L'attuale scenario frenetico e dinamico nel mondo dell'elettronica richiede più che mai chePCA/PCBAe i progetti di circuiti integrati siano affidabili e funzionali. Poiché le tecnologie e i dispositivi si sviluppano a un ritmo rapido, con un’attenzione particolare all’efficienza nel soddisfare le esigenze complesse emergenti con IoT, IA e 5G, una pratica orientata ai risultati come la Progettazione per la Testabilità (DFT) svolge un ruolo fondamentale. In questo articolo verrà esplorato come la DFT possa essere realizzata con strumenti e tecniche avanzati.
Rilevanza crescente della DFT
La progettazione per la testabilità, o DFT, è un ambito che si concentra sull’integrazione di funzionalità di test nei progetti di PCBA e nei progetti di circuiti integrati (IC). Il testing DFT consente tempi di collaudo notevolmente più brevi e una migliore copertura dei guasti a costi ridotti. Man mano che i progetti di IC diventano più complessi a causa dei progressi nelle tecnologie di processo a 3 nm e nei design con miliardi di transistor, la DFT è diventata un’area essenziale.
Rilevamento dei guasti precoce ed efficiente
Sarebbe difficile individuare benefici più essenziali associati alla DFT rispetto alla sua applicabilità nell’identificazione dei difetti di produzione pressoprime fasi dello sviluppo del prodottoIdentificando questi difetti nelle fasi iniziali, diventa facile per i produttori porre rimedio a questi problemi senza ricorrere a riprogettazioni, ottenendo così un’elevata soddisfazione del cliente.
Test efficace di progetti complessi ad alta densità
I prodotti elettronici contemporanei includono solitamente componenti ad alta densità con operazioni ad alta velocità. Questi aspetti pongono ulteriori sfide alle procedure di collaudo convenzionali. Le tecniche DFT facilitano l’accesso ai punti di test critici e migliorano le funzioni di diagnostica. Rendono possibile eseguire test su progetti complessi.
Ridurre le fughe di difetti nei test
Sebbene nessun metodo di collaudo garantisca una copertura dei guasti del 100%, il DFT riduce notevolmente la possibilità di difetti sfuggiti ai test. I difetti sfuggiti ai test si verificano quando prodotti difettosi non vengono individuati nella fase di collaudo. Ridurre tali casi aiuta a prevenire costose riparazioni e a garantire un’affidabilità superiore del prodotto.
Metodi DFT avanzati per il 2025 e prospettive future
DFT gerarchico
La DFT gerarchica aiuta a gestire progetti di circuiti integrati (IC) di dimensioni molto grandi. La DFT gerarchica scompone i grandi progetti di IC in blocchi più gestibili. Aiuta a testare vari blocchi in parallelo, riducendo così in modo significativo la quantità di dati richiesta e il tempo di test. Si rivela molto utile per il collaudo di grandi IC con miliardi di transistor.
DFT a basso consumo di energia
I metodi power-aware svolgono un ruolo fondamentale nel testing perché aiutano a evitare la violazione dei vincoli di potenza ottimali. Inoltre, rivestono un’importanza particolare per i progetti alimentati a batteria, inclusi i dispositivi IoT e i processori mobili.
Test a velocità reale
Il collaudo a velocità operativa, comune nelle tecnologie ad alta velocità come il 5G, implica sezioni di Built-In Self-Test (BIST) che funzionano alla massima velocità operativa. Il collaudo a velocità operativa aiuta a rilevare difetti legati al timing, che potrebbero essere sfuggiti a velocità di test inferiori. Garantisce così che il componente funzioni come dovrebbe nel suo ambiente di utilizzo ottimale.
Applicazione delle tecnologie DFT contemporanee
Entro il 2025, il ruolo delle moderne soluzioni DFT diventerà imprescindibile, integrando automazione, intelligenza artificiale e funzionalità cloud nei test:
Inserimento DFT automatico:Il compito di interconnettere la scan chain e i test point è reso automatico, eliminando così qualsiasi possibilità di errore. Ciò riduce la durata del progetto.
