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Die
Erfindung betrifft ein ereignisgestütztes Halbleiterprüfsystem
zum Prüfen
von Halbleiterbauteilen, insbesondere ein ereignisgestütztes Prüfsystem
mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Prüfabschluß-Mehrfachsignalen, die jeweils
einen Prüfabschluß in einer
entsprechenden Pin-Einheit oder einer Pin-Einheit-Bauteilgruppe
anzeigen, soweit zwei oder mehrere Pin-Einheit-Bauteilgruppen im Prüfsystem Prüfvorgänge unabhängig voneinander durchführen.
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Beim
Prüfen
von Halbleiterbauteilen wie ICs und LSIs mit Hilfe eines Halbleiterprüfsystems,
wie beispielsweise mit Hilfe eines IC-Prüfgeräts, wird ein Halbleiter-IC-Bauteilprüfling mit
Prüfsignalen
oder Prüfmustern
versehen, die von einem Halbleiterprüfsystem an seinen entsprechenden
Pins zu vorbestimmten Prüfzeiten
erzeugt werden. Das Halbleiterprüfsystem
erhält
von dem IC-Bauteilprüfling
(DUT) Ausgangssignale in Abhängigkeit
von den Prüfsignalen.
Die Ausgangssignale werden zum Vergleich mit erwarteten Daten durch
Strobe-Signale zu vorbestimmten Zeiten abgetastet, um zu prüfen, ob
der Bauteilprüfling
ordentlich funktioniert oder nicht.
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Herkömmlicherweise
wird die zeitliche Abstimmung der Prüfsignale und der Strobe-Signale
relativ zu einer Prüfrate
oder einem Prüfzyklus
des Halbleiterprüfsystems
definiert. Darüber
hinaus werden Wellenformen und Vektoren der Prüfsignale gleichfalls in Bezug
auf jeden Prüfzyklus
definiert. Ein derartiges Prüfsystem
wird verschiedentlich ein zyklusgestütztes Prüfsystem genannt. Bei einem
zyklusgestützten
Prüfsystem
sind meh rere unterschiedliche Datentypen nötig, wodurch die Datenverarbeitung
in derartigen Prüfsystemen
tendenziell kompliziert ist. Man geht deshalb davon aus, daß es mit
einem zyklusgestützten
Prüfsystem
schwierig ist, eine Einzelpin-Architektur zu erzielen, bei der die Hardware
und die Software eines jeden einzelnen Prüfpins unabängig von der der anderen ist.
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1 zeigt
eine Schemadarstellung eines Beispiels eines derartigen zyklusgestützten Prüfsystems.
In 1 dient eine innerhalb des Halbleiterprüfsystems
vorgesehene Sequenzsteuerung 12 als Prüfprozessor zur Steuerung der
Tätigkeit
des Prüfsystems.
Auf der Basis der Adressdaten der Sequenzsteuerung 12 erzeugt
ein Musterspeicher 14 Musterdaten und Wellenformdaten relativ
zu jedem Prüfzyklus.
Die Musterdaten und die Wellenformdaten werden einem Pindaten-Formatierer 17 durch
einen Pindaten-Selektor 16 zugeführt. Auf der Basis der Adressdaten
der Sequenzsteuerung 12 erzeugt ein Zeitsteuerungsspeicher 13 Zeitsteuerungsdaten, die
typischerweise die Verzögerungszeiten
bezüglich des
Beginns eines jeden Prüfzyklus
spezifizieren. Die Zeitsteuerungsdaten werden gleichfalls dem Pindaten-Formatierer 17 zugeführt.
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Ein
Prüfsignal
wird vom Pindaten-Formatierer 17 unter Verwendung der Musterdaten
und der Wellenformdaten des Musterspeichers 14 sowie unter
Verwendung der Zeitsteuerungsdaten des Zeitsteuerungsspeichers 13 erzeugt.
Eine Pin-Ansteuerung/Komparator-Einheit 18 legt das Prüfsignal
mit einer bestimmten Amplitude und Ausgangsspannungsänderungsgeschwindigkeit
an einen Bauteilprüfling
(DUT) 19 an. Der Pindaten-Selektor 16 übermittelt
die Musterdaten und Wellenformdaten für entsprechende Prüfpins selektiv
an den Pindaten-Formatierer 17. Anders ausgedrückt, der
Pindaten-Formatierer 17 wird von einer Mehrzahl von Daten-Formatierern
mit Eins-zu-Eins-Zuordnung
zu den Prüfpins
(Prüfkanälen) konfiguriert.
Entsprechend wird auch die Pin-Ansteuerung/Komparator-Einheit 18 von
einer großen
Anzahl von den Prüfpins
korrespondierenden Ansteuerungen und Komparator-Einheiten konfiguriert.
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Die
Pin-Ansteuerung/Komparator-Einheit 18 erhält ein Antwortsignal
vom Bauteilprüfling 19 als
Ergebnis des Prüfsignals.
In der Pin-Ansteuerung/Komparator-Einheit 18 wird das Antwortsignal
in ein Logiksignal mit Hilfe eines analogen Komparators mit Bezug
auf vorbestimmte Schwellwert-Spannungen durch die Zeitsteuerung
von Strobe-Signalen umgewandelt, wobei das daraus resultierende
Logiksignal mit dem erwarteten Datenwert von einem Logikkomparator
verglichen wird. Das Ergebnis des Logikvergleichs signalisiert bezüglich des
Bauteilprüflings Freizeichnung
bzw. Ausschuß,
was im Fehlerspeicher 15 in Abhängigkeit zu den Adressdaten
des Bauteilprüflings 19 gespeichert
wird. Die im Fehlerspeicher 15 gespeicherten Prüfergebnisse
werden in einem Stadium der Fehleranalyse nach dem Prüfvorgang
verwendet.
