El actual escenario acelerado y dinámico en el mundo de la electrónica exige más que nunca quePCA/PCBAy que los diseños de CI sean fiables y funcionales. A medida que las tecnologías y los dispositivos se desarrollan a un ritmo acelerado, con un enfoque en atender de manera eficiente las complejas necesidades que surgen con IoT, IA y 5G, una práctica orientada a resultados como el Diseño para la Testabilidad o DFT desempeña un papel fundamental. A través de este artículo, se explorará cómo puede realizarse el DFT con herramientas y técnicas avanzadas.
Relevancia creciente de la DFT
El diseño para la capacidad de prueba, o DFT, es un área que se centra en incorporar funcionalidades de prueba en los diseños de PCBA y en los diseños de circuitos integrados (IC). Las pruebas DFT permiten tiempos de prueba sustancialmente más cortos y una mejor cobertura de fallos a un costo reducido. A medida que los diseños de IC se vuelven más complejos debido a los avances en las tecnologías de proceso de 3 nm y a los diseños con miles de millones de transistores, el DFT se ha convertido en un área esencial.
Detección temprana y eficiente de fallas
Sería difícil identificar beneficios más esenciales asociados con la DFT en comparación con su aplicabilidad para identificar defectos de producción enetapas iniciales del desarrollo de productosAl identificar estos defectos en etapas tempranas, se vuelve fácil para los productores corregir estos problemas sin recurrir a rediseños y, de este modo, lograr una alta satisfacción del cliente.
Pruebas eficaces de diseños complejos y de alta densidad
Los productos electrónicos contemporáneos suelen incluir componentes muy compactos con operaciones de alta velocidad. Esto plantea desafíos adicionales a los procedimientos de prueba convencionales. Las técnicas DFT facilitan el acceso a puntos de prueba críticos y mejoran las funciones de diagnóstico. Hacen posible llevar a cabo pruebas en diseños complejos.
Reducir las fugas de pruebas
Aunque ningún método de prueba garantiza una cobertura de fallos del 100 %, el DFT reduce en gran medida la posibilidad de escapes de prueba. Los escapes de prueba ocurren cuando los productos defectuosos no se detectan en la etapa de prueba. Reducir estas incidencias ayuda a prevenir reparaciones costosas y garantiza una fiabilidad superior del producto.
Métodos expertos de DFT para 2025 y perspectivas futuras
DFT jerárquico
La DFT jerárquica ayuda a manejar diseños de CI muy grandes. La DFT jerárquica descompone los grandes diseños de CI en bloques más manejables. Ayuda a probar varios bloques en paralelo, reduciendo así significativamente la cantidad de datos requerida y el tiempo de prueba. Resulta muy útil para probar grandes CIs con miles de millones de transistores.
DFT con reconocimiento de energía
Los métodos conscientes del consumo de energía desempeñan un papel fundamental en las pruebas porque ayudan a evitar la violación de las restricciones óptimas de energía. Además, tienen una importancia específica para los diseños alimentados por batería, incluidos los procesadores de IoT y móviles.
Pruebas a velocidad real
Las pruebas a velocidad nominal, comunes en tecnologías de alta velocidad como 5G, implican secciones de Autoprueba Incorporada (BIST) que funcionan a plena velocidad operativa. Las pruebas a velocidad nominal ayudan a detectar defectos relacionados con el tiempo, que podrían haberse pasado por alto a velocidades de prueba más lentas. De este modo, se garantiza que el componente funcionará como debe en su entorno de uso óptimo.
Aplicación de tecnologías DFT contemporáneas
Para 2025, el papel de las soluciones modernas de DFT se vuelve imprescindible, incorporando automatización, inteligencia artificial y funcionalidad en la nube en las pruebas:
Inserción automática de DFT:La tarea de interconectar la cadena de escaneo y los puntos de prueba se realiza de forma automática, eliminando así cualquier posibilidad de error. Esto reduce la duración del proyecto.
