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Die
vorliegende Erfindung betrifft Halbleitervorrichtungen, die simultane
bidirektionale Übertragung
einsetzen, und Verfahren und Gerät
zum Testen solcher Vorrichtungen.
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Halbleitervorrichtungen
wie Prozessoren, Steuerungen, Speichervorrichtungen usw. sind allgemein
mit Datensendeempfängern
ausgerüstet,
die es ihnen ermöglichen,
digitale Signale zu empfangen und zu übertragen. Herkömmlicherweise
sind solche Sendeempfänger
(Transceiver) rekonfigurierbar, so dass sie über eine angeschlossene Übertragungsleitung
entweder Daten empfangen oder senden. Unlängst haben Vorrichtungen mit
simultaner bidirektionaler (SBD, simultaneous bi-directional) Sende/Empfangsfähigkeit
verstärktes
Interesse erfahren. Wie der Name andeutet, besitzen SBD-Transceiver
die Fähigkeit,
digitale Daten im selben Taktzyklus auf der selben Übertragungsleitung
zu empfangen und zu übertragen.
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US
2002/0079926 von Haycock et al. offenbart eine SBD-Input/Output-Schaltung (I/O),
die einen ersten Multiplexer (MUX) in der Referenzauswahlschaltung
und einen zweiten passenden MUX in der Predriverstufe des Ausgangspuffers.
Ebenso sind ein elektronisches System, ein Datenverarbeitungssystem
und verschiedene Verfahren zum Testen von SBD I/O-Schaltungen beschrieben.
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1 zeigt
eine herkömmliche
SBD-Verbindung zwischen zwei Halbleitervorrichtungen 20 und 40.
Die Vorrichtungen 20 und 40 enthalten jeweils SBD-Transceiver 22 und 42.
SBD-Transceiver 22 enthält
einen Datentreiber 24 und einen Datenempfänger 26.
Ein internes Datensignal, das transportiert werden soll, Dout1,
wird als Eingabe zum Treiber 24 geführt und als Steuersignal zum
Empfänger 26.
Der Ausgang des Treibers 24 ist mit dem Eingang des Empfängers 26 gekoppelt.
Der Empfänger 26 empfängt auch
zwei Referenzspannungen VrefH und VrefL, die er für Vergleiche
verwendet, wie es kurz erläutert
wird. Der Ausgang des Empfängers 26 ist
ein Dateneingang, Din1, zur Vorrichtung 20.
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Der
Transceiver 42 der Vorrichtung 40 ist bevorzugt
passend zum Transceiver 22 der Vorrichtung 20.
Der Transceiver 42 enthält
einen Treiber 44 und einen Empfänger 46, die in einer
identischen Konfiguration wie der Treiber und Empfänger des
Transceivers 22 verbunden sind. Der Treiber 44 nimmt
seine Eingabe von einem internen Datensignal Dout2 und der Empfänger 46 erzeugt
einen Dateneingang Din2.
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Halbleitervorrichtungen 20 und 40 können miteinander
in der in 1 gezeigten Konfiguration verbunden
sein, indem die Ausgänge
der Treiber 24 und 44 mit einer Übertragungsleitung 30 verbunden sind.
Es ist anzumerken, dass in dieser Konfiguration der Betriebszustand
sowohl des Treibers 24 und des Treibers 44 die
Bitleitungsspannung VBL auf der Übertragungsleitung 30 bestimmen.
Ein üblicher
Referenzspannungsgenerator 32 führt beiden Schaltungen VrefH
und VrefL zu.
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2 enthält Wellenformen,
die den gleichzeitigen Austausch von Daten zwischen den Vorrichtungen 20 und 40 über die Übertragungsleitung 30 darstellen.
Dout1 ist in den Zeitspannen T1, T2 und T5 aktiv. Dout2 ist in den
Zeitspannen T1, T3 und T5 aktiv. Folglich ziehen bei T1 die Treiber 24 und 44 beide
die Bitleitungsspannung VBL nach oben, z.
B. zu einer oberen Spannung Vh. Bei T2 versucht
der Treiber 24 die Bitleitungsspannung VBL nach
oben zu ziehen und der Treiber 44 versucht VBL nach
unten zu ziehen, z. B. zu einer unteren Spannung Vl.
Mit abgestimmten Treibern nimmt VBL eine
annähernde
Spannung Vmid an, die auf halben Wege zwischen
der oberen Spannung Vh und der unteren Spannung
Vl liegt. Bei T3 kehren beide Treiber um,
und VBL bleibt bei Vmid.
Bei T4 ziehen beide Treiber VBL nach unten
auf Vl.
