сюжет шму

В электротехнике график shmoo — это графическое отображение реакции компонента или системы, изменяющейся в зависимости от ряда условий или входных сигналов.

Источник

Происхождение сюжета шму неясно. На него ссылаются в документе IEEE 1966 года . ^[1] Еще одна ранняя ссылка находится в руководствах для IBM 2365 Processor Storage . ^[2]

Изобретение сюжета шму иногда приписывают члену Зала славы СБИС Роберту Хьюстону (1941–2006). ^[3] Но это маловероятно, поскольку Хьюстон начал работать инженером-испытателем только в 1967 году. ^[4]

Этимология

Сюжет получил свое название от Шму , вымышленного вида, созданного Элом Кэппом в мультфильме «Лил Эбнер» . Эти маленькие, похожие на капли существа имеют форму, похожую на «рабочие» объемы, которые могут быть заключены в графики shmoo, построенные на основе трех независимых переменных (таких как напряжение, температура и скорость реакции).

Полупроводниковые чипы обычно не имеют графиков формы «шму». ^{[ нужна ссылка ]} Исторически сложилось так, что тестирование массивов памяти на магнитных сердечниках привело к образованию формы «шму», и этот термин сохранился и в эпоху полупроводников.

Описание

Графики Шму часто используются для представления результатов тестирования сложных электронных систем, таких как компьютеры или интегральные схемы, такие как DRAM , ASIC или микропроцессоры. График обычно показывает диапазон условий, в которых работает тестируемое устройство (в соответствии с некоторым оставшимся набором спецификаций).

Например, при тестировании полупроводниковой памяти : напряжения , температура и частота обновления могут варьироваться в заданных диапазонах, и только определенные комбинации этих факторов позволят устройству работать. Диапазон рабочих значений, нанесенный на независимые оси (напряжение, температура, частота обновления), будет заключать в себе трехмерный объем, обычно странной формы. Другие примеры условий и входных данных, которые можно изменять, включают частоту , температуру , временные параметры, переменные, специфичные для системы или компонента, и даже различные ручки, которые можно настраивать во время изготовления кремниевых чипов, производя детали различного качества, которые затем используются в процессе.

Часто одна «ручка» или переменная отображается на одной оси относительно другой ручки или переменной на другой оси, создавая двумерный график. Это позволяет инженеру-испытателю визуально наблюдать за рабочим диапазоном испытуемого устройства. Этот процесс изменения условий и входных данных для компонента или системы иногда можно назвать «шумом», но более официально он известен как электрические испытания или квалификация. Автоматическое испытательное оборудование часто содержит функции программного обеспечения, которые позволяют автоматизировать проверку детали.

Примеры

Двухцветные графики Shmoo для сравнения хороших и плохих устройств

Автоматизированное испытательное оборудование традиционно генерирует двумерный график shmoo в формате ASCII , в котором для обозначения функциональных точек используется символ «X», а для нефункциональных точек — пустое пространство. В наше время графики двух цветов (например, красный/зеленый) или даже многоцветные графики в форме цифровых табличных документов и т.п. также стали обычным явлением, даже если традиционная форма все еще используется. ^[5] Для эффективности тестирования иногда только интересующая граница (где определенное значение меняет свое состояние) подкрепляется данными на диаграммах, таким образом (часто обоснованно) предполагая, что области за пределами этого перехода останутся в этом состоянии. ^[6]

Если бы необходимо было протестировать достаточно широкие диапазоны двух независимых переменных, обычный график shmoo показал бы рабочую огибающую некоторой формы, мало чем отличающуюся от Shmoo Эла Кэппа , но на практике это могло бы повредить тестируемое устройство и получить более детальные представления. представляют гораздо больший интерес, особенно если обратить внимание на опубликованную маржу компонентов (например, - 5% Vcc). Когда это делается, рабочая зона обычно простирается до границы участка в одном или нескольких направлениях.

Одним из примеров такого «шуминга» является процедура оптимизации двух рабочих переменных хранилища только для чтения (ROS) в IBM S/360 центральном процессоре (ЦП) модели 65. Пока ЦП выполняет программу диагностического тестирования, напряжение смещения и временная задержка ROS изменяются, а точки, в которых ROS генерирует ошибки, вручную наносятся на графический график shmoo (см. рисунок). Чтобы пройти тест, график shmoo должен быть достаточно большим, чтобы содержать прямоугольник, который представляет минимально допустимый безошибочный диапазон напряжения смещения и временной задержки. Оптимальное напряжение смещения ROS и временная задержка будут обозначены точкой в центре прямоугольника.

Иногда график shmoo имеет необычную и удивительную форму, и хотя трудно определить точную причину, иногда это связано с каким-то необычным дефектом (возможно, только в части схемы) в сочетании с нормальной работой. В других случаях это может быть артефактом установки электрического тестирования или используемой программы тестирования, в частности, состоянием гонки . Таким образом, график shmoo может быть полезным инструментом проверки испытательной установки.

Ограничением метода является то, что увеличенная продолжительность тестирования устройства может вызвать дополнительный внутренний нагрев устройства, что приведет к искажению данных (более поздние тестируемые ячейки на графике могут работать хуже, чем предыдущие). Один из способов избежать этого — тщательно протестировать устройство аналогичным образом непосредственно перед фактическим испытанием на shmoo.

Внешние ссылки

Построение Шму: Черное искусство тестирования микросхем , Кейт Бейкер и Джос ван Бирс, IEEE , 1996 г. Международная конференция по тестированию
График Шму: Черное искусство тестирования микросхем , Кейт Бейкер и Джос ван Бирс, IEEE Design & Test of Computers, июль-сентябрь 1997 г.

Ссылки

^ Функция чувствительности в анализе изменчивости , Чарльз Белов, Транзакции IEEE по надежности, том R-15, выпуск 2, август 1966 г.
^ Ворота 64 КБ в основном хранилище , Виртуальный музей, Университет Ньюкасла . Судя по странице Виртуального музея , этот компьютер был установлен в 1967 году.
^ ЗАЛ СЛАВЫ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЧИПОВ VLSIresearch , VLSI Research Inc.
↑ Некролог Роберта Хьюстона , San Jose Mercury News , 31 июля 2006 г.
^ Оптимизация энергопотребления для полупроводникового накопителя размером 28 нм с использованием графиков ASCII Shmoo для показателей чтения и записи, датированных 2016 годом.
^ Примеры прореженных многоцветных диаграмм Шму, датированных 2015 годом.

[1] Функция чувствительности в анализе изменчивости , Чарльз Белов, Транзакции IEEE по надежности, том R-15, выпуск 2, август 1966 г.

[2] Ворота 64 КБ в основном хранилище , Виртуальный музей, Университет Ньюкасла . Судя по странице Виртуального музея , этот компьютер был установлен в 1967 году.

[3] ЗАЛ СЛАВЫ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЧИПОВ VLSIresearch , VLSI Research Inc.

[4] Некролог Роберта Хьюстона , San Jose Mercury News , 31 июля 2006 г.

[5] Оптимизация энергопотребления для полупроводникового накопителя размером 28 нм с использованием графиков ASCII Shmoo для показателей чтения и записи, датированных 2016 годом.

[6] Примеры прореженных многоцветных диаграмм Шму, датированных 2015 годом.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]