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Bei
dem oben beschriebenen zyklusgestützten Prüfsystem teilen alle Prüfpins (Pins
der Bauteilprüflinge)
die gleichen Speicherflächen
im Musterspeicher 14 und Zeitsteuerungsspeicher 13,
die die Musterdaten und Zeitsteuerungsdaten speichern. Anders ausgedrückt, kein
Prüfpin
kann unabhängig von
den anderen arbeiten. Dieses gemeinsame Teilen von Speicherplatz
macht es erforderlich, daß das Prüfprogramm
für alle
Prüfpins
vom An fang bis zum Ende vollständig
durchgeführt
wird. Deshalb verlangt das zyklusgestützte Prüfsystem automatisch nach lediglich
einem Prüfabschlußsignal,
d.h. nach einem ein Prüfabschlußsignal
(EOT-Signal) erzeugenden Mechanismus.
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Beim
Prüfen
komplizierter Halbleiterbauteile jüngster Fertigung mit Hilfe
eines derartigen, herkömmlichen
Prüfsystems
tritt insoweit eine Schwierigkeit auf, als die Prüfdauer ansteigt,
wenn der Bauteilprüfling
zwei oder mehrere unterschiedliche Funktionsblöcke aufweist. So weist beispielsweise
ein System-on-Chip-IC-Bauteil (SOC-IC-Bauteil) eine Mehrzahl von
Funktionsblöcken
oder Funktionskernen auf, um die beabsichtigte Gesamtfunktion erfüllen zu
können.
Ein typisches SOC-Bauteil erfordert für die den SOC-Bauteil bildenden
Funktionsblöcke (-kerne
oder -module) Mehrfach-Taktfrequenzen. Manchmal teilen diese Taktfrequenzen
nicht die gleichen Oberwellen, weshalb sie asynchron zueinander sind.
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Ein
Beispiel für
ein SOC-Bauteil, nämlich
ein typisches Multimedia-SOC-Bauteil ist in 2 dargestellt.
Das SOC-Bauteil 19 weist mehrere Funktionsblöcke oder
Funktionskerne auf, wozu insbesondere eine PLL-Schaltung (Phasenregelkreis) 22 gehört, ferner
ein Fernseh-Codierer 23, eine Speichersteuerung 24,
eine Display-Steuerung 25, ein PCI-Modul 26, ein
RISC (Rechner mit verkleinertem Befehlssatz) 27 sowie eine
MPEG-Maschine 28. In 2 zeigt
jeder Funktionskern die Taktfrequenz, die gegenüber einer anderen asynchron
ist.
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Da
jeder Funktionskern in diesem Beispiel mit unterschiedlicher Taktfrequenz
arbeitet, muß jeder
Funktionskern gesondert geprüft
werden. Da die Prüfsignale und
Strobe-Signale auf der Grundlage von Daten des gleichen Musterspeichers
und Zeitsteuerungsspeichers erzeugt werden, ist es beim zyklusgestützten Prüfsystem
nicht möglich,
Prüfsignale asynchron
zueinander zu erzeugen. Anders ausgedrückt, ein herkömmliches
zyklusgestütztes
Prüfsystem
kann keine unterschiedlichen Prüfarten
gleichzeitig durchführen.
Da jeder Funktionskern einzeln für
sich und nacheinander geprüft
werden muß,
ist die gesamte Prüfdauer
die Summe der Prüfzeiten
aller Funktionskerne.
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3 zeigt
ein Beispiel eines Verfahrens zum Prüfen des in 2 dargestellten
SOC-Bauteils 19. Wie bereits vorstehend erwähnt, wird
jeder einzelne Funktionskern nacheinander, und zwar zwischen einem
Prüfbeginn
t0 und einem Prüfende
t0 durchgeprüft.
Das Prüfsystem
prüft den
PCI-Block zwischen t0 und te, alsdann den RISC-Block zwischen t0
und te, und so fort. Dies führt
dazu, daß, während einer
der Funktionskerne geprüft
wird (durchgezogene Linien in 3), alle
anderen Kerne im Wartezustand verharren (gestrichelte Linien in 3).
Es dauert deshalb sehr lang, um das in 2 dargestellte
SOC-Bauteil durchzuprüfen.
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US 5 461 310 A beschreibt
ein automatisches Prüfsystem,
das eine "pin slice"-Architektur verwendet.
Das System weist mehrere "pin
slices" auf, wobei
jedem Anschluss des Bauteilprüflings
jeweils eine "pin
slice" zugeordnet
ist. Die Prüfdaten werden
als Vertikalwort in die einzelnen "pin slice"-Schaltungen
geladen, so dass alle Bits des Vertikalwortes einem entsprechenden
Pin entsprechen, so dass die Charakteristika einer individuellen Pin-Testsequenz
unabhängig
von den anderen Pins geändert
werden kann.
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US 5 212 443 A betrifft
einen "event sequencer" für ein automatisches
Prüfgerät, um ein
Prüfereignis
zu erzeugen, das als Prüfintervall
bezeichnet wird. Es ist ein "global
sequencer" vorgesehen,
der vergleichbar ist mit einem herkömmlichen Taktgenerator, der
Prüfzyklen
(Prüfintervalle)
erzeugt, und ein Lokalspeicher entspricht dem herkömmlichen
Mustergenerator, der Musterdaten erzeugt. Somit betrifft
US 5 212 443 A ein
zyklusgestütztes
Halbleiterprüfsystem.