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Die
Empfänger 26 und 46 bestimmen
den Betriebszustand des Treibers der anderen Vorrichtung während jeder
Zeitspanne durch Auswählen
einer geeigneten Vergleichsspannung, ausgehend vom bekannten Betriebszustand
ihres eigenen Treibers. Zum Beispiel weiß der Treiber 26 bei
T1 und T2, dass der Treiber 24 die Leitung 30 hochfährt, so
dass nur zwei mögliche
Werte von VBL möglich sind, Vh (wenn
der Treiber 44 auch die Leitung 30 hochfährt) und
Vmid (wenn der Treiber 44 die Leitung 30 herunterfährt). Daher
vergleicht der Empfänger 26 bei
T1 und T2 VBL mit VerfH, der in der Mitte
zwischen Vh und Vmid liegt,
und ist in der Lage zu bestimmen, dass der Treiber 44 bei
T1 eine hohe Spannung sendet und bei T2 eine niedrige Spannung.
Gleichermaßen weiß der Empfänger 26 bei
T3 und T4, dass der Treiber 24 die Leitung 30 herunterfährt und
vergleicht VBL mit VerfL. Der Empfänger 46 funktioniert ähnlich, aber
ausgehend vom bekannten Zustand des Treibers 44, um den
Betriebszustand des Treibers 24 zu bestimmen.
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Eine
Verwendung der SBD-Übertragungstechnologie
ist in einem punktweisen Speichersystem, wie dem in 3 abgebildeten
Teilsystem. In einem solchen Speichersystem können Vorrichtungen mit einer
vorgeschalteten Vorrichtung und einer nachgeschalteten Vorrichtung über separate
Verbindungen kommunizieren. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 20 eine
Speichersteuerung sein und die Vorrichtungen 40 und 60 können zwei
mit der Steuerung verbundene Speichervorrichtungen sein. Wenn die Steuerung
Speicherfunktionen auslöst,
ist sie der Vorrichtung 40 vorgeschaltet. Und wenn die
Vorrichtung 40 zwischen die Vorrichtungen 60 und 20 eingesetzt
ist, ist die Vorrichtung 40 der Vorrichtung 60 vorgeschaltet.
Adressen- und Steuersignalbusse, die zum Steuern der Speichervorgänge verwendet
werden, sind in 3 nicht gezeigt.
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Obwohl
eine solche Konfiguration jegliche praktikable Datenbusbreite aufweisen
kann, zeigt 3 einen Bus mit einer Breite
von vier Bits. Ein Bus besteht aus punktweisen Bitleitungen 30-0, 30-1, 30-2 und 30-3, wobei
die Vorrichtung 20 eine vorgeschaltete Vorrichtung ist
und Vorrichtung 40 eine nachgeschaltete Vorrichtung ist.
Ein zweiter Bus besteht aus punktweisen Bitleitungen 50-0, 50-1, 50-2 und 50-3,
wobei die Vorrichtung 40 eine vorgeschaltete Vorrichtung
ist und Vorrichtung 60 eine nachgeschaltete Vorrichtung
ist.
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Vorrichtung 40 weist
einen vorgeschalteten Port auf, der aus vier vorgeschalteten SBD-Transceivern 42-0, 42-1, 42-2 und 42-3 besteht,
und einen nachgeschalteten Port, der aus vier nachgeschalteten SBD-Transceivern 48-0, 48-1, 48-2 und 48-3 besteht.
In der Vorrichtung 40 ist der vorgeschaltete SBD-Transceiver
mit einem entsprechenden nachgeschalteten SBD-Transceiver verbunden.
Daher sind empfangene Daten, z. B. am Transceiver 42-0 sowohl
Dateneingang Din0 für
Vorrichtung 40 und Eingang Ddn0 für den nachgeschalteten Treiber
des Transceivers 48-0. Und empfangene Daten Dup0, z. B.
am Transceiver 48-0 werden mit Ausgangsdaten Dout0 der
Vorrichtung 40 am Multiplexer 45-0 zur Eingabe
an den vorgeschalteten Treiber des Transceivers 42-0 multipliziert.
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Die
Vorrichtungen 20 und 40 kommunizieren n Bits von
SBD-Daten wie zuvor beschrieben, wobei die Bitleitungen 30-n parallel
arbeiten. In Abhängigkeit
von der Speicherfunktion können
die von der Vorrichtung 40 empfangenen Daten jedoch entweder
für die
Vorrichtung 40 oder für
eine nachgeschaltete Vorrichtung (z. B. Vorrichtung 60)
bestimmt sein, und die von der Vorrichtung 40 übertragenen
Daten können entweder
interne Daten oder von der Vorrichtung 60 empfangene Daten
sein. Daher tauschen die Vorrichtungen 20 und 60 Daten
unter einander aus, wobei ihre jeweiligen punktweisen Busse zur
Vorrichtung 40 verwendet werden, und Vorrichtung 40 fördert den Datenverkehr
zwischen seinen vorgeschalteten und nachgeschalteten Ports in einem
Passmodus.
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In
einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Testen
einer Vorrichtungskonfiguration wie in Anspruch 1 angegeben zur
Verfügung gestellt.
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In
einem weiteren Aspekt wird eine Halbleitervorrichtung wie in Anspruch
12 angegeben zur Verfügung
gestellt.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen das Testen von simultanen
bidirektionalen Übertragungsvorrichtungen.
