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天天书吧 > 其他类型 > 四合院:我是雨水表哥 > 第507章 接口芯片测试
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吕辰回到红星所的时候,已经是下午两点。

拎着帆布包来到验证室,门开着,里面传来示波器风扇的嗡嗡声。

第一小队的六个人正围在一张实验台前。

周建国站在最前面,手里捏着一根示波器探头,大张海蹲在稳压电源旁边,手指搭在电压调节旋钮上,高函站在他身后,手里拿着一个笔记本,笔尖已经按在了纸面上。

赵保成、孙明樟、罗燕三个人围在另一侧,一人盯着一台仪器,表情专注,像三尊雕塑。

诸葛彪站在实验台的正对面,双臂交叉抱在胸前,嘴里叼着一根烟,眼睛盯着稳压电源上的电流表。

实验台上摆着两个防静电盒,盒子已经打开了,里面整整齐齐码着芯片。

银灰色的陶瓷封装,表面印着白色的丝印字,清晰工整。

这是环网接口控制芯片和星型网络接口芯片,各六十颗,中试线上流片回来,已经完成了初步的引脚连通性检测和外观检查。

“怎么样?”

吕辰把帆布包放在墙角的一张椅子上。

诸葛彪把嘴里那根烟拿下来,侧头看了他一眼,嘴角翘了一下:“外观检查全部通过,引脚连通性检测,环网芯片六十颗全过,星型芯片有一颗内部开路,淘汰了。正要上电。”

周建国把手里的示波器探头放下,从实验台下面抽出一张表格,递过来。

吕辰接过表格,扫了一眼。

表格是手绘的,每一颗芯片都有一个编号,从001到060,状态栏里画着勾或叉。

环网芯片那一页,60个勾,整整齐齐。

星型芯片那一页,59个勾,一个叉。

叉的旁边用红笔写着“引脚13开路”,字迹工整,一望便知。

他把表格还给周建国,走到实验台前,拿起一颗环网芯片,翻过来看了看背面。

引脚光亮,排列整齐,间距均匀,镀金层在灯光下泛着柔和的光泽。

他用拇指轻轻摩挲了一下封装表面,光滑,平整,没有毛刺。

“封装工艺又进步了。”他把芯片放回防静电盒里。

诸葛彪点点头,把那根烟别到耳朵上,弯腰凑近实验台:“开始吧。”

周建国把那颗已经通过外观和连通性检测的环网芯片从防静电盒里取出来,用真空吸笔吸住,小心地放到测试板的芯片插座上。

他用拇指按住芯片顶部,轻轻压了一下,确认引脚全部卡进插座里,才松开吸笔。

测试板是一块“掐丝珐琅”电路板,A4纸大小,陶瓷基底,表面布满了密密麻麻的铜线走线,像一座微缩的城市。

板子中央是芯片插座,周围焊着电阻、电容、晶振、拨码开关、LEd指示灯,还有一排排的测试点,每一个测试点旁边都用钢笔标着信号名称,字迹工工整整。

“电源限流设多少?”大张海蹲在稳压电源前面,手指搭在限流调节旋钮上。

诸葛彪想了想:“最大电流的三分之一,先限200毫安。”

大张海把限流旋钮拧到200mA的位置,又把电压旋钮拧到零位,然后抬起头,看着诸葛彪。

“开始吧。”诸葛彪说。

大张海深吸一口气,开始缓慢地旋转电压调节旋钮。

稳压电源上的电压表指针从0开始缓缓移动,0.5V、1V、1.5V、2V……

每转一点,他就停一下,眼睛盯着旁边的电流表,一动不动。

电流表的指针纹丝不动。

“电流正常,没有短路。”大张海的声音在安静的验证室里显得很清晰。

电压继续往上走,2.5V、3V、3.5V、4V……

电流表依然纹丝不动。

到了4.5V的时候,电流表指针轻轻抖了一下,跳到了0.5mA的位置,然后又稳稳地停住了。

“漏电流0.5毫安。”大张海报了一个数字,高函飞快地在笔记本上记下来。

电压继续往上,5V。

这是额定电压。电流表指针跳到了2mA的位置,稳稳当当。

“静态电流2毫安,设计值是2.2毫安。”大张海的声音里带着一丝压不住的兴奋,“低于设计值,没有漏电,没有短路。”

诸葛彪嘴角的弧度大了一些,但他没说话,只是点了点头。

周建国把那颗芯片从插座上拔下来,换了一颗新的。

同样的流程,从0V慢慢往上加,盯着电流表,记录静态电流。

第二颗,2.1mA。

第三颗,1.9mA。

第四颗,2.0mA。

第一小队的六个人轮流上阵,一颗一颗地测。

每测完一颗,就在表格上记一笔,然后拔下来,换下一颗。

动作越来越熟练,节奏越来越快,但每一个步骤都没有省略,每一次电压爬升都小心翼翼,每一次电流读数都反复确认。

诸葛彪在旁边看着,偶尔指点一句。

“慢一点,到3V的时候停一下”