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EP 0 558 231 A2 zeigt
eine Vorrichtung zum Prüfen
von mehreren Funktionsblöcken
in einem Halbleiterschaltkreis. Dabei werden Testdaten über einen
Testbus von einem Testregister zur Verfügung gestellt und an RAM-Makro-Zellen.
abgegeben. Diese Zellen verarbeiten daraufhin gleichzeitig die Testeingabesignale
und geben ihre Antwortsignale an einen Multiplexer aus. Mit diesem
werden die Testantworten einer RAM-Makro-Zelle ausgewählt und weiter analysiert.
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DE 100 16 611 A1 (nachveröffentlicht)
betrifft ein ereignisgestütztes
Prüfsystem
mit einer Skalierfunktion zum beliebigen Verändern der Zeitsteuerung für Ereignisse
zum Prüfen
eines Elektronikbauteil-Prüflings
durch Zuführen
eines Prüfsignals
zum Bauteilprüfling
und Bewerten eines Ausgangssignals vom Bauteilprüfling gemäß der Zeitsteuerung eines Strobe-Signals.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ereignisgestütztes Halbleiterprüfsystem
zu entwickeln, das mehrere unterschiedliche Prüfungen parallel zur gleichen
Zeit durchführen
kann.
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Die
Aufgabe wird durch die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
1 und 8 gelöst.
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Die
vorligende Erfindung betrifft ein ereignisgestütztes Prüfsystem zum Prüfen elektronischer Bauteilprüflinge (DUT)
durch Erzeugung von Ereignissen unterschiedlicher Zeitansteuerung
zum Anlegen von Prüfsignalen
an den Bauteilprüfling
und zur Beurteilung eines Ausgangssignales des Bauteilprüflings zur
Zeitansteuerung von Strobe-Signalen. Das ereignisgestützte Prüfsystem
ist mit einer Mehrzahl von Prüfpin-Bauteilgruppen
oder Pin-Einheiten frei konfiguriert, wobei jede Gruppe unabhängig von
den anderen Gruppen Prüfungen
durchführen
kann. Der zeitliche Beginn und das zeitliche Ende der Prüfung einer
jeden Gruppe werden durch die Erzeugung von Testabschluß-Mehrfachsignalen
unabhängig
gemacht.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt das ereignisgestützte Prüfsystem
eine Mehrzahl von Pin-Einheiten, die Pins eines Halbleiterbauteilprüflings (DUT)
zum Prüfen
des Bauteilprüflings
zugewiesen sind, wobei jede der Pin-Einheiten unabhängig von
den anderen arbeitet, und wobei jede Pin-Einheit einen Ereignisspeicher
zum Speichern von Ereignis-Zeitsteuerungsdaten zur Erzeugung von
Prüfsignalen
zum Anlegen an den entsprechenden Pin des Bauteilprüflings umfaßt, ferner
eine Ereignissteuerung zur Steuerung einer Gesamttätigkeit,
der Pin-Einheit durch Erzeugung der Prüfsignale auf der Basis der
Ereignis-Zeitsteuerungsdaten vom Ereignisspeicher und Beurteilung
eines Antwort-Ausgangssignals des Bauteilprüflings.
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Das
ereignisgestütze
Prüfsystem
enthält weiterhin
eine Einrichtung zur Erzeugung eines Prüfabschlußsignals zur Anzeige des Abschlusses eines
laufenden Prüfvorgangs,
der von einer zugehörigen
Pin-Einheit durchgeführt
wurde, wobei das Prüfabschlußsignal
für jede
einzelne Pin-Einheit unabhängig
von anderen Pin-Einheiten erzeugt wird, und ferner eine Systemsteuerung
zur Steuerung einer Gesamttätigkeit
im ereignisgestützten
Prüfsystem
durch Kommunikation mit der Ereignissteuerung in jeder Pin-Einheit
und Lieferung von Prüfprogrammen
einschließlich
Ereigniszeitsteuerungsdaten an den Ereignisspeicher in jeder Pin-Einheit.
Das Prüfabschlußsignal
wird für
jede einzelne Pin-Einheit zu Bedingungen ausgewählt, die von der Systemsteuerung
festgelegt werden. Das ausgewählte Prüfabschlußsignal
wird- der Systemsteuerung und den anderen Pin-Einheiten zugeführt.
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Erfindungsgemäß kann das
ereignisgestützte
Halbleiterprüfsystem
die Ereignisse der Prüfsignale
mit verschiedenen Zeitansteuerungen auf der Basis der im Ereignisspeicher
gespeicherten Ereignisdaten erzeugen, um das Halbleiterbauteil zu
beurteilen. Das ereignisgestützte
Prüfsystem
umfaßt
eine Mehrzahl von Pin-Einheiten; von denen jede einzelne ein Prüfsignal
für einen
bestimmten Pin des Bauteilprüflings
erzeugen kann, ferner eine Einrichtung zur Erzeugung eines Prüfabschlußsignals
mit Bezug auf jede einzelne Pin-Einheit und unabhängig von
den anderen Pin-Einheiten.
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Das
ereignisgestützte
Prüfsystem
kann daher eine Mehrzahl von unterschiedlichen Prüfungen parallel
zur gleichen Zeit durchführen.
Das ereignisgestützte
Prüfsystem
kann eine Mehrzahl von Pineinheiten mehreren Pin-Einheit-Bauteilgruppen
frei zuweisen und Mehrfachsignale erzeugen, die jeweils einen Prüfabschluß in einer
zugehörigen
Pin-Einheit-Baugrupe anzeigen, wobei jede Pin-Einheit-Bauteilgruppe
Prüfungen
unabhängig
voneinander durchführt.
Auf diese Weise kann das ereignisgestützte Prüfsystem eine Mehrzahl von unterschiedlichen
Prüfungen
parallel zur gleichen Zeit durchführen.
