基于新型MEMS开关提高SoC测试能力及系统产出
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。本文将介绍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。
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，保证质量成为当前ate设计人员面临的终极挑战。其中一个关键性问题是：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。这些挑战令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，也会致使运营费用(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0hz dc信号，以及高达64gbps的高速信号。这让人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。
图2.adgm1001眼图，32gbps（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)。
图3.两种插入测试方法的示意图
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8ghz，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。
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。
如何利用出色密度解决两次插入问题
adi的34ghz mems开关技术采用小巧的5mm × 4mm × 0.9mm 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。
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 × 0.9mm 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。
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8ghz，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34ghz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64gbps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34ghz时提供1.5db的低插入损耗和3Ω低ron。它提供69dbm的良好线性度，可以处理高达33dbm的rf功率。它采用5mm × 4mm × 0.95mm小型塑料smd封装，提供3.3v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。
图6.adgm1001 rf性能
图7.封装类型：5mm × 4mm × 0.9mm 24引脚lga封装
adgm1001易于使用，为引脚23提供3.3v vdd即可运行。但是，vdd可以使用3.0v至3.6v电压。开关可以通过逻辑控制接口（引脚1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。
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34ghz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34ghz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34ghz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，可满足高速soc测试需求。adi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，适合面向未来的技术需要。
小米推出电视新品 最大尺寸或将为75英寸
传今年三星Note 6命名跳级Note 7？
OPPO Watch评测，长续航+Watch VOOC闪充技术加持
PCB中晶振时钟设计原理图
智能家居为何还达不到，所期待的万亿市场呢
基于新型MEMS开关提高SoC测试能力及系统产出
基于短距离无线通信技术实现无线传感网定位系统的应用方案
低功耗长续航的TWS蓝牙耳机芯片春藤5882怎么样？
如何吧垃圾代码进行垃圾分类详细指南说明
可编程逻辑电路设计之时序与功耗分析工具
常用存储器SDRAM的设计
5G网络商用部署的推进，助力5G高精度同步网的建设和完善
大疆Mavic 3无人机是否使用了Ambarella处理器
“中国芯”为我国EMV迁移保驾护航
18650锂电池充不进电的处理方法
目前空调行业整体承压 仍处于小幅度增长势态
英伟达暴跌18% 10年首次最大跌幅所为何事
用于2-Wire总线应用的上升时间加速器电路
防静电神器TVS揭秘(2):参数详解
云计算新的风向标在哪里？
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，保证质量成为当前ate设计人员面临的终极挑战。其中一个关键性问题是：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。这些挑战令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，也会致使运营费用(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0hz dc信号，以及高达64gbps的高速信号。这让人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。
图2.adgm1001眼图，32gbps（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)。
图3.两种插入测试方法的示意图
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8ghz，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。
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。
如何利用出色密度解决两次插入问题
adi的34ghz mems开关技术采用小巧的5mm × 4mm × 0.9mm 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。
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 × 0.9mm 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。
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8ghz，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34ghz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64gbps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34ghz时提供1.5db的低插入损耗和3Ω低ron。它提供69dbm的良好线性度，可以处理高达33dbm的rf功率。它采用5mm × 4mm × 0.95mm小型塑料smd封装，提供3.3v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。
图6.adgm1001 rf性能
图7.封装类型：5mm × 4mm × 0.9mm 24引脚lga封装
adgm1001易于使用，为引脚23提供3.3v vdd即可运行。但是，vdd可以使用3.0v至3.6v电压。开关可以通过逻辑控制接口（引脚1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。
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34ghz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34ghz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34ghz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，可满足高速soc测试需求。adi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，适合面向未来的技术需要。
小米推出电视新品 最大尺寸或将为75英寸
传今年三星Note 6命名跳级Note 7？
OPPO Watch评测，长续航+Watch VOOC闪充技术加持
PCB中晶振时钟设计原理图
智能家居为何还达不到，所期待的万亿市场呢
基于新型MEMS开关提高SoC测试能力及系统产出
基于短距离无线通信技术实现无线传感网定位系统的应用方案
低功耗长续航的TWS蓝牙耳机芯片春藤5882怎么样？
如何吧垃圾代码进行垃圾分类详细指南说明
可编程逻辑电路设计之时序与功耗分析工具
常用存储器SDRAM的设计
5G网络商用部署的推进，助力5G高精度同步网的建设和完善
大疆Mavic 3无人机是否使用了Ambarella处理器
“中国芯”为我国EMV迁移保驾护航
18650锂电池充不进电的处理方法
目前空调行业整体承压 仍处于小幅度增长势态
英伟达暴跌18% 10年首次最大跌幅所为何事
用于2-Wire总线应用的上升时间加速器电路
防静电神器TVS揭秘(2):参数详解
云计算新的风向标在哪里？