Estado actual del test

1
Estado actual del test de circuitos de
mixed-signal y RF y tendencias de futuro
Daniel Arumí Delgado Departamento de Enginyeria
Electrónica Universitat Politècnica de Catalunya
2
Índice

• Introducción
• Test estructurales vs test funcionales
• Test de circuitos de RF y mixed-signal
• Problemas
• Tendencias
• Conclusiones

3
Índice

• Introducción
• Test estructurales vs test funcionales
• Test de circuitos de RF y mixed-signal
• Problemas
• Tendencias
• Conclusiones

4
Introducción

• Test
• Etapa dentro proceso de fabricación
• Verificar ICs
• Factores
• Coste
• Tiempo
• Calidad
• Momento

5
Introducción

• Test
• Tendencia Coste relativo ?
• Circuitos de RF y mixed-signal
• Nuevas metodologías
• Coste alto

ITRS 1999
6
Índice

• Introducción
• Test estructurales vs test funcionales
• Test de circuitos de RF y mixed-signal
• Problemas
• Tendencias
• Conclusiones

7
Test estructurales vs test funcionales

• Test funcionales
• Orientado a las especificaciones
• Verificar especificaciones de diseño
• Circuitos de RF/mixed-signal
• Test estructurales
• Orientado a defectos
• Modelado de fallos
• Circuitos digitales

8
Índice

• Introducción
• Test estructurales vs test funcionales
• Test de circuitos de RF y mixed-signal
• Problemas
• Tendencias
• Conclusiones

9
Test de circuitos de RF y mixed-signal

• Circuitos digitales
• Evolución Complejidad y tamaño
• Test
• Desarrollo de nuevas metodologías
• Modelo de fallos

10
Test de circuitos de RF y mixed-signal

• Circuitos de RF y mixed-signal
• Evolución Prestaciones
• Test
• Metodologías invariantes
• Mejora de las prestaciones de los equipos

11
Test de circuitos de RF y mixed-signal

• Mixed-signal
• Autocalibración de los equipos
• Calibración necesaria antes de cada medida
• DSP
• Mejorar test
• Plan test
• Más fácil
• RF
• Analizador de espectros basado en DSP

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Índice

• Introducción
• Test estructurales vs test funcionales
• Test de circuitos de RF y mixed-signal
• Problemas
• Tendencias
• Conclusiones

13
Problemas

• Coste
• Problema más importante
• ATEs (Automatic Test Equipment) caros
• Tiempo
• Inexistencia de metodologías estructurales

14
Problemas

• Coste de los ATEs ? coste bS(mx)
• bCoste inicial xnúmero de pins m coste por
  pin

Tester Segment b(k) m(k) x
High Performance ASIC/MPU 250-400 2.7-6 512
Mixed-Signal 250-350 3-18 128-192
DFT tester 100-350 0.15-0.65 512-2500
Low-end ucontroller/ASIC 200-350 1.2-2.5 256-1024
Commodity Memory 200 0.8-1 1024
RF 200 50 32
The International Technology Roadmap for
semiconductors 2001
15
Problemas

• Coste de los ATEs

Mixed-signal/RF/SOC x por site m(k)
Functional (high-end) 5 2.5-7.5
Funciontal (low-end) 50 0.5-2.5
Structural 50 0.5-1
Analog/RF 60 8-30
Memory 50 0.9-1
b140-400k b140-400k b140-400k
The International Technology Roadmap for
semiconductors 2003
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Problemas

• Tecnológicos
• Accesibilidad limitada
• Test más difícil
• Interacción entre los subsistemas
  analógicos/digitales
• Conmutaciones de la parte digital
• Variaciones de los procesos
• ? covertura del test

17
Problemas

• Tecnológicos

E. Morifuji, Future perspective and scaling
down roadmap for RF CMOS
18
Índice

• Introducción
• Test estructurales vs test funcionales
• Test de circuitos de RF y mixed-signal
• Problemas
• Tendencias
• Conclusiones