“电流表再看一眼”

“这颗静态电流偏高,标记一下,回头复测”。

吕辰站在实验台旁边,点了一根烟,慢慢抽着。

他没有插手,只是看着。

这些年轻人已经不再是连示波器都不会用的毛头小子了,他们动作规范,记录详实,每一步都心中有数。

测了一个多小时,环网芯片全部测完。

周建国把表格递过来,吕辰接过去看了一眼。

51颗通过,9颗淘汰。

淘汰的原因各不相同,三颗静态电流超标,两颗引脚有微短路,四颗内部逻辑在低压下就出现异常。

“良率85%。”诸葛彪凑过来看了一眼数字,啧了一声,“比上次编程机芯片的68%高了不少。”

“工艺成熟了。”吕辰把表格还回去,“星型芯片呢?”

周建国换了一块测试板。

这块板子是专门为星型网络接口芯片设计的,比环网芯片的测试板大了一圈,上面多了几个接口,模拟中央存储柜的多端口控制器。

同样的流程。

上电,爬升,测静态电流。

第一颗,通过。

第二颗,通过。

第三颗,静态电流偏大,淘汰。

一颗一颗测下去,到了第四十七颗的时候,周建国的手停了一下。

“这颗……地址译码器的输出不对。”他盯着示波器上的波形,眉头拧成一个疙瘩。

吕辰走过去,凑到示波器屏幕前。

屏幕上有两路波形,一路是地址输入信号,一路是译码器输出信号。

地址输入变化的时候,译码器输出应该跟着变,但屏幕上,译码器输出的波形滞后了将近一微秒,而且幅度明显偏低。

“驱动能力不足。”吕辰指着那路偏低的波形,“译码器后面的负载太重了,拉不上去。”

诸葛彪也凑过来看了一眼,想了想:“设计的时候是按8个门的负载算的,实际布线的时候可能多接了,或者工艺波动导致驱动能力下降。”

周建国把那颗芯片从插座上拔下来,在表格上打了个叉,在旁边写了一行字:“译码器输出驱动不足,输出幅度偏低,滞后严重。”

剩下的十三颗,全部通过。

高函把最终的数字报了一遍:“环网芯片,五十一颗通过,良率85%。星型芯片,四十七颗通过,良率78.3%。”

诸葛彪点了点头,把耳朵上那根烟取下来,点着了,吸了一口,慢慢吐出来:“还行。比预想的好。”

吕辰看了看表,已经快四点了。

窗外的阳光从金黄变成了橘红,斜斜地照进来,在实验台上投下一片暖色。

“功能验证什么时候开始?”

诸葛彪弹了弹烟灰:“测试板已经搭好了,随时可以开始。”

他走到另一张实验台前,拍了拍上面那块板子。

那块板子比刚才用的测试板大了将近一倍,上面除了芯片插座和测试点,还多了几个接口,连着旁边的信号发生器和六踪示波器。

示波器的屏幕上有几道绿色的基线,安静地平躺着,像几条沉睡的蛇。

“先测环网芯片。”诸葛彪说着,从通过了静态测试的那一堆里挑了一颗,插到测试板上。

周建国走到信号发生器前面,开始设置参数。

他把输出信号设成一组模拟的地址和数据,频率调得很低,只有几十千赫,方便用示波器一帧一帧地看。

“地址设成什么?”

“先测基本读写。”诸葛彪说,“模拟一个写寄存器操作,地址设成001,数据设成0。”

周建国在信号发生器上按了几下,然后按下输出键。

示波器上的波形开始跳动。

吕辰凑到示波器屏幕前,盯着那几路波形。

地址线、数据线、写使能、译码器输出、寄存器输出……

每一路都标着颜色,红黄蓝绿,在黑色的屏幕上安静地亮着。

地址001的时候,译码器输出端出现了一个干净的脉冲,宽度刚好,幅度足。

写使能信号到来的时候,寄存器输出端的数据变成了0,和写入的一模一样。

“地址译码正确,数据写入正确。”周建国的声音很平静,但嘴角微微翘了一下。

诸葛彪点了点头:“继续。读出来看看。”

