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澳门新葡京官网: ADGM1001 SPDT MEMS开关如何助力通过单插入测试

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描述

先进的数字处理器IC要求通过单独的DC参数和高速数字自动测试设备(ATE)测试,以达到质保要求,这带来了很大的成本和组织管理挑战。本文介绍 ADGM1001 SPDT MEMS开关如何助力一次性通过单插入测试,以帮助进行DC参数测试和高速数字测试,从而降低测试成本,简化数字/RF片上系统(SoC)的测试流程。

图1.操作员将负载板安装到测试仪上,以测试数字SoC

ATE挑战

半导体市场在不断发展,为5G调制解调器IC、图像处理IC和中央处理IC等先进的处理器提供速度更快、密度更高的芯片间通信。在这种复杂性不断提高、需要更高吞吐量的形势下,保证质量成为如今的ATE设计人员面临的终极挑战。一个关键方面是:发射器(Tx)/接收器(Rx)通道数量不断增加,需要进行高速数字和DC参数测试。这些挑战导致半导体测试越来越复杂,如果不加以解决,会导致测试时间更长、负载板更复杂和测试吞吐量下降。而在现代ATE环境中,这会导致运营费用(OPEX)增加,产出降低。

要解决这些ATE挑战,需要使用能在DC频率和高频率下运行的开关。ADGM1001能传输真正的0 Hz DC信号,以及高达64 Gbps的高速信号。这让我们得以构建高效的单个测试平台(一次插入),可配置为测试DC参数标准和高速数字通信标准,例如PCIe Gen 4/5/6、PAM4和USB 4。

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图2.ADGM1001眼图,32 Gbps(RF1至RFC,包含参考波形,使用的伪随机测试码PRBS 215-1)。

如何测试HSIO引脚?

在高产量生产环境中测试高速输入输出(HSIO)接口是一大挑战。验证HSIO接口的一种常见方法是采用高速环回测试结构。这会将高速测试路径和DC测试路径集成在同一个配置中。

要执行高速环回测试,通常从发射器高速发射一个伪随机位序列(PRBS),在负载板或测试板上环回之后由接收器接收,如图3(左侧)所示。在接收端,对序列进行分析,以计算误码率(BER)。

DC参数测试(例如连续性和泄漏测试)在I/O引脚上进行,以确保器件功能正常。要执行这些测试,需要将引脚直接连接到DC仪器上,用该仪器施加电流并测量电压,以测试故障。

要在DUT I/O上执行高速环回测试和DC参数测试,可以使用多种方法来测试数字SoC;例如,使用MEMS开关或继电器,或使用两种不同类型的负载板,一种用于执行高速测试,另一种用于执行DC测试,这需要两次插入。

使用继电器执行高速测试和DC参数测试变得很有挑战性,因为大多数继电器的工作频率不超过8 GHz,因此用户必须在信号速度和测试范围方面做出让步。此外,继电器体积大,会占用很大的PCB面积,这会影响解决方案的尺寸。继电器的可靠性一直备受关注,它们通常只能支持1000万个开关周期,这限制了系统的正常运行时间和负载板的寿命。

图3显示用于执行高速环回测试和DC参数测试的两种插入测试方法。图3中,左侧显示高速数字环回测试设置,其中DUT的发射器通过耦合电容接至接收器。图3右侧显示DC参数测试设置,其中DUT引脚直接连接至ATE测试仪进行参数测试。到目前为止,受组件限制,还无法在同一个负载板上同时提供高速环回功能和DC测试功能。

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图3.两种插入测试方法的示意图。

与两次插入测试相关的挑战

管理两套硬件:用户必须维护和管理进行DC和环回测试所需的两套负载板。这使成本大幅增加,尤其是在测试大量器件时。

延长测试时间,增加测试成本:两次插入测试意味着每个DUT必须测试两次,因此每次测试的索引时间将增加一倍,最终会增加测试成本,并显著影响测试吞吐量。

测试时间优化:使用两套硬件时,测试时间无法优化。如果一个器件导致第二次插入失败,成本会进一步增加。第一次插入则会浪费测试仪时间。

更易出现操作错误:由于每个DUT都要测试两次,出现操作错误的几率也会翻倍。

解决方案设置× 2: 两种测试插入方法涉及两组硬件,使得硬件设置时间翻倍。

组织管理成本:两次插入测试,意味着需要移动更多组件。需要在两个测试仪之间,甚至两个测试室之间移动组件,带来了规划和组织管理挑战。

利用出色密度解决两次插入问题

ADI公司的34 GHz MEMS开关技术采用小巧的5 mm × 4 mm × 0.9 mm LGA封装,提供高速数字测试功能和DC测试功能,如图4所示。要执行高速数字测试,来自发射器的高速信号经由开关,路由传输回到接收器,在解码之后,进行BER分析。要执行DC参数测试,该开关将引脚连接到DC ATE测试仪进行参数测试,例如连续性和泄漏测试,以确保器件功能正常。在执行DC参数测试期间,MEMS开关还提供与ATE进行高频通信的选项,可以满足某些应用的需求。