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In
der Zeichnung zeigen
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1 eine
Schemadarstellung einer Grundstruktur eines herkömmlichen, zyklusgestützten Prüfsystems,
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2 eine
Schemadarstellung eines Beispiels eines Halbleiterbauteilprüflings,
das ein System-on-Chip-Bauteil
(SOC-Bauteil) mit mehreren Funktionskernen ist,
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3 einen
Zeitchart, der ein Prüfverfahren zum
Prüfen
des in 2 dargestellten System-on-Chip-Bauteils (SOC-Bauteil) mit Hilfe des
in 1 dargestellten zyklusgestützten Prüfsystems zeigt,
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4 eine
Schemadarstellung einer Grundstruktur eines erfindungsgemäßen; ereignisgestützten Prüfsystems,
das Prüfabschluß-Mehrfachsignale erzeugen
kann,
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5A bis 5E Zeitsteuerungsdarstellungen
eines Beispiels von Zeitsteuerungsbeziehungen zwischen den zu erzeugenden
Ereignissen und korrespondierenden Zeitsteuerungsdaten im ereignisgestützten Prüfsystem,
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6 Schaltkreisdarstellung
eines Beispiels einer Schaltkreisstruktur in einer Prüfabschlußsignale
erzeugenden Logik im erfindungsgemäßen, ereignisgestützten Prüfsystem,
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7 eine
Schemadarstellung eines Beispiels, in dem Pin-Einheiten in acht
Pin-Einheit-Bauteilgruppen mit jeweils 32 Pins gruppiert sind und
von denen jede Gruppe Prüfabschlußsignale
unabhängig von
den anderen Gruppen erzeugt,
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8 eine
Zeitsteuerungsdarstellung eines Prüfverfahrens zum Prüfen des
in 2 dargestellten System-on-Chip-Bauteils (SOC-Bauteil)
mit Hilfe des erfindungsgemäßen, ereignisgestützten Prüfsystems,
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9A und 9B Schemadarstellungen zur
Illustration des Unterschieds im Speicher-Management zwischen dem
herkömmlichen
zyklusgestützten
Prüfsystem
und dem erfindungsgemäßen, ereignisgestützten Prüfsystem.
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4 zeigt
die Grundstruktur eines erfindungsgemäßen, ereignisgestützten Prüfsystems. Beim
ereignisgestützten
Prüfsystem
führt jeder
Prüfpin
einen Prüfvorgang
unabhängig
von jedem anderen Prüfpin
durch. Jeder Prüfpin
erzeugt unabhängig von
den anderen Prüfpins
ein Prüfab schlußsignal.
In einem ereignisgestützten
Prüfsystem
werden die gewünschten
Prüfsignale
und Strobe-Signale auf der Grundlage von Ereignisdaten in einem
Ereignisspeicher unmittelbar auf einer Per-Pin-Basis erzeugt. In der
Praxis sind, da jeder Funktionsblock, wie etwa ein Funktionskern
eines System-on-Chip-Bauteils (SOC-Bauteil), über eine Mehrzahl von Vorrichtungspins
verbunden ist, Pin-Einheiten (Prüfpins)
des ereignisgestützten
Prüfsystems
in verschiedenen Pin-Einheit-Bauteilgruppen (Prüfmodule) gruppiert. So kann
das Prüfsystem
beispielsweise acht Pin-Einheit-Bauteilgruppen aufweisen, wobei
32 Pin-Einheiten (Prüfpins)
oder 64 Pin-Einheiten einer Pin-Einheit-Bauteilgruppe zugewiesen
sind. Erfindungsgemäß arbeitet
jede Pin-Einheit-Bauteilgruppe
unabhängig
von jeder anderen. Jede Pin-Einheit-Bauteilgruppe
erzeugt ein Prüfabschlußsignal
(EOT-Signal), sobald ein gewünschter
Prüfvorgang
abgeschlossen oder ein Fehler im Bauteilprüfling (DUT) ermittelt wurde.
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Bei
einem ereignisgestützten
Prüfsystem werden
Ereignisse als Änderungen
im Logikzustand der zum Prüfen
eines Halbleiter-Bauteilprüflings
verwendeten Signale definiert. So sind derartige Änderungen
etwa ansteigende oder abfallende Flanken der Prüfsignale oder Zeitsteuerungsflanken
von Strobe-Signalen. Die Zeitsteuerung der Ereignisse wird mit Bezug
auf eine Zeitlänge
gegenüber
einem Referenz-Zeitpunkt definiert. Typischerweise ist ein solcher
Referenz-Zeitpunkt der Zeitpunkt des vorangegangenen Ereignisses,
so daß die
Zeitsteuerung eines solchen Ereignisses als Zeitunterschied zwischen
dem Zeitpunkt des vorangegangenen Ereignisses und dem des laufenden
Ereignisses ausgedrückt
wird. Alternativ dazu kann ein solcher Referenz-Zeitpunkt ein für alle Ereignisse
gleicher, feststehender Start-Zeitpunkt sein.
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Bei
einem ereignisgestützten
Prüfsystem kann,
da die Zeitsteuerungsdaten im Zeitsteuerungsspeicher (Ereignisspeicher)
keine komplizierten Informationen bezüglich Wellenform, Vektoren,
Verzögerungen
u.s.w. hinsichtlich jedes einzelnen Prüfzyklus zu enthalten haben,
die Beschreibung der Zeitsteuerungsdaten unerhört vereinfacht werden. Prüfsignale
und Strobe-Signale können
unmittelbar aus den Ereignissteuerungsdaten gewonnen werden. Aufgrund
dieser Einfachheit kann jeder Prüfpin (Pin-Einheit)
unabhängig
von jedem anderen arbeiten.
