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硬件可靠性测试设计

硬件可靠性测试设计

点击数:7259 次   录入时间:03-04 11:48:27   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术
  为了应对网络的突发流量和进行流量管理,网络设备内部的包处理器通常都外挂了各种随机访问存储器(即RAM)用来缓存包。由于包处理和RAM之间通过高速并行总线互连,一般该并行总线的工作时钟频率可能高达800Mhz,并且信号数量众多,拓扑结构复杂,在产品器件密度越来越高的情况下,产品很可能遇到串扰、开关同步噪音(SSN)等严重的信号质量问题,针对上述可能遇到的问题,我们需进行仔细的业务设计,让相应硬件电路的充分暴露在不利的物理条件下,看其工作是否稳定。

  串扰,简单的来说是一种干扰,由于ASIC内部、外部走线的原因,一根信号线上的跳动会对其他信号产生不期望的电压噪声干扰。为了提高电路工作速率和减少低功耗,信号的幅度往往很低,一个很小的信号干扰可能导致数字0或者1电平识别错误,这会对系统的可靠性带来很大影响。在测试设计时,需要对被测设备施加一种特殊的业务负荷,让被测试总线出现大量的特定的信号跳变,即让总线暴露在尽可能大的串扰条件下,并用示波器观察个总线信号质量是否可接受、监控业务是否正常。以16位并行总线为例,为了将这种串扰影响极端化,设计测试报文时将16根信号中有15根线(即攻击信号线Agressor)的跳变方向一致,即15根信号线都同时从0跳变到1,同时让另一根被干扰的信号线(即Victim)从1下跳到0,让16根线都要遍历这个情况。

  开关同步噪音也是RAM高速并行接口可能出现的我们所不期望的一种物理现象。当IC的驱动器同时开关时,会产生瞬间变化的大电流,在经过回流途径上存在的电感时,形成交流压降,从而产生噪音噪声(称为SSN),它可能影响信号接收端的信号电平判决。这是并行总线非常恶劣的一种工作状态,对信号驱动器的高速信号转变能力、驱动能力、电源的动态响应、电源的滤波设计构成了严峻的考验。为了验证产品在这种的工作条件下工作是否可靠,必须被测设备(DUT)加上一种特殊的测试负荷,即特殊的测试报文。

举例:

  如果被测总线为16位宽,要使所有16跟信号线同步翻转,报文内容应该为:

  FFFF0000FFFF0000

  如果被测总线为32位宽,要使所有32跟信号线同步翻转,测试报文内容应该为:

  FFFFFFFF00000000FFFFFFFF00000000

  如果被测总线为64位宽,要使所有64根信号线同步翻转,测试报文内容应该为:

FFFFFFFFFFFFFFFF0000000000000000FFFFFFFFFFFFFFFF0000000000000000

  如果报文在DUT内部的业务通道同时存在上述位宽的总线,业务测试必须加载上述的报文,看DUTUUT在每种报文下工作是否正常,同时在相应总线上进行信号测试,看信号是否正常。

  2.2实例二:热测试

  热测试通过使用多通道点温计测量产品内部关键点或关键器件的温度分布状况,测试结果是计算器件寿命(如E-Cap)、以及产品可靠性指标预测的输入条件,它是产品开发过程中的一个重要的可靠性活动。

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