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1 stellt
zwei SBD-Transceiver aus dem Stand der Technik auf separaten Halbleitervorrichtungen
verbunden durch eine Übertragungsleitung dar;
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2 stellt
Verhältnisse
von Dateneingang/-ausgang für
die Transceiver von 1 dar;
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3 zeigt
eine Halbleitervorrichtung aus dem Stand der Technik mit einem durchgängigen Datenport,
was der Vorrichtung ermöglicht,
zwei weitere Vorrichtungen über
punktweise Datenbusse zu verbinden;
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4 ist
ein Blockdiagramm für
eine Halbleitervorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
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5A und 5B zeigen
Vorrichtungstestkonfigurationen nach einer Ausführungsform der Erfindung für zwei kommunizierende
SBD-Vorrichtungen;
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6A und 6B zeigen
Vorrichtungstestkonfigurationen nach einer Ausführungsform der Erfindung für drei kommunizierende
SBD-Vorrichtungen;
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7 zeigt
eine Vorrichtungskonfigurationen nach einer Ausführungsform der Erfindung für fünf kommunizierende
SBD-Vorrichtungen;
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8A und 8B zeigen
einen zweiten Satz von Vorrichtungstestkonfigurationen nach einer Ausführungsform
der Erfindung für
zwei kommunizierende SBD-Vorrichtungen; und
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9A, 9B und 9C zeigen
Vorrichtungstestkonfigurationen nach einer Ausführungsform der Erfindung für eine SBD-Vorrichtung.
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Allgemein
wird automatisches Testgerät (ATE,
automatic test equipment) verwendet, um schlechte Halbleitervorrichtungen
aus einer Charge von Halbleitervorrichtungen auszusondern. Eine ATE-Station
ist mit einer zu prüfenden
Vorrichtung über
ein Testboard verbunden. Die ATE-Station ist programmierbar, so
dass sie so konfiguriert werden kann, dass sie Testsignale auf die
Eingänge
einer zu prüfenden
Vorrichtung (DUT, device under test) aufgibt und Signale von den
Ausgängen
der DUT empfängt.
Wenn zum Beispiel die DUT eine Speichervorrichtung ist, kann die
ATE-Station Speichersteuerungsadresse und Steuersignale nachbilden,
um ein bestimmtes Bitmuster in die Speichervorrichtung einzuschreiben,
und dann das Bitmuster zurücklesen, um
zu sehen, welche Eintragung erfolgreich gespeichert und zurückgewonnen
wurde.
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Herkömmliche
ATE-Stationen unterstützen keine
SBD-Übertragungen.
Selbst wenn solche Stationen SBD-Übertragungen unterstützen würden, müssten die
Stationen SBD-Transceiver verwenden, die an die SBD-Transceiver einer
DUT angepasst sind, ansonsten bleiben die SBD-Übertragungen
fehleranfällig
oder unmöglich.
Dementsprechend ist es wünschenswert,
dass Testkommunikation zwischen einer ATE-Station und einer DUT
unidirektional bleibt, selbst bei DUTs mit SBD-Datenports. Und dennoch
ist die SBD-Fähigkeit
einer DUT für
die Funktion der Vorrichtung kritisch und muss geprüft werden.
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Die
beschriebenen Ausführungsformen
ermöglichen
Testen von SBD-Vorrichtungen,
darunter die SBD-Fähigkeit
solcher Vorrichtungen in einer Umgebung, die unidirektionale Kommunikation
zwischen einer zu prüfenden
Vorrichtungskonfiguration und einer ATE-Station erlaubt. Wie dargestellt
wird, umfasst die Erfindung verschiedene Verfahren zum Testen einer
Vorrichtungskonfiguration, integrierten Testleiterplatten und Halbleitervorrichtungen,
die für Prüfung unter
Verwendung der beschriebenen Verfahren und Testboards zugänglich sind.
Ein in alten diesen Ausführungsformen
zu findendes Konzept ist eine Fähigkeit
zum Konfigurieren einer SBD-Halbleitervorrichtung derart, dass zwei
Datenportpads in einem Testmodus verwendet werden können, um
jeweils ein unidirektionales Datensignal zu empfangen und ein anderes
unidirektionales Datensignal zu senden, wobei diese beiden Datensignale
jeweils zu/von einem dritten Pad gekoppelt sind, das als SBD-Pad funktioniert.
Dieses Konzept wird aufgeklärt,
wenn im Folgenden die Ausführungsformen
ausführlich
erläutert
werden.
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4 stellt
eine Halbleitervorrichtung 100 nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar. Ein nördlicher oder vorgeschalteter SBD-Datenport
umfasst Pads N0, N1, N2 und N3, die jeweils mit SBD-Transceivern 102-0, 102-1, 102-2 und 102-3 verbunden
sind. Ein südlicher
oder nachgeschalteter SBD-Datenport umfasst Pads S0, S1, S2 und
S3, die jeweils mit SBD-Transceivern 104-0, 104-1, 104-2 und 104-3 verbunden
sind. Wie in den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik verwendet Dateneingabe
zur Vorrichtung und Datenausgabe aus der Vorrichtung den nördlichen
oder vorgeschalteten Port im normalen Modus. Ein Passmodus verwendet
einen Durchgangspfad, der den nördlichen Port
mit dem südlichen
Port in einem Einzelpadanschluss verbindet, d. h. Transceiver 102-0 ist
mit dem Transceiver 104-0 verbunden, Transceiver 102-1 ist mit
dem Transceiver 104-1 verbunden, usw. Aber im Gegensatz
zu den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik, ist dieser Pfad
nicht festgelegt, mindestens ein zweiter Padanschluss ist möglich, der
für die
Prüfung
geeignet ist, und in einem Testmodus aktiviert wird.