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Im
ereignisgestützten
Prüfsystem
werden, wie vorstehend erwähnt,
die Zeitsteuerungsdaten (Ereignisdaten) für jedes in einem Ereignisspeicher gespeicherte
Ereignis durch Ausdruck eines zeitlichen Unterschieds zwischen dem
laufenden Ereignis und dem vorangegangenen Ereignis beschrieben. Da
der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ereignissen
(Delta-Zeit) entgegen dem zeitlichen Abstand zu einem feststeheden
Start-Zeitpunkt
(absolute Zeit) gering ist, ist die Datengröße im Speicher gleichfalls
gering, was zu einer Reduzierung der Speicherkapazität führt.
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Zur
Erzeugung einer hochauflösenden
Zeitsteuerung wird die Zeitspanne (Verzögerungswert) zwischen den Ereignissen
mit Hilfe einer Kombination eines ganzzahligen Vielfachen eines
Referenz-Taktzyklus (Ganzzahlteil oder Ereigniszählung) und einem Bruchteil
des Referenz-Taktzyklus (Bruchteil oder Ereignis-Feinabstimmung)
definiert. Die zeitliche Beziehung zwischen dem Ereigniszähler und der
Ereignis-Feinabstimmung
ist in den Zeitsteuerungsdarstellungen gemäß
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5A bis 5E dargestellt.
In diesem Beispiel weist ein Referenztakt gemäß 5A einen Taktzyklus
und eine Taktperiode T auf. Die Ereignisse 0, 1 und 2 sind,
wie in 5C dargestellt, in Bezug zueinander
gesetzt.
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Um
das Ereignis 1 mit Bezug auf das Ereignis 0 zu beschreiben, wird
ein Zeitunterschied (Verzögerung)
Delta V1 zwischen den beiden Ereignissen in einem Ereignisspeicher
definiert. Die Zeitsteuerung des Ereignisses 2 wird durch einen
Zeitunterschied (Verzögerung)
Delta V2 gegenüber
dem Ereignis 1 definiert. Entsprechend wird die Zeitsteuerung des
Ereignisses 3 in 5E durch einen Zeitunterschied
(Verzögerung)
Delta V3 gegenüber
dem Ereignis 2 definiert. In einem ereignisgestützten Prüfsystem werden die Zeitsteuerungsdaten
im Ereignisspeicher angezeigt und bezüglich aller vorangegangenen
Ereignisse aufaddiert, um die gültige
Zeitsteuerung des laufenden Ereignisses zu erzeugen.
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Im
Beispiel gemäß 5C wird,
um das Ereignis 1 zu erzeugen, die Zeitsteuerungsbeziehung von 5B verwendet,
in der N1T den Ereignis-Zählstand
bezeichnet, der das N1-Fache der Bezugszeitspanne T beträgt, und
Delta 1T bezeichnet die Ereignis-Feinabstimmung, die einen Bruchteil
der Bezugszeitspanne T beträgt.
Entsprechend werden, um das in 5E gezeigte
Ereignis 3 gegenüber
dem Ereignis 0 zu erzeugen, die Zeitsteuerungsdaten aller vorangegangenen
Ereignisse aufaddiert, um einen Gesamt-Zeitunterschied aufzumachen,
der durch N3T + Delta 3T ausgedrückt
wird, wobei N3T den Ereigniszählstand
bezeichnet, der das N3-Fache der Bezugszeitspanne T beträgt, und
wobei Delta 3T die Ereignis- Feinabstimmung
bezeichnet, die einen Bruchteil der Bezugszeitspanne T ausmacht.
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Aus 4 ist
ersichtlich, daß das
ereignisgestützte
Prüfsystem
eine große
Anzahl von Pin-Einheiten 31 (Prüfpins oder Ereignis-Prüfer) umfaßt, die jeweils
unabhängig
von einander Prüfsignale
an einen entsprechenden Pin des Bauteilprüflings (DUT) liefern und ein
Antwort-Ausgangssignal des DUT beurteilen können. Im Beispiel gemäß 4 sind
256 Pin-Einheiten 311 bis 31256 im ereignisgestützten Prüfsystem vorgesehen. Treiber 52 und 54 erhalten und
senden Prüfabschlußsignale
vom bzw. an die Pin-Einheiten 311 bis 31256 . Ein Hauptrechner 30 (Systemsteuerung)
kommuniziert mit allen Pin-Einheiten (31) durch einen Systembus 33.
Der Hauptrechner 30 steuert die Gesamttätigkeit des ereignisgestützten Prüfsystems.
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Jede
Pin-Einheit 31 umfaßt
einen Ereignisspeicher 41, eine Ereignissteuerung 43,
eine Ereignis-Skaliereinrichtung 45, eine Verzögerungssteuerung 47 und
eine Pin-Elektronik (PE) 49. In jeder Pin-Einheit 31 speichert
der Ereignisspeicher 41 Ereignisdaten, die im wesentlichen
aus Ereignis-Zeitsteuerungsdaten sowie Ereignis-Typendaten gebildet
werden. Typischerweise definieren die Ereignis-Zeitsteuerungsdaten
den Zeitunterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ereignissen.
Derartige Ereignis-Zeitsteuerungsdaten werden verwendet, um eine
Gesamt-Verzögerungszeit
eines laufenden Ereignisses gegenüber einem Bezugspunkt auszudrücken, wie
dies in den 5B und 5E gezeigt
ist. Die Ereignis-Typendaten definieren den Ereignistyp, wie etwa
ein Treiberereignis und ein Sammelereignis, wie in den 5C und 5E dargestellt.
