Shmoo plot
Inom elektroteknik är en shmoo-plot en grafisk visning av svaret från en komponent eller ett system som varierar över en rad förhållanden eller ingångar.
Ursprung
Ursprunget till shmooplotten är oklart. Det hänvisas till i en IEEE- tidning från 1966. En annan tidig referens finns i manualer för IBM 2365 Processor Storage .
Uppfinningen av shmoo-planen krediteras ibland till VLSI Hall Of Fame-invalde Robert Huston (1941–2006). Men detta är osannolikt eftersom Huston inte började arbeta som testingenjör förrän 1967.
Etymologi
Handlingen har fått sitt namn från Shmoo , en fiktiv art skapad av Al Capp i den tecknade Li'l Abner . Dessa små, klumpliknande varelser har former som liknar de "arbetande" volymerna som skulle omslutas av shmoo-plotsar ritade mot tre oberoende variabler (som spänning, temperatur och svarshastighet).
Halvledarchips uppvisar vanligtvis inte "shmoo"-formdiagram. Historiskt sett . producerade testning av magnetiska kärnminnesuppsättningar "shmoo"-formen och termen fortsatte in i halvledareran
Beskrivning
Shmoo-plots används ofta för att representera resultaten av testning av komplexa elektroniska system som datorer eller integrerade kretsar som DRAM , ASIC eller mikroprocessorer. Diagrammet visar vanligtvis intervallet av förhållanden under vilka enheten som testas fungerar (i enlighet med en viss återstående uppsättning specifikationer).
Till exempel, när man testar halvledarminne : spänningar , temperatur och uppdateringshastigheter kan varieras över specificerade intervall och endast vissa kombinationer av dessa faktorer gör att enheten kan fungera . Plottet på oberoende axlar (spänning, temperatur, uppdateringshastigheter) kommer arbetsvärdena att omsluta en tredimensionell, vanligtvis udda formad volym. Andra exempel på förhållanden och ingångar som kan varieras inkluderar frekvens , temperatur , tidsparametrar, system- eller komponentspecifika variabler och till och med olika rattar som kan justeras under tillverkning av kiselchips, vilket ger delar av varierande kvalitet som sedan används i processen.
Ofta ritas en "knopp" eller variabel på en axel mot en annan knopp eller variabel på en annan axel, vilket ger en tvådimensionell graf. Detta gör det möjligt för testingenjören att visuellt observera driftsområdena för enheten som testas. Denna process för att variera villkoren och ingångarna till komponenten eller systemet kan ibland kallas "shmooing" men mer officiellt känd som elektrisk testning eller kvalifikation. Automatisk testutrustning innehåller ofta mjukvarufunktioner som tillåter automatisk shmooing av en del.
Exempel
Automatiserad testutrustning har traditionellt genererat en tvådimensionell ASCII- form av shmoo-plotten som använder ett "X" för att representera funktionella punkter och tomt utrymme för icke-funktionella punkter. I modern tid blev tomter med två färger (t.ex. röd/grön) eller till och med flerfärgade plotter i form av digitala kalkylbladsdokument och liknande också vanliga, även om den traditionella formen fortfarande används. För att testa effektiviteten säkerhetskopieras ibland bara den intressanta gränsen (där ett visst värde ändrar dess tillstånd) med data i diagrammen, vilket (ofta rimligtvis) antar att områdena utanför dessa övergångar kommer att stanna i dessa tillstånd.
Om tillräckligt breda intervall av de två oberoende variablerna skulle testas, skulle en normal shmoo-plot visa ett driftsomslag av någon form inte olikt Al Capps Shmoo , men i praktiken kan detta skada enheten som testas och finare vyer är av mycket mer intresse, särskilt med fokus på publicerade komponentmarginaler (t.ex. - 5 % Vcc). När detta är gjort, sträcker sig operationshöljet typiskt till gränsen för tomten i en eller flera riktningar.
Ett exempel på sådan "shmooing" är proceduren för att optimera de två driftsvariablerna för Read Only Storage (ROS) i IBM S/360 Model 65 Central Processing Unit (CPU). Medan CPU kör ett diagnostiskt testprogram varieras ROS-förspänningen och tidsfördröjningen och punkterna där ROS genererar fel plottas manuellt på en grafisk shmoo-plot (se illustration). För att klara testet måste shmoo-diagrammet vara tillräckligt stort för att innehålla en rektangel som representerar det minsta tillåtna felfria området för förspänning och tidsfördröjning. Den optimala ROS-förspänningen och tidsfördröjningen kommer att indikeras av en punkt i mitten av rektangeln.
Ibland har en shmoo-plot en ovanlig och överraskande form, och även om det är svårt att fastställa den exakta orsaken, beror det ibland på någon ovanlig defekt (kanske i bara en del av en krets) i kombination med annars normal drift. I andra fall kan det vara en artefakt av den elektriska testinställningen eller testprogrammet som används, i synnerhet ett tävlingstillstånd . Som sådan kan en shmoo-plot vara ett användbart verktyg för testinstallationsverifiering.
En begränsning av tekniken är att den förlängda testtiden av enheten kan orsaka ytterligare intern uppvärmning av enheten, vilket resulterar i en skevhet av data (senare testade celler på tomten kan prestera sämre än tidigare). Ett sätt att undvika detta är att träna enheten noggrant på liknande sätt omedelbart före själva shmoo-testet.
externa länkar
- Shmoo Plotting: The Black Art of IC Testing , Keith Baker och Jos van Beers, IEEE International Test Conference, 1996