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Aufgrund
des Einbringens von Kreuzverbindungsschaltelementen, die verschiedene
Anschlüsse
zwischen nördlichen
und südlichen
Portpads ermöglichen,
ist eine Mehrzahl von Durchgangspfaden bei der Vorrichtung 100 möglich. Für die unidirektionalen
Testsignale ist es von Bedeutung, dass die Schaltelemente so konfiguriert
werden können,
dass sie Daten in verschiedenen zwei-Pad-zu-ein-Pad-Zuordnungen
trans portieren können.
Betrachten wir zum Beispiel die Pads N0, N1, S0 und S1. Die Transceiver 102-0 und 102-1 führen beide
empfangenen Signale zu Multiplexern (MUXs) 108-0 und 108-1.
Ein Testmodussignal TM bestimmt, welche Eingabe die Ausgabe für jeden
MUX bildet. Daher können
entweder Din0 oder Din1 als Signal Ddn0 gewählt werden, das extern vom
Transceiver 104-0 getrieben wird. Gleichermaßen kann
entweder Din0 oder Din1 als Signal Ddn1 ausgewählt werden, das extern vom
Transceiver 104-1 getrieben wird.
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Gleichermaßen bestimmen
MUX 106-0 und 106-1 eine von mehreren Quellen,
die extern von den Transceivern 102-0 und 102-1 getrieben
werden sollen. MUX 106-0 kann z. B. zwischen Dup0, Dup1
und Dout0 wählen
(vom Chipkern zugeführte
Ausgangsdaten).
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Eine ähnliche
Schaltelementanordnung verbindet die nördlichen Portpads N2 und N3
mit südlichen
Portpads S2 und S3. Für
Vorrichtungen mit größeren Busbreiten
kann die Schaltelementkonfiguration für jeden Satz von zwei nördlichen
und zwei südlichen
Ports wiederholt werden. Es ist anzumerken, dass obwohl Multiplexer
in 4 als Schaltelemente dargestellt sind, einzelne
Schalter die selbe Funktionalität
oder eine Untermenge dieser Funktionalität erfüllen können.
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Nach
der vorhergehenden Beschreibung einer Ausführungsform der Halbleitervorrichtung
werden nun einige Vorrichtungskonfigurationen gezeigt und beschrieben.
Jede dieser Vorrichtungskonfigurationen ermöglicht, dass einige (oder alle)
SBD-Pads einer DUT in einem SBD-Modus
als interner SBD-Port ausgeführt
werden, wobei andere SBD-Pads
als externer unidirektionaler Port verwendet werden.
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Die 5A und 5B stellen
eine erste Vorrichtungskonfiguration dar, die aus Halbleitervorrichtungen 120 und 140 bestehen.
Der externe Datenport besteht aus einem nördlichen Port der Vorrichtung 120 und
dem südlichen
Port der Vorrichtung 140. Die geradzahligen Portpads N0
und N2 (Vorrichtung 120) und S0 und S2 (Vorrichtung 140)
sind als Empfangsport konfiguriert, so dass sie Daten von einer
angeschlossenen Testeinrichtung (nicht gezeigt) empfangen. Die ungeradzahligen
Portpads N1 und N3 (Vorrichtung 120) und S1 und S3 (Vorrichtung 140)
sind als Sendeport konfiguriert, so dass sie Daten zu der angeschlossenen
Testeinrichtung senden.
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Es
sind zwei interne Datenports gezeigt. Der erste interne Datenport
besteht aus den südlichen Portpads
der Vorrichtung 120 und der zweite interne Datenport besteht
aus den nördlichen
Portpads der Vorrichtung 140. Die Portpads der ersten und
zweiten internen Datenports sind durch ein Testboard in einem Einzelanschluss
verbunden, d. h. das Portpad S0 der Vorrichtung 120 ist
mit dem Portpad N0 der Vorrichtung 140 über eine Bitleitung 130-0 formal in/auf
dem Testboard verbunden.
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Im
Testmodus werden zwei Testphasen verwendet, um einen SBD-Test der
internen Datenports durchzuführen.
In der ersten Phase sind die internen Datenpfade in Vorrichtung 120 und 140 wie
in 5A gezeigt gelegt. In der zweiten Phase sind die internen
Datenpfade wie in 5B gezeigt gelegt. Jede Phase
wird entsprechend erläutert.
