Разработка для контроля и определения типа логических интегральных микросхем методом сигнатурного ан...

 Доклад

Целью настоящей дипломной работы являлась разработка устройства, предназначенного для контроля и определения типа логических интегральных микросхем методом сигнатурного анализа.

В настоящее время на рынке практически отсутствуют устройства такого класса, хотя на заводах и предприятиях применяются единичные экземпляры подобных устройств. Так, например, ранее выпускавшееся устройство Л2-60 позволяло производить аппаратную проверку микросхем. Но его функциональные возможности ограничены выпускающимся ассортиментом микросхем 80-х годов. Максимально допустимое количество выводов микросхемы 16, длительный процесс смены типа микросхемы при помощи адаптеров и перемычек, набираемые вручную комбинации сигналов делают это устройство морально устаревшим.

С появлением и широким распространением персональных компьютеров возникла возможность автоматизации тестирования и определения типа микросхем. Небольшой блок, подключаемый внешнему порту компьютера, обеспечивает согласование и передачу входных и выходных сигналов между ним и проверяемой микросхемой. Все остальные функции по анализу полученных данных берет на себя компьютер.

На плакате <Общая структурная схема> приведена общая структурная схема. Устройство питается от сети ~220в, подключается к LPT-порту компьютера посредством интерфейсного кабеля. В панель, расположенную на корпусе устройства, вставляется тестируемая микросхема.

Рассмотрим структурную схему устройства. Входные регистры необходимы для запоминания выставляемых данных, поступающих на входы микросхемы. Устройство согласования по входу служит для согласования уровней ТТЛ регистров с уровнями тестируемой микросхемы (КМОП или ТТЛ). Устройство согласования по выходу служит для согласования уровней тестируемой микросхемы с выходными мультиплексорами. Мультиплексоры необходимы для преобразования 32-битного считанного с микросхемы кода в 4-битный, вследствие ограниченного количества линий ввода LPT-порта. Управляющее устройство служит для дополнительной адресации регистров и мультиплексоров.

Блок питания обеспечивает питание тестируемой микросхемы и аппаратной части устройства. Структурная схема блока питания представлена на плакате <Структурная схема блока питания>.

Регистры управления напряжением и током служат для запоминания программно выставленных значений напряжения питания и максимально допустимого тока, ЦАП’ы - для преобразования двоичного кода в напряжение. Регулируемый стабилизатор напряжения служит для регулировки программно выставляемого напряжения питания микросхемы. Датчик потребляемого тока и устройство сравнения предназначены для сравнения реально потребляемого тока и значения, программно выставленного в регистре управления током. Когда реальный ток превышает максимально допустимый, устройство сравнения подает сигнал на регулируемый стабилизатор напряжения и тем самым отключает подачу питания на микросхему. Регистр запуска служит для включения стабилизатора после срабатывания защиты. В состав блока питания также входит источник питания самого устройства и устройство коммутации питания ИМС.

Структурная схема устройства коммутации изображена на плакате <Структурная схема устройства коммутации>.

Устройство коммутации служит для коммутации питания тестируемой микросхемы, и реализовано при помощи регистра коммутации, запоминающего выставленное значение, двух дешифраторов и коммутационных ключей по “+” питания и GND соответственно.

 Принципиальная схема устройства изображена на плакате <Принципиальная схема устройства>. <Показывается соответствие узлов структурной схемы устройства и частей принципиальной схемы>.

Алгоритм работы устройства приведен на плакате <Алгоритм функционирования системы>. Инициализация устройства подразумевает установку начальных значений регистров тока, напряжения и коммутации, чтобы все питающие напряжения с панели микросхемы были сняты. Далее пользователь вставляет тестируемую микросхему в панель и выбирает в меню режим работы устройства. Если выбран пункт “Определение типа”, то запрашивается напряжение питания микросхемы и вызывается подпрограмма определения типа, если выбран пункт “Тестирование”, то запрашивается тип микросхемы и вызывается подпрограмма ее тестирования.

После возврата из подпрограммы производится вывод результатов определения типа или тестирования на экран и производится повторная инициализация устройства для того, чтобы можно было удалить микросхему из панели. При желании пользователя производится либо повторный выбор меню, либо выход из программы тестирования.

Экономические расчеты представлены на плакате <Экономическая часть>. Произведен расчет себестоимости и цены устройства.

Расходы на основные материалы составили 12.8 тыс. руб., на покупные изделия и полуфабрикаты - 301 тыс. руб., заработная плата производственных рабочих - 129.6 тыс. руб., отчисления на социальное страхование - 49.2 тыс. руб., накладные расходы - 1888 тыс. руб.

Таким образом, производственная себестоимость устройства составила 2380.6 тыс. руб. Исходя из прибыли в 25%, цена устройства составляет 2975.8 тыс. руб.