Análisis de fallos impulsado por IA:Las herramientas de IA utilizan diseños para predecir regiones que potencialmente pueden tener fallas y así mejorar significativamente la cobertura de fallas.
Simulación de Prueba en la Nube:Las nubes permiten realizar simulaciones que implican una gran cantidad de pruebas sin necesidad de equipos costosos, ya que se pueden ejecutar múltiples operaciones de forma concurrente, acortando así los tiempos de simulación.
Automatización de la generación de patrones de prueba
Las herramientas ATPG son esenciales para cumplir los requisitos de alta cobertura de fallos, como es habitual en los diseños densos. Estas herramientas generan automáticamente vectores para probar diferentes tipos de fallos. Como resultado, estas herramientas ofrecen capacidades de prueba exhaustivas incluso para diseños complejos.
Integración de secuencias de prueba
Los scripts para automatizar procesos que involucran DFT y que se incluyen dentro del flujo general de diseño, desde la síntesis hasta el place-and-route, ayudan a reducir los diseños iterativos y a llevar un producto al mercado más rápidamente.
Supervisión de pruebas en tiempo real
Los sistemas de monitoreo automatizado ofrecen a los miembros de la instalación retroalimentación en tiempo real durante las pruebas, de modo que puedan adaptarse y realizar cambios en el momento. Esto eliminará el tiempo perdido en la depuración y el análisis de fallos a gran escala.
Mejores prácticas para la implementación de DFT
La implementación eficaz de DFT requiere un conjunto de mejores prácticas que puedan formularse para hacer frente a los desafíos que plantean los diseños electrónicos avanzados actuales:
Integrar temprano:La integración de la planificación DFT con los procesos de diseño inicial reduce los costos asociados con el rediseño y garantiza que la planificación DFT cumpla con los criterios de diseño.
Optimizar el tiempo y el costo de las pruebas:Se emplean métodos de compresión de datos de prueba y de pruebas en paralelo para optimizar los costos y los tiempos de prueba.
Utilizar estándares de la industria:Utiliza estándares como IEEE 1149.1 (JTAG) para las pruebas de escaneo de límites. Los estándares de la industria facilitan las pruebas y la depuración.
Facilitar el trabajo en equipo:Inspira la cooperación entre los equipos de diseño y prueba para facilitar la optimización de DFT. Aborda los problemas desde una perspectiva global y acorta la resolución de los inconvenientes hasta en un 30%.
Superar los desafíos del DFT
Aunque DFT tiene sus beneficios, existen desafíos asociados con su implementación en diseños modernos, como se describe a continuación:
Gestión de volúmenes de datos de prueba:A medida que aumentan los diseños, también lo hace el tamaño de los datos de prueba. Utiliza algoritmos de compresión de datos y servicios en la nube para gestionar eficazmente grandes volúmenes.
Equilibrar la Cobertura de Pruebas y el Consumo de Energía:Tener una alta cobertura de pruebas conduce a un alto consumo de energía. Utiliza métodos de prueba conscientes del consumo de energía que te permitan mantener la seguridad dentro de niveles aceptables de consumo energético.
Verificación de diseños heterogéneos:Los chips semiconductores modernos son cada vez más propensos que los diseños anteriores a incluir componentes digitales, analógicos y de RF dentro de un solo chip. Para verificar eficazmente estos diseños, los profesionales de la industria dependen de herramientas y métodos de soluciones DFT de señal mixta.
A medida que avanzamos hacia una era en la que el rápido progreso tecnológico se vuelve más evidente, aprender a emplear eficazmente los métodos avanzados de DFT se convierte en un imperativo para las empresas que buscan situarse a la vanguardia en el altamente competitivo mundo de la electrónica. Al aprovechar los métodos de planificación temprana y hacer uso de tecnologías y herramientas colaborativas y avanzadas, es posible que los expertos obtengan el máximo beneficio y logren tiempos de transición más eficientes y una mayor rentabilidad.
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