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In
der ersten Phase werden die geradzahligen südlichen Portpads der Vorrichtung 120 und
die geradzahligen nördlichen
Portpads der Vorrichtung 140 geprüft. Daher sind in der Vorrichtung 120 die
internen Datenpfade so konfiguriert, dass bei N0 und N2 empfangene
Schreibdaten entsprechend zu S0 und S2 geleitet werden und bei S0
und S2 empfangene Schreibdaten entsprechend zu N1 und N3 geleitet werden.
In der Vorrichtung 140 sind die internen Datenpfade so
konfiguriert, dass bei S0 und S2 empfangene Schreibdaten entsprechend
zu N0 und N2 geleitet werden und bei N0 und N2 empfangene Schreibdaten
entsprechend zu S1 und S3 geleitet werden. Diese Konfiguration kann
z. B. erreicht werden, in dem das ATE Testmodusfelder in den Modusregister sätzen der
Vorrichtungen 120 und 140 setzt, um Schaltelemente
zu konfigurieren, wie sie in 4 gezeigt
sind.
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Sobald
die Datenpfadkonfiguration abgeschlossen ist, schreibt das ATE Bitmuster
in die bezeichneten Schreibpads der externen Ports, um die SBD-Fähigkeit
des internen Ports zu prüfen.
Zum Beispiel kann eine logische Null in die Portpads N0 und N2 der
Vorrichtung 120 eingeschrieben werden, während gleichzeitig
eine logische Eins in die Portpads S0 und S2 der Vorrichtung 140 eingeschrieben wird.
Dies veranlasst den Transceiver 124-0, eine logische Null
auf der Bitleitung 130-0 voranzutreiben, während zur
gleichen Zeit der Transceiver 142-0 eine logische Eins
auf der selben Bitleitung vorantreibt. Wenn die Transceiver 124-0 und 142-0 korrekt
funktionieren, empfängt
der Transceiver 124-0 eine logische Eins und der Transceiver 142-0 empfängt eine logische
Null. Die von den Transceivern 124-0 und 142-0 empfangenen
Werte werden intern zu den Transceivern 122-1 und 144-1 geleitet,
und vom Portpad N1 der Vorrichtung 120 und dem Portpad
S1 der Vorrichtung 140 zum ATE getrieben.
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Da
das ATE normalerweise auch die SBD-Fähigkeit für die umgekehrte Signalpolarität wie gerade
beschrieben ausführt,
wiederholt das ATE dann den obigen Schreib/Leseprozess mit einem
anderen Bitmuster, z. B. einer logischen Eins in die Portpads N0
und N2 der Vorrichtung 120 eingeschrieben und eine logische
Null in die Portpads S0 und S2 der Vorrichtung 140 eingeschrieben.
Die bewirkt z. B. dass der Transceiver 124-0 eine logische Eins
schreibt und eine logische Null liest, und der Transceiver 142-0 eine
logische Null schreibt und eine logische Eins liest.
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Weil
in dieser Konfiguration die Zahl der externen Portpads im unidirektionalen
Modus gleich der Zahl der internen SBD-Portpads ist, kann nur die Hälfte der
SBD-Pads gleichzeitig geprüft
werden. Die zweite Phase, dargestellt in 5B, prüft die andere Hälfte der
internen SBD-Port pads. Mit Bezug zu 5B sind
in Vorrichtung 120 die internen Datenpfade umkonfiguriert,
so dass bei N0 und N2 empfangene Schreibdaten entsprechend zu S1
und S3 geleitet werden und bei S1 und S3 empfangene Schreibdaten
entsprechend zu N1 und N3 geleitet werden. In Vorrichtung 140 sind
die internen Datenpfade so konfiguriert, dass bei S0 und S2 empfangene
Schreibdaten entsprechend zu N1 und N3 geleitet werden und bei N1
und N3 empfangene Schreibdaten entsprechend zu S1 und S3 geleitet
werden. Diese Konfiguration kann z. B. erreicht werden, in dem das
ATE Testmodusfelder in den Modusregistersätzen der Vorrichtungen 120 und 140 setzt,
um eine Umschaltung von der Konfiguration der 5A zur
Konfiguration der 5B zu bewirken.
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Sobald
die Testpfadumkonfigurierung abgeschlossen ist, wiederholt das ATE
den vorhergehenden Schreib/Lesebitmustertest, um die ungeraden SBD-Pads
S1 und S3 der Vorrichtung 120 und N1 und N3 der Vorrichtung 140 zu
testen. Obwohl nur zwei Bitmuster für jede Phase des Tests beschrieben sind,
werden die Fachleute erkennen, dass bei einem Test eine Reihe von
Bitmustern in verschiedenen Sequenzen angegangen werden können.
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Unter
der Annahme, dass die Vorrichtungen den beschriebenen Test erfolgreich
abschließen, werden
der südliche
Port in Vorrichtung 120 und der nördliche Port in Vorrichtung 140 als
im SBD-Modus funktionsfähig
bestätigt.
Wenn beide Vorrichtungen DUTs sind, kann ein Wechsel von Vorrichtungspositionen
in der Vorrichtungskonfiguration und Wiederholen des Tests die anderen
Ports prüfen.
