CN115792561A - 一种动态老炼试验系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于老炼测试技术领域，公开了一种动态老炼试验系统及其控制方法，包括用于为芯片下载老炼程序的程序下载模块，用于配置器件I/O口进行数据通信的通讯模块，用于利用老炼板对待试验器件进行固定的老炼板模块，用于利用老炼机台上位机发送并行激励，当器件工作后会输出0和1即低电平和高电平，通过老化板底部回检信号传输到老炼机台上位机的上位机模块，用于利用示波器显示输出信号，判断器件是否正在进行动态老炼的显示模块。本发明能够实现器件动态老炼试验，设计出能够实现达到动态老炼试验的老炼PCB板，用于集成电路的老炼试验检测，按照设计的老炼板对器件进行了动态老炼试验，解决了器件无动态老炼检测能力的问题。
Description
技术领域
本发明属于老炼测试技术领域，尤其涉及一种动态老炼试验系统及其控制方法。
背景技术
目前，老炼试验是一种能够将产品早期故障剔除的试验技术，它是元器件筛选中的重要项目，是工程上用来剔除早期失效产品，提高系统可靠性的主要方法。一般来讲，老炼过程通过工作环境应力和电气性能应力两方面同时作用，促使一些产品所具有的潜在缺陷提前暴露出来，剔除不合格品。将经过老炼筛选的器件用到电子设备上，能减少故障，提高整机质量和可靠性，进而节约整机研制和维修费用。
随着军用电子产品和设备复杂程度的提高，使用范围的日益广泛，对电子产品和设备的可靠性的要求也越来越高。但实际中由于制造工艺、流程、材料等生产过程控制原因，使得元器件在生产的过程中不可避免的留下缺陷，使器件的可靠性水平达不到设计的要求，随时可能因为各种原因出现故障。现有技术没有此器件的动态老炼能力或者按照器件详细规范只进行简单的静态老炼试验，静态老炼是指只给电路电源端提供电压，信号输入引脚不提供老炼向量，这时内部晶体管基本没有翻转。静态老炼试验中，芯片接上电源和地，其它输入管脚并联接入电阻并和电源端相连，使电路内部晶体管基本实现反偏。静态老炼的主要功能是在高温环境中诱发与杂志污染有关的失效机制，使电路在稳定偏压下，内部杂志加速迁移到器件表面。动态老炼时，电路除接上电源和地，在输入管脚加上适当老炼向量，使电路内部实现节点翻转，动态老炼能够实现对器件内部节点、电介质、导电通路的电气特性全面考察，与静态老炼相比，更能有效地激发电路的潜在缺陷。所以静态老炼达不到动态老炼的效果。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中只能对电子产品和设备进行简单的静态老炼试验，在高温环境中诱发与杂志污染有关的失效机制，使电路在稳定偏压下，内部杂志加速迁移到器件表面，无法实现对器件内部节点、电介质、导电通路的电气特性全面考察，不能有效激发电路的潜在缺陷，达不到动态老炼的效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种动态老炼试验系统及其控制方法。
本发明是这样实现的，一种动态老炼试验系统包括：
程序下载模块，用于为芯片下载老炼程序；
通讯模块，用于配置器件I/O口进行数据通信；
老炼板模块，用于利用老炼板对待试验器件进行固定；
上位机模块，用于利用老炼机台上位机发送并行激励，当器件工作后会输出0和1即低电平和高电平，通过老化板底部回检信号传输到老炼机台上位机；
显示模块，与上位机模块连接，用于利用示波器显示输出信号，判断器件是否正在进行动态老炼。
进一步，所述老炼板设置有输出信号回检单元，用于对输出信号的监测。
进一步，所述老炼板采用复杂可编程逻辑器件，采用EEPROM或FASTFLASH编程技术。
进一步，所述老炼板模块中的老炼板利用固定夹具对待试验器件进行固定。
进一步，所述老炼板的VCC管脚接至VCC、GND管脚接至GND，bankB、D、F配置为输出分别接2KΩ电阻至GND，其中1管脚接300Ω电阻后接红色LED灯，作为输出指示；
bankA、C、E配置为输入分别接2KΩ电阻至数字通道，OE、CLR使能管脚分别接2KΩ电阻至数字通道。
进一步，所述老炼机台上位机与老练机的连接接口包括64路数字通道、4路模拟通道、64路回见同道、3个电源、全部程控且可编程。
本发明的另一目的在于提供一种动态老炼试验系统的控制方法，所述动态老炼试验系统的控制方法包括：
首先利用程序下载模块给芯片下载老炼程序，再通过bankA、C、E配置为输入分别接2KΩ电阻至数字通道，OE、CLR使能管脚分别接2KΩ电阻至数字通道，bankB、D、F配置为输出分别接2KΩ电阻至GND，其中1管脚接300Ω电阻后接红色LED灯，使用ELEA-V老炼机台上位机提供电压电源并发送相应的并行激励信号，当器件工作后会输出0和1即低电平和高电平，通过老化板底部回检输出信号传输到老炼机台上位机，老炼机台上位机把输出信号使用示波器显示出来，通过输出高低电平信号判断器件是否正在进行动态老炼。