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图4.ADGM1001支持高速数字测试和DC测试(只突出显示P通道)。

图5显示高速数字测试解决方案,分别使用继电器和使用ADGM1001 MEMS开关进行比较。使用MEMS开关时,解决方案的尺寸比使用继电器时缩减近50%,这是因为ADGM1001采用5 × 4 × 0.9 mm LGA封装,比典型的继电器小20倍。PCIe Gen 4/5、PAM4、USB 4和SerDes等高频标准驱动多个发射器和接收器通道,这些通道需要紧密排布在PCB上,但不能增加布局复杂性,以消除通道与通道之间的差异。为了满足这些不断发展的高频标准的要求,MEMS开关在负载板设计中提供致密和增强功能,以便执行数字SoC测试。

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图5.分别使用继电器和ADGM1001的环回解决方案比较。

继电器尺寸通常很大,只能提供有限的高频性能。它们利用增强致密来支持更高的频率标准,例如PCIe Gen 4/5、PAM4、USB 4和SerDes。大多数继电器的工作频率不超过8 GHz,在高频率下具有很高的插入损耗,会影响信号的完整性并限制测试覆盖范围。

ADGM1001简介

ADGM1001 SPDT MEMS开关在DC至34 GHz频率范围内提供出色的性能。该技术具有超低寄生效应和宽带宽,开关对高达64 Gbps信号的影响很小,并且通道偏斜、抖动和传播延迟都比较低,可实现高保真数据传输。它在34 GHz时提供1.5 dB的低插入损耗和3 ?低RON。它提供69 dBm的良好线性度,可以处理高达33 dBm的RF功率。它采用5 mm × 4 mm × 0.95 mm小型塑料SMD封装,提供3.3 V电源和简单的低压控制接口。所有这些特性使ADGM1001非常适合ATE应用,支持通过单次测试插入实现高速数字测试和DC参数测试,如图4所示。

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图6.ADGM1001 RF性能。

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图7.封装类型:5 mm × 4 mm × 0.9 mm 24引脚LGA封装。

ADGM1001易于使用,为引脚23提供3.3 V VDD即可运行。但是,VDD可以使用3.0 V至3.6 V电压??乜梢酝ü呒刂平涌冢ㄒ?至引脚4)或通过SPI接口进行控制。实现器件功能所需的所有无源组件都集成在封装内,易于使用并且节省板空间。图8所示为ADGM1001的功能框图。

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图8.ADGM1001功能框图。

使用ADGM1001实现单次插入测试的优势

出色的高速和DC性能: 实现从DC到34 GHz的宽带宽是当今行业面临的挑战。ADGM1001的插入损耗、线性度、RF功率处理和RON等关键参数在DC到34 GHz范围内都具有出色的性能。

降低运营费用:

减少硬件数量:单次插入测试只需使用一套测试硬件;因此,用户无需投资购买两套硬件和测试设备,可以大幅降低运营费用。

测试仪的运行时间:与继电器相比,ADGM1001支持1亿个循环周期,提供出色的可靠性,可延长测试仪的运行时间,最终降低运营费用。

提高测试吞吐量:ADGM1001允许使用单次插入测试,将索引时间减少一半,这会大幅缩短测试时间,提供更高的测试吞吐量和资产利用率。

密集解决方案,面向未来:ADGM1001提供更高的致密度和增强功能。MEMS开关技术提供可靠的路线图,适用于DC至高频运行开关,且与不断发展的技术完全保持一致。

降低组织管理成本:使用单次插入方法时,需要移动的组件数量更少,可以降低组织管理成本和规划难度。

减少组件移动: 使用单次插入测试方法时,DUT只需一次插入进行测试,减少了组件移动,最终可降低发生操作错误的几率。

结论

ADGM1001正在推动DC至34 GHz开关技术的发展,使得组合使用高速数字和DC参数解决方案进行SoC测试成为可能。它有助于缩短测试时间,改善电路板设计布局(实现更高的DUT数量和吞吐量),并延长运行时间(提高可靠性)。

ADGM1001是ADI MEMS开关系列的新产品,继续推动满足高速SoC测试需求。ADI公司的MEMS开关技术拥有可靠的发展路线,支持DC至高频的开关功能,以满足未来的技术需求。请大家持续关注ADI MEMS开关技术的未来更新?! ?/p>

? ? ? 审核编辑:彭静

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