Alternativ kann eine Vorrichtung eine geprüfte Vorrichtung (KGD, known
good device) sein. Die andere Vorrichtung ist die zu prüfende Vorrichtung
und wird vollständig
geprüft,
indem sie zuerst in der Position der Vorrichtung 120, mit
einer KGD bei Vorrichtung 140, und dann in der Position
der Vorrichtung 140, mit einer KGD bei Vorrichtung 120,
geprüft
wird.
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Die 6A und 6B stellen
eine zweite Vorrichtungskonfiguration dar, die aus Halbleitervorrichtungen 200, 220 und 240 besteht.
Die externen Datenports bestehen aus den nördlichen Portpads der Vorrichtung 200 und
den südlichen
Portpads der Vorrichtung 240. Die geradzahligen Portpads
N0 und N2 (Vorrichtung 200) und S0 und S2 (Vorrichtung 240)
sind als Empfängerports
konfiguriert, so dass sie Daten von einer angeschlossenen Testeinrichtung
(nicht gezeigt) empfangen. Die ungeradzahligen Portpads N1 und N3
(Vorrichtung 200) und S1 und S3 (Vorrichtung 240)
sind als Sendeports konfiguriert, so dass sie Daten zu der angeschlossenen
Testeinrichtung senden.
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Es
sind vier interne Datenports in der Konfiguration von 6A vorhanden.
Die vier internen Datenports sind: der südliche Port der Vorrichtung 200,
sowohl der nördliche
wie der südliche
Port der Vorrichtung 220 und der nördliche Port der Vorrichtung 240.
Die südlichen
Portpads der Vorrichtung 200 und die nördlichen Portpads der Vorrichtung 220 sind durch
ein Testboard in einem Einzelanschluss verbunden, z. B. das ist
Portpad S0 der Vorrichtung 200 mit dem Portpad N0 der Vorrichtung 220 über eine Bitleitung 210-0 verbunden.
Die südlichen
Portpads der Vorrichtung 220 und die nördlichen Portpads der Vorrichtung 240 sind
ebenfalls in einem Einzelanschluss verbunden, z. B. ist das Portpad
S0 der Vorrichtung 220 mit dem Portpad N0 der Vorrichtung 240 über eine
Bitleitung 230-0 verbunden.
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Wie
im vorherigen Beispiel werden zwei Testmodusphasen verwendet, um
einen SBD-Test der internen Datenports durchzuführen. In der ersten Phase sind
die internen Datenpfade wie in 6A gezeigt
angelegt. In der zweiten Phase sind die internen Datenpfade wie
in 6B gezeigt angelegt. Jede Phase wird einzeln erläutert.
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In
der ersten Phase werden die geradzahligen internen Ports getestet.
Die Vorrichtungen 200 und 240 sind jeweils wie
die Vorrichtungen 120 und 140 in 5A konfiguriert.
Die Vorrichtung 220 ist in einer geraden Durchgangskonfiguration
konfiguriert, z. B. steht Portpad N0 in bidirektionaler Kommunikation
mit dem Portpad S0 usw. Diese Konfiguration kann z. B. erreicht
werden, indem das ATE Testmodusfelder in den Modusregistersätzen der
Vorrichtungen 200 und 240 setzt (die Konfiguration
der Vorrichtung 220 muss keine Testkonfiguration sein,
aber sie könnte
es sein).
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Sobald
die Datenpfadkonfiguration abgeschlossen ist, führt das ATE Bitmusterprüfung wie
im vorherigen Beispiel durch, um die geradzahligen Portpads der
vier internen Datenports zu prüfen.
Die Pfaddifferenz vom vorherigen Beispiel ist in der Konfiguration
intern, da die Daten durch einen Einzelbus mehr laufen als im vorherigen
Beispiel.
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Sobald
die Bitmusterprüfung
für diese
Konfiguration abgeschlossen ist, geht das ATE zur Konfigurierung
der Vorrichtungen 200 und 240 in der in 6B gezeigten
Konfiguration (wie die entsprechende Konfiguration der Vorrichtungen 120 und 140 von 5B),
um die ungeradzahligen internen Portpads wie im vorherigen Beispiel
zu prüfen.
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Am
Ende des Testzyklus wurde die SBD-Fähigkeit der Vorrichtung 220 vollständig geprüft. Wenn die
Vorrichtungen 200 und 240 KGDs sind, kann ein weiterer
Prüfling
die Vorrichtung 220 ersetzen und der Testzyklus kann wiederholt
werden. Alternativ können,
wenn alle Vorrichtungen DUTs sind, die Vorrichtungen 200 und 240 ausgetauscht
werden und eine neue zu prüfende
Vorrichtung anstelle der Vorrichtung 220 eingesetzt und
der Testzyklus wiederholt werden. Diese Vorgehensweise erreicht
vollständige
Tests der SBD-Fähigkeit
der Vorrichtung 200, der ursprünglichen und zweiten Vorrichtungen 220 und
der Vorrichtung 240 in zwei Testzyklen.