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Die
Ereignissteuerung 43 ist eine Steuerung wie etwa ein Mikroprozessor
zur Steuerung der Gesamttätigkeit
der Pin-Einheit 31. Die Ereignissteuerung 43 erhält von der
Systemsteuerung (Hauptrechner) 30 über den Systembus 33 Instruktionen,
um Prüfprogramme
in der Pin-Einheit 31 zu laden und die Prüfprogramme
ablaufen zu lassen. Die Ereignissteuerung 43 liefert ein
Prüfsignal
an einen besimmten Pin des Bauteilprüflings und beurteilt das Antwort-Ausgangssignal
des Bauteilprüflings.
Die Ereignissteuerung 43 errechnet die Gesamtverzögerung eines
jeden Ereignisses, in dem sie die Ereignissteuerungsdaten vom Ereignisspeicher 41 aufaddiert.
Die Ereignissteuerung 43 dient auch als Adress-Folgesteuerungseinrichtung,
um Adressdaten dem Ereignisspeicher 41 in der Pin-Einheit
unabhängig
von den anderen Pin-Einheiten
zuzuführen.
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Wie
in 5 dargestellt, wird der Zeitunterschied
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ereignissen, die von den Ereignissteuerungsdaten
definiert werden, durch ein ganzzahliges Vielfaches einer Bezugszeitspanne
und einen Bruchteil der Bezugszeitspanne konfiguriert. Beim Errechnen
der Gesamtverzögerungszeit
kann deshalb ein Übertrag vorgenommen
werden, wenn die Summe der Bruchteilsdaten die Bezugszeitspanne überschreitet.
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Die
Ereignis-Skaliereinrichtung 45 dient dem Skalieren der
Gesamtverzögerungsdaten
der Ereignissteuerung 43. Die Ereignis-Skaliereinrichtung ändert die
Gesamtverzögerungsdaten
im Verhältnis
zu einem Skalierfaktor. Die Verzögerungssteuerung 47 dient
der Erzeugung des Prüfmusters,
wie etwa der Treiberereignisse und der Sammelereignisse, und zwar
basierend auf der skalierten Ge samtverzögerungszeit der Ereignis-Skaliereinrichtung 45.
Das Prüfmuster
wird an den Bauteilprüfling
DUT über
die Pin-Elektronik angelegt, die einen Treiber zur Übermittlung
des Prüfmusters
(Treiberereignis) an den Bauteilprüfling DUT sowie einen Komparator
zum Vergleichen des Antwort-Ausgangssignals des Bauteilprüflings DUT
und die Zeitsteuerung des Sammelereignisses umfaßt.
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Jede
Pin-Einheit 31 kann unabhängig von den anderen Pin-Einheiten
im gleichen Prüfsystem gestartet
und gestoppt werden. So kann beispielsweise, wenn ein Fehler im
entsprechenden Pin ermittelt wird, oder wenn das Prüfmuster
erschöpft
ist, die Pin-Einheit 31 den Prüfvorgang stoppen. Erfindungsgemäß sendet
jede Pin-Einheit 31 ein derartiges Prüfabschluß-Signal (EOT-Signal) an andere Pin-Einheiten.
Erfindungsgemäß empfängt auch
jede Pin-Einheit 31 ein Prüfabschluß-Signal (EOT-Signal) von den
anderen Pin-Einheiten. Die Treiber 52 und 54 speichern
die an die Pin-Einheiten gesandten und von diesen empfangenen Prüfabschluß-Signale (EOT-Signale)
vorübergehend
zwischen. Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 6 erläutert, umfassen
die Treiber 52 und 54 Mittel zur Auswahl der Prüfabschlußsignale
auf der Grundlage spezifischer Konditionen.
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Erfindungsgemäß ist jede
Pin-Einheit 31 mit zwei Arten von Prüfabschlußsignalen verbunden, zum einen
mit einem Prüfabschluß-Ausgangssignal (EOT-Out)
und zum anderen mit einem Prüfabschluß-Eingangssignal
(EOT-In). Die Ereignissteuerung 43 in jeder der Pin-Einheiten 31 gemäß 4 erzeugt
ein EOT-Out-Signal und erhält
ein EOT-In-Signal.
Ein EOT-In-Signal wird beispielsweise von der Pin-Einheit verwendet,
um den Ablauf des Prüfprogramms
abzustoppen und ein EOT-Out-Signal wird als Sy stem-Unterbrechung
verwendet, um eine Systemwartung anzufordern.
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6 zeigt
ein Beispiel eines Schaltkreises zur Erzeugung eines EOT-Out-Signals
durch die Pin-Einheit 31. Die Ereignissteuerung 43 erzeugt Prüfabschlußsignale
auf der Grundlage unterschiedlicher Bedingungen, so beispielsweise
auf der Grundlage verschiedener Fehlerarten, die auf dem entsprechenden
Pin des Bauteilprüflings
entdeckt werden, oder auf der Grundlage von Bedingungen, die vom
Benutzer spezifiziert werden, oder auf der Grundlage des Ende des
Prüfprogramms
o.ä. Ein Ausgangs-Steuerungsregister 58 ist
vorgesehen, um eine oder mehrere Arten von Prüfabschlußsignalen von der Ereignissteuerung 43 auszuwählen. Das Systemprogramm
der Systemsteuerung 30 steuert den Inhalt des Ausgangs-Steuerungsregisters 58.
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UND-Gatter 551 bis 558 sind
jeweils mit dem Ausgang der Ereignissteuerung 43 und dem
Register 58 verbunden, so daß lediglich die ausgewählten Prüfabschlußsignale
an den Ausgängen
der Treiber 571 bis 578 erzeugt werden. Die Ausgänge der
Treiber 571 bis 578 sind
in einer ODER-Funktion verknüpft.