周建国改了一下信号发生器的配置,把写使能换成读使能,然后按下输出键。

示波器上,数据线上的波形开始变化。0,清清楚楚,一个比特都不差。

“读写正常。”周建国在笔记本上记了一笔。

接下来是地址匹配测试。

他们把芯片的本地节点地址通过拨码开关设为001,然后用信号发生器发送一个目的地址为001的数据包。

示波器上,芯片的“接收”引脚出现了一个干净的脉冲。

“地址匹配,接收正常。”周建国记下来。

然后又发了一个目的地址为002的数据包。

这一次,“接收”引脚没有动静,“转发”引脚倒是跳了一下。

“地址不匹配,转发正常。”周建国又记了一笔。

诸葛彪在旁边看着,烟已经抽完了,烟蒂掐灭在实验台上的一个铁皮罐头盒里。

他双臂交叉抱在胸前,表情比刚才松弛了一些。

“时序测试。”他说。

周建国点点头,开始调整信号发生器的频率。

从几十千赫往上走,一百千赫、两百千赫、五百千赫、一兆赫。

每调一次,他就停下来,盯着示波器上的波形看几秒,确认没有问题,再往上调。

到了一兆赫的时候,波形的边缘开始变得有点圆润了,不像低频时那么方方正正,但幅值还够,时序还对。

“一兆赫,正常。”周建国记了一笔。

诸葛彪想了想:“再往上走走。”

周建国把频率调到了一点两兆赫。

这一次,波形的幅值明显掉了一截,上升沿和下降沿都变缓了,像一个人跑累了在喘气。

“快到极限了。”吕辰说。

诸葛彪点点头:“够了。设计指标就是一兆赫,能跑一点两兆赫已经有余量了。”

周建国把频率调回一兆赫,继续测下一个项目。

信号质量测试。

他用示波器的探头勾住芯片的输出引脚,屏幕上出现了一串脉冲。

他把波形展开,一格一格地看。

上升沿有多陡,下降沿有多快,过冲有多大,振铃有几次,每一个参数都在脑子里过一遍。

“上升沿20纳秒,下降沿18纳秒,过冲5%,振铃两次后收敛。”他把这些数字报出来,高函飞快地记。

诸葛彪凑过来看了一眼波形,点了点头:“不错,信号质量比上一版好多了。”

吕辰也凑过来看了看。

波形边缘整齐,过冲很小,振铃几乎没有。

这说明芯片的输出驱动能力和测试板的阻抗匹配都做得不错。

第一颗环网芯片的所有测试项都走完了,周建国把它拔下来,换了一颗新的。

同样的流程,一项一项地测。

第二颗,基本读写正常,地址匹配正常,时序正常,但信号质量差了一些,上升沿到了25纳秒。

“标记一下。”诸葛彪说,“这颗用在短距离通信上没问题,长距离不行。”

周建国在表格上写了一行字。

第三颗,基本读写正常,但地址匹配测试出了问题。发送目的地址为001的数据包时,“接收”引脚没有反应。

“地址译码器坏了?”周建国自言自语,拿起示波器探头开始排查。

他从地址输入端开始,一级一级往里测。

地址信号进了芯片,过了缓冲器,进了译码器,译码器输出端没有脉冲。

“译码器坏了。”他下了结论,在表格上打了个叉。

就这样一颗一颗地测,通过的就放到一边,淘汰的就放到另一边。

每一颗淘汰的芯片,周建国都会花时间排查一下原因,记在表格上,然后才拔下来。

测到第二十颗的时候,天色已经暗下来了。

窗外的橘红色变成了深蓝,远处6305厂的烟囱在暮色中只剩下一个模糊的轮廓。

高函打开了验证室的日光灯,白光一下子把整个房间照得通明。

“继续。”诸葛彪说,丝毫没有要停的意思。

吕辰走到窗前,点了一根烟,看着窗外的夜色。

远处,轧钢厂的灯火已经亮起来了,星星点点的,像另一片星空。

身后,示波器的嗡嗡声、信号发生器的滴答声、周建国报数字的声音、高函写字时笔尖划过纸面的沙沙声,混在一起,嘈杂而有序。

他抽完一根烟,转过身,走回实验台前。

环网芯片已经测完了42颗,通过了38颗,淘汰了4颗。

淘汰的原因五花八门,地址译码器坏了两颗,数据通路断了一颗,时序收不拢一颗。

“还剩九颗。”周建国甩了甩手腕,揉了揉眼睛,然后拿起真空吸笔,又吸了一颗芯片放到插座上。

这一次,基本读写测试就出了问题。

写入0,读出来是0,最后一位始终是0。

“数据位d0对地短路了。”周建国用万用表量了一下芯片的引脚,确认了故障模式,在表格上打了个叉,在旁边写了“d0对地短路”几个字。

最后九颗测完,又淘汰了两颗。

一颗是信号质量太差,上升沿到了40纳秒,振铃严重;另一颗是静态电流超标,比设计值大了将近一倍。

周建国把最终的数字统计出来,递给诸葛彪:“环网芯片,51颗测完,通过40颗,淘汰11颗。通过率78.4%。”

诸葛彪接过表格看了一眼,点了点头,然后把表格递给吕辰。

吕辰扫了一眼,数字比他预想的要好。

这些芯片是第一次流片,而且逻辑设计是在其他单位用标准单元库搭的,版图是红星所画的,中试线是第一次跑这种复杂度的芯片。

78.4%的通过率,说明设计是成功的,工艺是成熟的,团队是有能力的。

诸葛彪看了看表,已经快七点了:“今天来不及了,星型芯片明天再测。”

“行。”吕辰把表格放在实验台上,“明天一早继续。环境与压力测试的安排呢?”