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Tendencias

• ATEs
• Plataforma única integrada
• Mezclar partes analógicas/digitales/RF/mixed-signa
  l (SoCs)
• Especialización de las aplicaciones
• Metodologías de test estructural
• Modelos para fallos catastróficos y paramétricos
• Test paralelos
• Reducir tiempo

20
Tendencias

• DfT (Design for Testability)
• Adición de pines extra
• Analog scan path techniques
• Reconfiguración del circuito en modo test
• BIST (Build in Self Test)

• Ventajas
• Observabilidad
• Controlabilidad
• Detección fallos
• Monitorización y diagnosis

• Desventajas
• Prestaciones
• Tamaño
• Coste
• Probabilidad fallos

21
Tendencias

• RF
• Reducir número de test
• Interacción entre subsistemas analógicas/digitales
  
• Simular los subsistemas simultáneamente
• Software
• ATPG (Automatic Test Pattern Generation)
• Test Waveform Generation

22
Índice

• Introducción
• Test estructurales vs test funcionales
• Test de circuitos de RF y mixed-signal
• Problemas
• Tendencias
• Conclusiones

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Conclusiones

• Circuitos RF y mixed-signal
• Gran importancia
• Problema Test
• Coste
• Tendencias
• Técnicas de test de circuitos digitales
• Test estructurales, DfT, BIST...
• ATEs Plataforma integrada
• Capaz de verificar cualquier subsistema

24
Bibliografia
1 G. Gielen and R. Rutenbar, Computer-aided
design of analog and mixed-signal integrated
circuits, Proc. IEEE, vol. 88, pp. 1825-1854,
Dec. 2000. 2 A. Grochowski et al, Integrated
circuit testing for quality assurance in
manufacturing history, current status, and
future trends IEEE Transactions on Circuits and
Systems II Analog and Digital Signal Processing,
vol. 44, pp. 610-633, Aug 1997. 3 The
International Technology Roadmap for
semiconductors, 1999. 4 The International
Technology Roadmap for semiconductors, 2003. 5
J.S. Kasten, B. Kaminska, An introduction to RF
testing device, method and system 16th IEEE
VLSI Test Symposium,pp. 462-468, April 1998. 6
The International Technology Roadmap for
semiconductors, 2001. 7 W.R. Ortner, How real
is the new SIA roadmap for mixed-signal test
equipment? International Test Conference, pp.
1153, Oct. 1998. 8 E. Morifuji, et alt, Future
perspective and scaling down roadmap for RF
CMOS, Symposium on VLSI Circuits Digest of
Technical Papers, pp. 165-166, June 1999.
25
Bibliografia
9 Soma, M. Challenges and approaches in mixed
signal RF testing, Tenth Annual IEEE
International ASIC Conference and Exhibit, pp.
33-37, Sept. 1997. 10 J.C.H. Lin, et al
State-of-the-art RF/analog foundry technology
Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting,
pp. 73-79, Sept-Oct 2002. 11 Soma, M, An
experimental approach to analog fault models,
Custom integrated Circuits Conference, pp
13.6.1-13.6.4, 1991. 12 M. Sachdev, A
realistic defect oriented testability methodology
for analog circuits, Journal of Electronic
Testing, Theory and Applications, pp. 265-276,
1995. 13 Strid, E, Roadmapping RFIC test,
Gallium Arsenide Integrated Circuit (GaAs IC)
Symposium, pp 3-5, Nov 1998 14 I. Hamadi, I.
K. Newman, K , Mixed signal design and test
education for high quality packaging
development. Electronic Components and
Technology Conference, pp. 1524 - 1527 , May 2002
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Estado actual del test de circuitos de
mixed-signal y RF y tendencias de futuro
Daniel Arumí Delgado Departamento de Enginyeria
Electrónica Universitat Politécnica de Catalunya