超大规模集成电路测试实时监控系统研发
这是一篇关于集成电路测试,数据解析,监控算法,实时监控系统的论文, 主要内容为集成电路测试的目的是确保每个晶粒或封装好的芯片能满足器件的特性和设计规格,通常包括时序、电压、电流和功能的验证,有着技术及方案复杂度高、软硬件集成度高的特征。测试机、配件、测试环境、架机操作手法等任何因素的不良都会带来严重的测试可靠性问题,包括误宰、误放、测试值漂移、修调参数异常、产品大量报废等等,测试工厂每年因可靠性问题造成的损失多达数百万元。因此,为了保证测试结果准确可靠,研发一套集成电路测试实时监控系统来提升测试问题发现的技术和时机,减少测试故障持续的时间和损失,有重要意义。本课题主要研究集成电路测试实时数据增量提取技术、故障识别及预测算法设计、监控系统设计及编程开发实现等关键内容,使该系统能对工厂多台测试设备在线自动化监控,达到实时发现可靠性问题并报警的目的。首先对集成电路测试所产生的二进制数据文件STDF展开结构研究,包括头信息、主体信息、尾信息等,并完成脚本程序的开发和多台终端测试机的部署,该脚本能实现二进制数据文件有效信息的实时增量提取。在华东某集成电路测试工厂采集了超过千万颗的芯片测试数据并对大量数据分析研究后,制定出7种具有统计学意义的有效特征指标及其监测算法,包括连续失效颗数,硬件失效类别数,软件失效类别数,良率,工位良率差,参数平均值,工位参数值差等;其次设计出一套测试数据实时监控系统模型,包括设备终端脚本程序、用户端监控指标配置程序、服务器端实时监控程序三部分。终端脚本程序负责多测试设备终端有效数据提取及服务器数据库写入;用户端配置程序用于工程人员设定不同芯片需要监控的参数项目及控制值;服务器端程序能实时监听多终端上传到数据库的数据,并进行参数项目的算法检测和控制值比对,系统能在指标异常时触发多重方式自动报警,包括软报警(发送邮件、系统提示)和硬报警(三色灯声光提示、通信协议控制停机、外置终端机械手控制停机)。最后通过软件编程、硬件模块的集成、验证调试,完成了监控系统的原型开发,在上述测试工厂发布后,实现了对集成电路测试过程中的数据实时解析、算法检测、异常指标监控及自动报警功能。并在运行的半年里取得了异常发现率提升30%、报废损失金额降低45%的良好效益,工厂测试品质得到巨大提升。
磁存储器测试系统设计与实现
这是一篇关于磁存储器,集成电路测试,测试系统的论文, 主要内容为近年来,存储器芯片的产值占到了整个集成电路产业产值的三分之一。作为集成电路产业的重要部分,人们一直在寻找新型的高性能存储器。随着研究的进展,一种新型材料的磁性随机存储器走进人们的视野,它可以兼顾存储容量大,工作速度快的需求,理论上可以微缩到先进制程,具有非易失性等特点,因此成为目前新型存储器研究的热点方向。集成电路测试是集成电路整个生产环节中的重要环节,对于成品芯片,需要经过测试合格后才能流入市场;对于正在开发中的芯片,需要经过测试检验是否达到设计指标,通过测试和设计的交互改进芯片直到最终定型。本文针对课题组自主研发的新型磁存储器芯片,设计实现了一套小型化的磁存储器测试系统,目的在于为正在开发中的磁存储器芯片进行测试,验证其功能正确性和参数指标,帮助开发人员寻找芯片存在的问题,帮助芯片开发迭代,以尽早完成芯片开发。本文首先对磁存储器芯片的工作原理、故障模型和测试算法进行分析,并结合课题组针对磁存储器芯片提出的测试要求,确定了测试系统的主要架构。该测试系统包含软件部分和硬件部分。其中软件部分分为上位机和下位机,下位机利用FPGA引脚多、速度快、可重构的特点,作为测试系统的核心控制部分,在上面进行编程实现对磁存储器芯片的时序控制;上位机利用Python编程语言实现,利用其可以调用众多第三方库的特点,设计上位机软件,实现测试系统的自动化和可视化,上位机和下位机通过USB2.0通信芯片通信。硬件部分包含主板和转接板,主板上包括使用到的各类芯片及其外围电路;转接板为磁存储器芯片及其测试座放置的电路板。在完成测试系统设计和实现后,利用该测试系统对磁存储器芯片进行测试,验证芯片的功能的正确性和参数指标是否达标。长远来说,本文的工作对后续的磁存储器测试系统的设计提供了参考意义。
超大规模集成电路测试实时监控系统研发
这是一篇关于集成电路测试,数据解析,监控算法,实时监控系统的论文, 主要内容为集成电路测试的目的是确保每个晶粒或封装好的芯片能满足器件的特性和设计规格,通常包括时序、电压、电流和功能的验证,有着技术及方案复杂度高、软硬件集成度高的特征。测试机、配件、测试环境、架机操作手法等任何因素的不良都会带来严重的测试可靠性问题,包括误宰、误放、测试值漂移、修调参数异常、产品大量报废等等,测试工厂每年因可靠性问题造成的损失多达数百万元。因此,为了保证测试结果准确可靠,研发一套集成电路测试实时监控系统来提升测试问题发现的技术和时机,减少测试故障持续的时间和损失,有重要意义。本课题主要研究集成电路测试实时数据增量提取技术、故障识别及预测算法设计、监控系统设计及编程开发实现等关键内容,使该系统能对工厂多台测试设备在线自动化监控,达到实时发现可靠性问题并报警的目的。首先对集成电路测试所产生的二进制数据文件STDF展开结构研究,包括头信息、主体信息、尾信息等,并完成脚本程序的开发和多台终端测试机的部署,该脚本能实现二进制数据文件有效信息的实时增量提取。