шине "Результат".По этим сигналам узел 2 управления обращается к программе контроля(программа хранится в блоке 3 памяти), и, если программа окончена, выдает на пультсигнал об окончанииконтроля и результат контроля.Если же программа контроля неокончена, то процесс контроля продолжается,Контроль статических параметровИС.Контроль статических параметровпроводится с использованием блоков11 и 12 нагрузок. Линия 13 согласонана с двух сторон сопротивлениямиблоков 11 и 12 и коммутаторы для под 471156ключения входов-выходов контролируемой ИС не требуются,При контроле выходного напряжения на выводах контролируемой ИС(логический 0 или логическая ")на входы поступает соответствующаякомбинация 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 послекаждого шага изменения напряженияпередается в узел 2 управления, гдесравнивается со значением, требуемымпо ТУ. При достижении требуемой величины тока опрашивается источник-измеритель блока б, подключенный к блоку,12 нагрузок и установленный ранее врежим измерения напряжения. Значениеизмеренного напряжения передается вузел 2 управления, где сравниваетсяс требуемым по ТУ.Таким образом, проводится точноеизмерение выходного напряжения контрслируемой ИС при заданном токе нагрузки. При этом источник в измеритенепосредственно к измерительной линии 13 не подключен и не нарушает условий согласования. В момент переключений измерительная линия 13 согласована, а последующее изменение токапроисходит медленно по сравнению спереходным процессом и не вызываетотражений и искажений в линии 13.Измерение входного тока. В этомрежиме предварительно производитсякалибровка, для чего до установкиконтролируемой ИС измеряется входнойток на выводах устройства при отсутствии сигнала (закрытом состоянии)на выходах генератора 5.Измерение производится следующимобразом.Блок б через блок 11 нагрузок задает в измерительную линию 13 напряжение логического 0 и логической"1" и при этом измеряет ток. Результат измерения передается в узел 2управления и запоминается в блоке 3.5Затем устанавливается контролируемая ИС и снова производится контрольвходного тока при напряжении логического "0" и логической 1". Результатконтроля 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 резуль тат.Контроль динамических параметров.В этом режиме предварительно калибруется преобразователь 15 параметров импульсов в код, для чего в преобразователь 15 записываются данныео максимальном и минимальном значениях задержки переключения контролируемой ИС.Затем сигнал от дискриминатора 8, 25 который свидетельствует о том, чтостимулирующий сигнал поступил в линию 13, поступает на первый вход преобразователя 15, а сигнал от дискриминатора 9, который свидетельствуето переключении контролируемой ИС после воздействия стимулирующег 6 сигнала, поступает на второй вход преобразователя 15. Электрическая длинакоаксиальной линии 13 выбрана таким 35образом, чтобы время задержки распространения по линии связи дискриминатора 8 плюс время распространенияпо линии связи между генератором 5,анализатором 14 к входам контролируе мой ИС до первого входа блока 15 было равно задержке распространениясигнала 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 второйвходы преобразователя 15, и сравне-,ния с предварительно установленными 50граничными значениями. В случае выхода результата за граничные значенияпреобразователем 15 Формируется сигнал, поступающий в генератор 5 ипрекращающий контроль.Формула и з о б р е т е н и яУстройство для контроля параметров электронных блоков, содержащееузел управления, вход и выход которого соединены с выходом и входомпульта 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 спервым входом преобразователя параметров импульсов в код, с вторым входом которого соединен выход второгодискриминатора 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, сцелью повышения производительноститруда, в устройство введены блок источников-измерителей, второй блокнагрузок, коаксиальная линия связии внутренняя магистраль, с которойсоединены первая и вторая группы входов-выходов блока памяти, первая ивторая группы входов-выходов и группа входов узла управления, первая ивторая группы входов и группа выходов преобразователя параметров импульсов в код, первый выход и третийвход которого соединены с первым входом и первым выходом генератора стимулирующих сигналов соответственно,второй вход и второй выход которогосоединены с выходом и входом анализатора, группа выходов которого соедииена с внутренней магистралью, с которой соединены первая и вторая группы входов анализатора и генератора 5стимулирующих сигналов, группа выходов которого соединена с третьейгруппой входов анализатора, третийвход генератора стимулирующих сигналов соединен с выходом первого датчика тока, вход которого соединен спервым 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 группавыходов - с группой входов второгоблока нагрузок, третий выход генератора стимулирующих сигналов соединенс внутренней магистралью, с которой 25 соединены третья группа выходов, первая и вторая группы входов блока источников-измерителей, вторая группавыходов генератора стимулирующих сигналов соединена одновременно с третьей группой входов анализатора, сгруппой выходов первого блока нагрузок и с группой входов коаксиальнойлинии связи, группа выходов которойсоединена с группой выходов второгоблока нагрузок и с инФормационной 35группой входов блока контактирования.