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7 stellt
eine dritte Vorrichtungskonfiguration dar, die aus fünf Halbleitervorrichtungen 300, 310, 320, 340 und 350 besteht.
Die externen Datenports bestehen aus den nördlichen Portpads der Vorrichtun gen 310 und 320 und
den südlichen
Portpads der Vorrichtungen 340 und 350. Die geradzahligen Portpads
N0 und N2 (Vorrichtungen 310 und 320) und S0 und
S2 (Vorrichtungen 340 und 350) sind als Empfängerports
konfiguriert, so dass sie Daten von einer angeschlossenen Testeinrichtung
(nicht gezeigt) empfangen. Die ungeradzahligen Portpads N1 und N3
(Vorrichtungen 310 und 320) und S1 und S3 (Vorrichtungen 340 und 350)
sind als Sendeports konfiguriert, so dass sie Daten zur angeschlossenen Testeinrichtung
senden.
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Es
sind sechs interne Datenports in der Konfiguration von 7 vorhanden.
Die sechs internen Datenports sind: der südliche Port der Vorrichtungen 310 und 320,
sowohl der nördliche
wie der südliche Port
der Vorrichtung 300 und der nördliche Port der Vorrichtungen 340 und 350.
Die Hälfte
der südlichen Portpads
der Vorrichtungen 310 und 320 sind mit entsprechenden
Hälften
der nördlichen
Portpads der Vorrichtung 300 verbunden, z. B. ist Portpad
S1 der Vorrichtung 310 mit Portpad N0 der Vorrichtung 300 über eine
Bitleitung 330-0 verbunden, Portpad S3 der Vorrichtung 310 ist
mit Portpad N1 der Vorrichtung 300 über eine Bitleitung 330-1 verbunden,
Portpad S0 der Vorrichtung 320 ist mit Portpad N2 der Vorrichtung 300 über eine
Bitleitung 330-2 verbunden und Portpad S2 der Vorrichtung 320 ist
mit dem Portpad N3 der Vorrichtung 300 über eine Bitleitung 330-3 verbunden. Ähnliche
Verbindungen verbinden die Hälfte
der nördlichen
Portpads der Vorrichtungen 340 und 350 mit entsprechenden
Hälften
der südlichen
Portpads der Vorrichtung 300 über Bitleitungen 360-0, 360-1, 360-2 und 360-3.
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In
diesem Beispiel sind doppelt so viele externe Portpads verfügbar wie
in den vorherigen Beispielen. Dementsprechend können alle Portpads der Vorrichtung 300 gleichzeitig
getestet werden. Der Datensignaleingang N0 in Vorrichtung 310 z.
B. verläuft
zu Portpad S1, wird zum Portpad N0 in Vorrichtung 300 getrieben,
verläuft
zu Portpad S0, wird zu Portpad N1 in Vorrichtung 340 getrieben,
verläuft
zu Portpad S1 und wird zum ATE getrieben. Gleichzeitig verläuft ein
weiterer Datensignal eingang S0 in Vorrichtung 340 zu Portpad
N1, kreuzt das erste Datensignal auf den Bitleitungen 360-0 und 330-0 zum Portpad
S1 in Vorrichtung 310, verläuft zu Portpad N1 und wird
zum ATE getrieben. Weitere ATE-Eingaben und -Ausgaben kreuzen in ähnlicher
Weise bei den anderen externen und internen Portpads.
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Eine
Verwendung der in 7 gezeigten Konfiguration ist
bei KGD-Vorrichtungen
für alle
Vorrichtungen außer
Vorrichtung 300. Es ist anzumerken, dass die Hälfte der
internen Ports auf allen KGDs noch verfügbar sind und mit einem zweiten Testanschluss
verbunden werden und zum Testen eines zweiten DUT auf ähnliche
Weise wie Vorrichtung 300 verwendet werden können.
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Es
ist allgemein bevorzugt, die SBD-Fähigkeit einer DUT entweder
unter Verwendung anderer DUTs oder KGDs zu prüfen. Es ist jedoch möglich, Vorrichtungskonfigurationen
zu konstruieren, wo einige DUT-SBD-Portpads mit anderen SBD-Portpads auf
der selben DUT gepaart werden. Die 8A und 8B zeigen
eine solche Konfiguration, die 9A, 9B und 9C zeigen
eine weitere.
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8A zeigt
wie 5A eine Testkonfiguration für zwei Vorrichtungen. In der
Konfiguration von 8A ist jedoch der einzige externe
Port der nördliche
Port von Vorrichtung 400. Die Portpads N0 und N2 der Vorrichtung 400 empfangen
Datensignale von einem angeschlossenen ATE, Portpads N1 und N3 der
Vorrichtung 400 senden Datensignale zu einem angeschlossenen
ATE.
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In 8A sind
drei interne SBD-Ports vorhanden. Der südliche Port der Vorrichtung 400 ist
mit dem nördlichen
Port der Vorrichtung 420 in einem Einzelanschluss der Portpads
verbunden, z. B. ist Portpad S0 der Vorrichtung 400 mit
dem Portpad N0 der Vorrichtung 420 über eine Bitleitung 410-0 verbunden
usw. Der südliche
Port der Vorrichtung 420 ist mit sich selbst verbunden,
Portpad S0 ist mit Portpad S2 über
eine Bit leitung 430-0 verbunden und Portpad S1 ist mit
Portpad S3 über
eine Bitleitung 430-1 verbunden.