Auch wenn dies nicht dargestellt ist, so können die Prüfabschluß-Eingangssignale (EOT-In) durch
eine der oben dargestellten Konfigurationen erzeugt werden. Ein
Eingangs-Steuerungsregister wie etwa das Ausgangs-Steuerungsregister 58 kann vorgesehen
werden, um Wahlsignale zur Auswahl bestimmter Arten der EOT-In-Signale
auszuwählen, die
an die Ereignissteuerung 43 übermittelt werden.
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Da
ein Halbleiter-Bauteilprüfling
eine große Anzahl
von I/O-Pins aufweist, so wie beispielsweise wenigstens 32 Pins,
sind die Pin-Einheiten 31 in mehrere Pin-Einheit-Bauteilgruppen (Prüfmodule) gruppiert.
In einem Beispiel weist das erfindungsgemäße Prüfsystem acht unterschiedliche
Gruppen von Pin-Einheiten auf, die unabhängig voneinander arbeiten können. Auf
diese Weise verfügt
in dem Beispiel gemäß 4 mit
256 Pin-Einheiten 311 bis 31256 jede Pin-Einheit-Bauteilgruppe (Prüfmodul) über 32 Pin-Einheiten,
während
das gleiche Prüfabschlußsignal 32 Pin-Winheiten
in der gleichen Gruppe zugewiesen wird.
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Eine
entsprechend Konfiguration ist in 7 dargestellt,
bei der acht Prüfabschluß-Ausgangssignale
(EOT-Out-Signale)
und acht Prüfabschluß-Eingangssignale
(EOT-In-Signale) jeweils acht Pin-Einheit-Bauteilgruppen zugeordnet
sind. In diesem Beispiel sind eine EOT-In-Linie 1 und eine EOT-Out-Linie 1 der
ersten Pin-Einheit-Bauteilgruppe mit den Pin-Einheiten 311 bis 3132 zugeordnet.
Eine EOT-In-Linie 2 und eine EOT-Out-Linie 2 sind
der zweiten Pin-Einheit-Bauteilgruppe mit den Pin-Einheiten 3133 bis 3164 zugeordnet.
Auf diese Weise sind EOT-In-Linien 1 bis 8 und
EOT-Out-Linien 1 bis 8 jeweils den Pin-Einheiten 311 bis 31256 zugeordnet,
obgleich aus Gründen
der zeichnerischen Vereinfachung lediglich 160 Pin-Einheiten in 7 dargestellt sind.
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Wie
bereits vorstehend unter Bezug auf 4 dargestellt,
enthält
jede Pin-Einheit 31, wie in der Ereignissteuerung 43,
eine Logikeinheit, um ein Prüfabschlußsignal
zu erzeugen. Ein Prüfabschlußsignal
kann unter verschiedenen Bedingungen erzeugt werden, die von der
Systemsoftware über
das Ausgangs-Steuerungsregister 58 (6) gesteuert
werden. Das ausgewählte
Prüfabschlußsignal
ist, wie in 6 dargestellt, offen drain (in
einer ODER-Funktion verknüpft).
Acht derartige offen-drain Prüfabschluß-Ausgänge werden
mit einer der EOT-Out-Linien 1 bis 8 verbunden.
In entsprechender Weise werden acht offen-drain Prüfabschluß-Eingänge mit einer
der EOT-In-Linien 1 bis 8 verbunden.
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Wie
vorstehend erwähnt,
umfassen die Funktionen der EOT-Signale auch die Anforderung aller
Pin-Einheiten in der gleichen Pin-Einheit-Bauteilgruppe (Prüfmodul),
die Ausführung
des Prüfprogramms
zu stoppen, Systemwartung anzufordern sowie die laufende Prüfung zu
stoppen und die nächste Prüfung beginnen
zu lassen. Folglich können
acht Prüfmodule
(Pin-Einheit-Bauteilgruppen) acht verschiedene Prüfungen parallel
zur gleichen Zeit am gleichen Bauteilprüfling durchführen.
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8 zeigt
ein Beispiel einer Prüfzeit-Zuordnung
im erfindungsgemäßen ereignisgestützten Prüfsystem
beim Prüfen
der in 2 dargestellten System-On-Chip-Bauteile (SOC-Bauteile). 8 illustriert
eine gegenüber
dem in 3 dargestellten herkömmlichen Beispiel verkürzte Bauteilprüfzeit. In diesem
Beispiel weist das ereignisgestützte
Prüfsystem
die erste Pin-Einheit-Bauteilgruppe (Pin-Einheiten 311 bis 3132 )
und die EOT-Linie 1 dem PCI-Kern des Bauteilprüflings (DUT)
zu, wobei die zweite Pin-Einheit-Bauteilgruppe (Pin-Einheiten 3133 bis 3164 )
und die EOT-Linie 2 dem RISC-Kern des Bauteilprüflings (DUT)
zugewiesen ist, und so fort.
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PCI,
RISC, Speichersteuerung, Encoder und Display-Kerne werden jeweils
von den Pin-Einheit-Bauteilgruppen (Prüfmodulen) 1 bis 5 geprüft, während die
EOT-Linien 1 bis 5 jeweils den Pin-Einheit-Bauteilgruppen 1 bis 5 zugeordnet
sind. Am Ende einer jeden Funktionskern-Prü fung wird ein EOT-Ausgangssignal
aktiviert, um die Systemsteuerung 30 zu informieren, daß eine Systemwartung
anzufordern sei. Bei der Wahrnehmung des EOT-Signals lädt die Systemsteuerung 30 das
nächste
ereignisgestützte
Prüfprogramm,
ohne dabei die andere Pin-Einheit-Bauteilgruppe bei der Durchführung ihrer jeweiligen
ereignisgestützten
Prüfprogramme
zu unterbrechen.