Analisi dei guasti basata sull'IAGli strumenti di intelligenza artificiale utilizzano i progetti per prevedere le regioni che possono potenzialmente presentare guasti e quindi migliorare in modo significativo la copertura dei guasti.
Simulazione di test cloud:Le cloud consente di eseguire simulazioni che coinvolgono un gran numero di test senza richiedere attrezzature costose, poiché è possibile effettuare più operazioni in parallelo, riducendo così i tempi di simulazione.
Automazione della generazione di pattern di test
Gli strumenti ATPG sono essenziali per soddisfare i requisiti di elevata copertura dei guasti, come quelli diffusi nei progetti ad alta densità. Questi strumenti generano automaticamente vettori per testare diversi tipi di guasti. Di conseguenza, essi offrono capacità di test complete anche per i progetti più complessi.
Integrazione della Scripting del Flusso di Test
Gli script per automatizzare i processi che coinvolgono la DFT e che sono inclusi nel flusso di progettazione complessivo, dalla sintesi fino al place-and-route, aiutano a ridurre le iterazioni di progetto e a portare un prodotto sul mercato più rapidamente.
Monitoraggio dei test in tempo reale
I sistemi di monitoraggio automatizzati offrono ai membri dell’impianto un feedback in tempo reale durante i test, in modo che possano adattarsi e apportare modifiche sul momento. Questo eliminerà il tempo sprecato in attività di debug su larga scala e analisi dei guasti.
Best practice per l'implementazione DFT
Un'implementazione efficace del DFT richiede una serie di best practice che possono essere formulate per affrontare le sfide poste dai moderni progetti elettronici avanzati:
Integra in anticipo:L’integrazione della pianificazione DFT con i processi di progettazione iniziale riduce i costi associati alla riprogettazione e garantisce che la pianificazione DFT soddisfi i criteri di progettazione.
Ottimizza tempi e costi dei test:Per ottimizzare i costi e i tempi di test vengono impiegati metodi di compressione dei dati di test e di test parallelo.
Utilizza gli standard di settore:Utilizza standard come IEEE 1149.1 (JTAG) per il collaudo boundary scan. Gli standard di settore rendono il test e il debug più semplici.
Facilitare il lavoro di squadra:Ispira la cooperazione tra i team di progettazione e di test per una più semplice ottimizzazione del DFT. Affronta i problemi da una prospettiva globale e riduce i tempi di risoluzione delle problematiche fino al 30%.
Superare le sfide della DFT
Sebbene il DFT presenti dei vantaggi, la sua implementazione nei progetti moderni comporta alcune sfide, come descritto di seguito:
Gestione dei volumi di dati di test:Con l’aumento dei progetti, aumenta anche la dimensione dei dati di test. Utilizza algoritmi di compressione dei dati e servizi cloud per gestire efficacemente grandi volumi.
Bilanciare la copertura dei test e il consumo energetico:Una copertura elevata dei test comporta un elevato consumo di energia. Utilizza metodi di test attenti ai consumi energetici che ti permettano di mantenere la sicurezza entro livelli accettabili di consumo di energia.
Verifica di progetti eterogenei:I moderni chip a semiconduttore sono sempre più inclini rispetto ai progetti più datati a includere componenti digitali, analogici e RF all’interno di un singolo chip. Per verificare efficacemente questi progetti, i professionisti del settore si affidano a strumenti e metodi di soluzione DFT per segnali misti.
Man mano che entriamo in un’epoca in cui il rapido progresso tecnologico diventa sempre più evidente, imparare a impiegare in modo efficace i metodi avanzati di DFT diventa un imperativo per le aziende che mirano a essere all’avanguardia nel mondo altamente competitivo dell’elettronica. Sfruttando i metodi di pianificazione precoce e facendo uso di tecnologie e strumenti collaborativi e avanzati, diventa possibile per gli esperti ottenere il massimo dei benefici e raggiungere tempi di transizione più efficienti e una maggiore convenienza in termini di costi.
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