结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
本发明能够实现器件动态老炼试验，设计出能够实现达到动态老炼试验的老炼PCB板，应用于集成电路的老炼试验检测工作。按照设计的老炼板对器件进行了动态老炼试验，解决了器件无动态老炼检测能力，解决了复杂可编程逻辑器件-CPLD不能动态老炼的缺陷，解决了现有CPLD芯片老炼试验方法对于器件内部节点、电介质、导电通路的电气特性全面考察完全达不到的老炼试验的问题。
第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
本发明解决了大规模器件无法动态老炼的难题，进而提高整机质量和可靠性，节约整机研制和维修费用，器件上板输入并行激励信号后，可以直观看到是否实现动态老炼输出结果。
第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
经过动态老炼筛选的器件用到电子设备上，能减少故障，提高整机质量和可靠性，进而节约整机研制和维修费用。
(2)本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：
本发明能够实现器件动态老炼试验，设计出能够实现达到动态老炼试验的老炼PCB板，应用于集成电路的老炼试验检测工作。按照设计的老炼板对器件进行了动态老炼试验，解决了器件无动态老炼检测能力，解决了复杂可编程逻辑器件-CPLD不能动态老炼的缺陷，解决了现有CPLD芯片老炼试验方法对于器件内部节点、电介质、导电通路的电气特性全面考察完全达不到的老炼试验的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的动态老炼试验系统的原理框图；
图2是本发明实施例提供的XCR3256XL-10TQG144I老炼板的示意图；
图3是本发明实施例提供的XCR3256XL-10TQG144I的电路原理图；
图4是本发明实施例提供的机台与老炼板接口原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
如图1所示，是本发明实施例提供的XCR3256XL-10TQG144I的动态老炼设计原理框图，通过给芯片下载老炼程序，再通过配置器件I/O口，使用ELEA-V老炼机台上位机发送并行激励，当器件工作后会输出0和1即低电平和高电平，通过老化板底部回检信号传输到老炼机台上位机，老炼机台上位机把输出信号通过示波器显示出来，可以判断器件是否正在进行动态老炼。
XCR3256XL-10TQG144I芯片为XILINX厂家生产的共120个I/O口的复杂可编程逻辑器件，CPLD更适合完成各种算法与组合逻辑，编程采用EEPROM或FASTFLASH技术，无需使用外部存储器芯片；老炼前使用下载板进行程序下载即可。
老炼原理依据GJB548B-2005-1015.1中试验条件D-并行激励进行研发设计，印制板严格按照老炼原理图进行设计，选用进口专用夹具如图2，确保老炼过程中器件接触良好；同时在印制板设计布局时，充分考虑每条线路载流能力与整板散热功能，目前单板可实现15只芯片同时进行老炼。
同时为了方便输出测量，XCR3256XL-10TQG144I老炼板根据老炼要求设计了输出信号回检，方便输出信号的监测，通过示波器和仪器仪表可对器件的工作状态及电性能进行良好的监测，满足老炼试验指标的要求。
综上所述，XCR3256XL-10TQG144I老炼板具有操作简单，设备及仪表监测方便等特点，老炼试验指标满足器件电性能老炼要求，整体版图如图2所示。
XCR3256XL-10TQG144I原理如图3所示，VCC管脚接至VCC、GND管脚接至GND，bankB、D、F配置为输出分别接2KΩ电阻至GND，其中1管脚接300Ω电阻后接红色LED灯，作为输出指示；bankA、C、E配置为输入分别接2KΩ电阻至数字通道，OE、CLR使能管脚分别接2KΩ电阻至数字通道。
器件下载老炼程序，老炼机台上位机通过老炼板发送并行激励。每只器件固定某一路输出脚连接至老炼板背部回检通道当器件工作时，老炼机台上位机能收到输出回检信号并在示波器上显示输出信号波形。
机台与老炼板接口如图4，提供64路数字通道、4路模拟通道、64路回见通道、3个电源、全部程控且可编程。