在华东某集成电路测试工厂采集了超过千万颗的芯片测试数据并对大量数据分析研究后,制定出7种具有统计学意义的有效特征指标及其监测算法,包括连续失效颗数,硬件失效类别数,软件失效类别数,良率,工位良率差,参数平均值,工位参数值差等;其次设计出一套测试数据实时监控系统模型,包括设备终端脚本程序、用户端监控指标配置程序、服务器端实时监控程序三部分。终端脚本程序负责多测试设备终端有效数据提取及服务器数据库写入;用户端配置程序用于工程人员设定不同芯片需要监控的参数项目及控制值;服务器端程序能实时监听多终端上传到数据库的数据,并进行参数项目的算法检测和控制值比对,系统能在指标异常时触发多重方式自动报警,包括软报警(发送邮件、系统提示)和硬报警(三色灯声光提示、通信协议控制停机、外置终端机械手控制停机)。最后通过软件编程、硬件模块的集成、验证调试,完成了监控系统的原型开发,在上述测试工厂发布后,实现了对集成电路测试过程中的数据实时解析、算法检测、异常指标监控及自动报警功能。并在运行的半年里取得了异常发现率提升30%、报废损失金额降低45%的良好效益,工厂测试品质得到巨大提升。
DE算法改进及其在2.5D-ICs PSI测试路径优化中的应用
这是一篇关于DE算法,变异策略,全局优化,控制参数,集成电路测试,硅转接板的论文, 主要内容为DE算法是一种稳定性高、需调参数量少、收敛速度快的基于规则的进化式搜索算法,在解决实际中的高维复杂问题时有出色的表现。目前许多实际应用领域面临的工程问题都可抽象为数学问题,传统的优化算法在解决此类问题上愈发吃力,DE算法则成为了有力工具。由于算法不能很好的实现全局搜索和局部开发的均衡,因此会导致算法的早期收敛和进化停滞,从而影响到求解的精度、速度和应用。本文首先介绍了DE算法的基本架构和工作原理,然后根据DE算法的优势和不足,提出算法改进方案,并将两种改进DE算法与实际工程应用问题结合,以优化2.5D集成电路中PSI测试路径规划问题,达到提高测试效率并缩短测试时间的目的。本论文的主要工作包括以下几个方面:针对差分进化算法中易陷入停滞和早熟收敛的现象,提出“基于历史信息多策略自选择与动态扩容的DE算法”。该算法充分利用种群进化过程中的代间适应度差异,并基于该变量提出多策略选择机制和种群动态扩容机制,监测种群当前进化状态,并及时反映出种群是否陷入停滞或早熟收敛。设计控制参数的自适应调整方案来平衡算法开发与探索能力。通过评估CEC2014标准测试集衡量所提算法的性能,并与两个基本DE算法和6个DE变体在30、50和100维度上进行比较,实验结果表明,该算法的优化性能明显优于其他几种经典的改进算法。针对算法在进化过程中的探索与开发不平衡以及控制参数的生成随机性强等问题,提出“基于对立学习和神经网络参数优化的DE算法”。这一算法从个体解的质量上对DE的种群进化方向进行研究,设计了基于维度相似性的对立学习机制和基于深度学习的参数更新机制,充分利用精英个体的空间信息与参数信息,改善个体解的质量并指导参数对的生成。在CEC2014和CEC2017测试集上的实验结果表明,该算法普适性强,性能优越,具有通用性。最后,本文对绑定前2.5D集成电路中PSI测试路径优化问题进行了研究。首先介绍了绑定前集成电路中PSI的测试挑战以及硅转接层的结构;其次,明确了PSI路径优化问题的性质,构建优化模型;设计编码转换算法与路径分组算法,并结合前文提出的两个改进DE算法应用于该优化模型,并对其进行求解。通过仿真实验结果显示,PSI中测试路径经优化后的测试效率得到了较大提升,验证了所提改进算法的有效性。
集成电路测试系统上位机软件设计与研究
这是一篇关于集成电路测试,上位机软件,测试工程,Java,SSM框架的论文, 主要内容为为适应因集成电路芯片特征尺寸减小、集成度大幅提高而对高端测试技术提出的新要求,本文在Intelli J IDEA平台使用Java开发语言完成了对集成电路测试上位机软件的设计与开发,设计了一种可设置测试工程上位机软件。该软件可为用户提供自由控制测试流程和自动测试,按要求对测试数据分析保存,完成芯片测试参数设置,控制下位机软件实现芯片测试,实现人机交互界面并获取测试结果等功能。论文阐述了集成电路基本测试原理,对人机交互界面、性能和功能方面进行了需求分析,采用SSM框架使用插件方式设计软件结构,分析通用参数和特定参数的区别,对测试步骤和测试参数进行抽象类型描述,解决因参数众多引起代码紊乱等系列问题。根据有向树状图设计提出一种可设置测试工程模型,用以控制测试流程。为进一步优化测试软件,在测试工程中设计了调试功能模块,采用异步方式实现调试,对运行中的测试工程进行控制。为避免用户在进行测试流程设计时输入错误参数形式,设计了等式解析功能模块对参数类型进行判断。论文通过黑盒测试和白盒测试方式对测试软件性能进行了测试,测试结果验证其完成了性能指标,对国产APM32f103c8t6芯片进行实例测试,对已完成功能进行连续测试,测试结果表明,该软件结构稳定,各项功能均已实现。
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