诸葛彪从实验台下面抽出一张纸,上面写着密密麻麻的安排。

连续运行测试、电源拉偏、温度测试、电磁干扰测试,每一项都写了测试方法、持续时间、责任人、复核人。

“七十二小时连续运行,从明天晚上开始,三班倒,每人盯八小时。”诸葛彪指着纸上的一行字,“电源拉偏,从4.5V到5.5V,每0.1V一个档位,测功能和时序。温度测试,用热风枪从25度加热到85度,每10度测一次,记录时序变化。电磁干扰测试,在实验室里用电机和继电器产生强电磁场,看芯片会不会死机或乱码。”

吕辰一条一条地看下去,每一条都写得很清楚,测试方法、判定标准、记录要求,一应俱全。

“好。”他把纸还给诸葛彪,“第二小队的系统级联调什么时候开始?”

“明天下午。”诸葛彪说,“等星型芯片的功能验证走完,就把两块板子搭起来,先测双机通信,再测三机环网,最后接存储机柜仿真器。”

吕辰点了点头,转身看向第一小队的六个人。

周建国正趴在实验台上整理测试数据,大张海在收拾稳压电源的线缆,高函在核对笔记本上的记录,赵保成、孙明樟、罗燕三个人在把通过测试的芯片从测试板上拔下来,一颗一颗地放回防静电盒里,每一个盒子上都贴着标签,写着芯片型号、编号、测试日期、测试人员签名。

“今天辛苦大家了。”吕辰说,“回去好好休息,明天还有硬仗。”

周建国抬起头,笑了笑:“不辛苦,吕工。这比画版图有意思多了,画版图的时候不知道芯片能不能用,现在看着它跑起来,心里踏实。”

其他几个人也笑了,笑声不大,但很实在。

回到家的时候,其他人都不在。

娄晓娥抱着小吕晓在堂屋里坐着,小家伙已经睡着了,小脸红扑扑的,嘴巴微微张着。

“他们呢?”

“去赵四海师父家了,吃了没?”

“还没。”

“锅里给你留着饭,自己去盛。”

吕辰走进厨房,揭开锅盖,里面温着一碗米饭、一盘红烧肉、一碗白菜豆腐汤。

他把饭菜端到堂屋,坐在娄晓娥旁边,大口吃起来。

娄晓娥低头看着怀里的小吕晓,用手指轻轻摸了摸他的脸。

小家伙动了动嘴,继续睡。

吃完饭,吕辰收拾了碗筷,正准备去洗碗,院门被敲响了。

娄晓娥去开门,门口站着刘大姐,轧钢厂妇联的,四十多岁,圆脸,烫着短卷发,说话嗓门大,走路带风。

“刘大姐,您怎么来了?”娄晓娥把她让进来。

刘大姐走进堂屋,看见吕辰,笑了。

“吕工也在?正好,有个事跟你们商量。”

她从挎包里掏出一份文件,放在桌上。

“这不是暑假快到了嘛,妇联想组织厂里的子弟,搞一个爱国卫生行动。灭虱、妇幼保健、职工理疗、卫生宣传,这几个方面。”

她看着吕辰:“雨水是学医的,又是咱们厂的子弟,我们想请她牵头,再叫上她的同学,一起搞这个活动。厂里出场地、出物资,妇联组织协调。”

吕辰想了想,说:“这是好事,我支持。但我要先问问雨水,看她愿不愿意。”

刘大姐笑了:“应该的应该的。你帮我问问,明天给我回话。”

刘大姐走后,吕辰点了一根烟,慢慢抽着。

娄晓娥问道:“你让雨水去参加这个活动,不光是搞卫生吧?”

吕辰笑道:“雨水是学医的,但光有书本知识不够,有些东西,书本上学不到。”

娄晓娥道:“马上就要大四了啊,得考虑工作了。”

吕辰把小吕晓接过来:“知我者,夫人也!”

娄晓娥白了他一眼,没再说话。

晚上雨水从学校回来,吕辰把刘大姐的提议告诉她。

雨水想了想,说:“表哥,我同意,不过,我想带着同学们做一些调查。”

“什么调查?”

“轧钢厂的工人,长期在高温、粉尘、噪音环境下工作,他们的身体状况怎么样?有什么常见病?这些数据,对预防和治疗很有价值。”

吕辰看着她,目光里有一种欣慰。

“你这个想法很好。去做,我支持你。”

雨水笑了,笑得眼睛弯成月牙。