可编程逻辑器件-CPLD器件的老炼试验难点就是实现器件动态老炼试验，设计XCR3256XL-10TQG144I芯片的动态老炼试验方法，设计出能够实现达到动态老炼试验的老炼PCB板，应用于集成电路XCR3256XL-10TQG144I的老炼试验检测工作。按照设计的老炼板对此器件进行了动态老炼试验，解决了此器件无动态老炼检测能力，解决了复杂可编程逻辑器件-CPLD不能动态老炼的缺陷，解决了现有CPLD芯片老炼试验方法对于器件内部节点、电介质、导电通路的电气特性全面考察完全达不到的老炼试验的问题。
二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
本发明已成功对XCR3256XL-10TQG144I器件进行了动态老炼，在老炼结束后对器件进行电性能测试，电参数均在手册规定范围内，说明该老炼方案是无损试验，能够实现器件动态老炼。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
现有技术没有此器件的动态老炼能力或者按照器件详细规范只进行简单的静态老炼试验，静态老炼是指只给电路电源端提供电压，信号输入引脚不提供老炼向量，这时内部晶体管基本没有翻转。静态老炼试验中，芯片接上电源和地，其它输入管脚并联接入电阻并和电源端相连，使电路内部晶体管基本实现反偏。静态老炼的主要功能是在高温环境中诱发与杂志污染有关的失效机制，使电路在稳定偏压下，内部杂志加速迁移到器件表面。动态老炼时，电路除接上电源和地，在输入管脚加上适当老炼向量，使电路内部实现节点翻转，动态老炼能够实现对器件内部节点、电介质、导电通路的电气特性全面考察，与静态老炼相比，更能有效地激发电路的潜在缺陷。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种动态老炼试验系统，其特征在于，所述动态老炼试验系统包括：
程序下载模块，用于为芯片下载老炼程序；
通讯模块，用于配置器件I/O口进行数据通信；
老炼板模块，用于利用老炼板对待试验器件进行固定；
上位机模块，用于利用老炼机台上位机发送并行激励，当器件工作后会输出0和1即低电平和高电平，通过老化板底部回检信号传输到老炼机台上位机；
显示模块，与上位机模块连接，用于利用示波器显示输出信号，判断器件是否正在进行动态老炼。
2.如权利要求1所述的动态老炼试验系统，其特征在于，所述老炼板设置有输出信号回检单元，用于对输出信号的监测。
3.如权利要求1所述的动态老炼试验系统，其特征在于，所述老炼板采用复杂可编程逻辑器件，采用EEPROM或FASTFLASH编程技术。
4.如权利要求1所述的动态老炼试验系统，其特征在于，所述老炼板模块中的老炼板利用固定夹具对待试验器件进行固定。
5.如权利要求1所述的动态老炼试验系统，其特征在于，所述老炼板的VCC管脚接至VCC、GND管脚接至GND，bankB、D、F配置为输出分别接2KΩ电阻至GND，其中1管脚接300Ω电阻后接红色LED灯，作为输出指示；
bankA、C、E配置为输入分别接2KΩ电阻至数字通道，OE、CLR使能管脚分别接2KΩ电阻至数字通道。
6.如权利要求1所述的动态老炼试验系统，其特征在于，所述老炼机台上位机与老练机的连接接口包括64路数字通道、4路模拟通道、64路回见同道、3个电源、全部程控且可编程。
7.一种用于权利要求1～6任意一项所述的动态老炼试验系统的控制方法，其特征在于，所述动态老炼试验系统的控制方法包括：
首先利用程序下载模块给芯片下载老炼程序，再通过bankA、C、E配置为输入分别接2KΩ电阻至数字通道，OE、CLR使能管脚分别接2KΩ电阻至数字通道，bankB、D、F配置为输出分别接2KΩ电阻至GND，其中1管脚接300Ω电阻后接红色LED灯，使用ELEA-V老炼机台上位机提供电压电源并发送相应的并行激励信号，当器件工作后会输出0和1即低电平和高电平，通过老化板底部回检输出信号传输到老炼机台上位机，老炼机台上位机把输出信号使用示波器显示出来，通过输出高低电平信号判断器件是否正在进行动态老炼。
8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求7所述的动态老炼试验系统的控制方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求7所述的动态老炼试验系统的控制方法的步骤。
10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求7所述的动态老炼试验系统的控制方法的步骤。
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