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Bei 8 ist
davon auszugehen, daß drei Prüfprogramme
A, B un C im Einsatz sind, um den SOC-Bauteilprüfling zu beurteilen. Bei jeder
Wahrnehmung des EOT-Signals in der Durchführung des Prüfprogramms
A in der entsprechenden Funktionskern-Prüfung lädt das Prüfsystem das nächste Prüfprogramm
B. Darüber
hinaus lädt
das Prüfsystem
bei jeder Wahrnehmung des EOT-Signals in der Durchführung des
Prüfprogramms
B in der entsprechenden Funktionskern-Prüfung das nächste Prüfprogramm C. Da jedes Prüfprogramm
für jeden
Funktionskern unabhängig
von anderen Funktionskernen durchgeführt werden kann, können vollständig parallele
Prüfungen
durchgeführt
werden, wodurch sich die Gesamt-Prüfdauer erheblich reduzieren
läßt.
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9A und 9B zeigen
Unterschiede in der Speicher-Management-Architektur zwischen dem
herkömmlichen
zyklusgestützten
Prüfsystem und
dem erfindungsgemäßen ereignisgestützten Prüfsystem.
Beim herkömmlichen
Prüfsystem
steuert eine einzige Adress-Sequenzsteuerung einen Musterspeicher
zur Erzeugung des Prüfmusters
und einen Fehlerspeicher zur Speicherung der Fehlerinformation.
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Wie
in 9A dargestellt, werden daher im Zuge der Fehleranalyse
beispielsweise der Fehlerspeicher in sequentieller Folge angesprochen,
was eine lange Analyse zeit nach sich zieht, um alle Fehleranalysen
für alle
Funktionskerne abzuschließen. Beim
erfindungsgemäßen, ereignisgestützten Prüfsystem
hat jede Pin-Einheit ihren eigenen, unabhängigen Fehlerspeicher und ihren
eigenen Musterspeicher. Es ist daher möglich, die Fehlerinformation
in den Fehlerspeichern parallel zu speichern und die Fehlerinformation
bei der Fehleranalyse gleichzeitig zu lesen, was die für die Fehleranalyse
erforderliche Zeit erheblich reduziert.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Einfachheit
der Erzeugung von Prüfmustern.
Bei der Verwendung eines herkömmlichen, zyklusgestützten Prüfsystems
ist die Erzeugung eines individuellen Prüfmusters nicht empfehlenswert, und
zwar aufgrund des damit einhergehenden Anstiegs an Prüfzeitdauer.
Um einen Prüfmuster-Block zur
Prüfung
des Bauteilprüflings
(DUT) als parallel funktionierende Parallelblöcke zu entwickeln, ist ein erheblicher
Aufwand an Planungsleistung erforderlich. Es ist auch noch immer
praktisch unmöglich, auszuschließen, daß auf einigen
der Funktionsblöcke
Leerlaufzeiten aufzutreten. Mit einer Mehrfach-Prüfabschluß-Realisierung
im erfindungsgemäßen, ereignisgestützten Prüfsystem
kann sich der Entwickler auf das Prüfergebnis eines einzelnen Funktionsblocks
konzentrieren. Die Prüfmuster
für jeden
Funktionsblock werden als einzelne ereignisgestützte Prüfprogramme behandelt. Dies
erlaubt es einen höheren
Prüfbedeckungsgrad
für jeden
einzelnen Funktionsblock des Bauteilprüflings (DUT) zur gleichen Zeit
zu erreichen.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft eine vollständig skalierbare
Architektur. Die Architektur des erfindungsgemäßen Prüfsystems ist ska lierbar (also
in der Lage, hinsichtlich Größe und Konfiguration
verändert
zu werden), da die Steuerungslogik für jedes Prüfabschlußsignal die gleiche ist. Jede
Prüfabschlußsignal-Gruppe
(Pin-Einheit-Bauteilgruppe) kann auf lediglich zwei Pin-Einheiten
beschränkt
werden, aber auch alle Pin-Einheiten des gesamten Systems aufweisen.
Dieser architektonische Aspekt erlaubt künftige Prüfsystem-Erweiterungen zur Behandlung
von sehr viele Pins aufweisenden VLSI-Bauteilen.
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Erfindungsgemäß kann das
ereignisgestützte
Halbleiterprüfsystem
Prüfsignal-Ereignisse
zu verschiedenen Zeitpunkten auf der Basis von Ereignisdaten zu
erzeugen, die im Ereignisspeicher gespeichert sind, um das Halbleiterbauteil
zu beurteilen. Das ereignisgestützte
Prüfsystem
enthält
eine Mehrzahl von Pin-Einheiten, von denen jede ein Prüfsignal für einen
bestimmten Pin des Bauteilprüflings
(DUT) erzeugen kann. Es enthält
ferner eine Einrichtung zur Erzeugung eines Prüfabschlußsignals in Bezug auf jede
einzelne Pin-Einheit, und zwar unabhängig von den anderen Pin-Einheiten.
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Das
ereignisgestützte
Prüfsystem
kann deshalb eine Mehrzahl von unterschiedlichen Prüfungen parallel
zur gleichen Zeit durchführen.
Das ereignisgestütze
Prüfsystem
kann darüber
hinaus eine Mehrzahl von Pin-Einheiten frei zu mehreren Pin-Einheit-Bauteilgruppen
zusammenweisen und Mehrfachsignale erzeugen, jeweils einen Prüfabschluß in einer
zugehörigen
Pin-Einheit-Bauteilgruppe andeuten, wobei jede Pin-Einheit-Bauteilgruppe
Prüfvorgänge unabhängig von
anderen durchführt.
Damit kann das ereignisgestützte
Prüfsystem
eine Mehrzahl von unterschiedlichen Prüfungen parallel zur gleichen
Zeit durchführen.