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Es
werden zwei Testphasen verwendet, um die SBD-Fähigkeit der Vorrichtung 420 zu
testen. In der ersten Testphase sendet das ATE ein erstes Datensignal
an Portpad N0 der Vorrichtung 400 und ein zweites Datensignal
an Portpad N2 der Vorrichtung 400. Das erste Datensignal
wird intern zu Portpad S0 der Vorrichtung 400 geleitet,
auf Bitleitung 410-0 zu Portpad N0 der Vorrichtung 420 getrieben,
intern zu Portpad S0 der Vorrichtung 420 geleitet, auf
Bitleitung 430-0 zu Portpad S2 der Vorrichtung 420 getrieben,
intern wiederum zu Portpad N2 der Vorrichtung 420 geleitet,
auf Bitleitung 410-2 zu Portpad S2 der Vorrichtung 400 getrieben,
intern zu Portpad N3 der Vorrichtung 400 geleitet und zum
ATE getrieben. Gleichzeitig wird das zweite Datensignal intern zu Portpad
S2 der Vorrichtung 400 geleitet, in der Gegenrichtung auf
Bitleitungen 410-2, 430-0 und 410-0 getrieben,
so dass es Portpad S0 der Vorrichtung 400 erreicht, intern
zu Portpad N1 der Vorrichtung 400 geleitet und zum ATE
getrieben.
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In
der zweiten Testphase werden die internen Datenpfade der Vorrichtung 400 umkonfiguriert wie
es in 8B gezeigt ist, so dass Portpads
S1 und S3 der Vorrichtung 400 aktive SBD-Pads der Vorrichtung 400 sind.
Es werden Testbitmuster nochmals zu Vorrichtung 400 getrieben,
wobei dieses Mal die mit den Bitleitungen 410-1, 430-1 und 410-3 verbundenen
Portpads geprüft
werden.
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Nach
der zweiten Testphase sind alle Portpads der Vorrichtung 420 auf
SBD-Fähigkeit
geprüft.
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Eine
weitere Testvorrichtungskonfiguration ist in den 9A, 9B und 9C gezeigt.
Dieses Konfigurationspaar enthält
eine einzige Vorrichtung, die DUT. In den 9A und 9B wird
der nördliche
Port der Vorrichtung 500 für unidirektionale Kommunikation
mit einem ATE verwendet und der südliche Port der Vorrichtung 500 verbindet
mit sich selbst, so dass der interne Port gebildet wird. In 9C tauschen
der südliche
Port und der nördliche Port
der Vorrichtung die Rollen.
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Es
sind vier Testphasen erforderlich, um alle SBD-Portpads zu prüfen. 9A stellt
die erste Testphase dar. In der ersten Testphase sendet das ATE ein
erstes Datensignal zu Portpad N0 der Vorrichtung 500 und
ein zweites Datensignal zu Portpad N2 der Vorrichtung 500.
Das erste Datensignal wird intern zu Portpad S0 der Vorrichtung 500 geleitet,
auf Bitleitung 510-0 zu Portpad S2 der Vorrichtung 500 getrieben,
intern zu Portpad N3 der Vorrichtung 500 geleitet und zum
ATE getrieben. Gleichzeitig wird das zweite Datensignal intern zu
Portpad S2 der Vorrichtung 500 geleitet, auf Bitleitung 510-0 in
der Gegenrichtung getrieben, so dass es Portpad S0 der Vorrichtung 500 erreicht,
intern zu Portpad N1 der Vorrichtung 500 geleitet und zum
ATE getrieben.
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In
der zweiten Testphase werden die internen Datenpfade der Vorrichtung 500 umkonfiguriert wie
in 9B gezeigt, so dass Portpads S1 und S3 der Vorrichtung 500 die
aktiven SBD-Pads der Vorrichtung sind. Es werden erneut Testbitmuster
zur Vorrichtung 400 getrieben, wobei dieses Mal die mit den
Bitleitungen 510-1 verbundenen Portpads geprüft werden.
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Zum
Testen der SBD-Fähigkeit
der nördlichen
Ports, verwenden die dritte und vierte Testphase eine Vorrichtungskonfiguration
(die dritte Testphase ist in 9C gezeigt),
die die Rollen der nördlichen
und südlichen
Ports mit denen der 9A und 9B tauschen.
Während
der dritten Testphase testet die Bitleitung 520-0 die SBD-Fähigkeit
zwischen den Portpads N0 und N2 der Vorrichtung 500. Während der
vierten Testphase wird eine Bitleitung (nicht gezeigt) zwischen
Portpads N1 und N3 getestet.
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Die
Fachleute werden erkennen, dass viele andere Permutationen der Vorrichtungskonfiguration vorgesehen
werden können.
Zum Beispiel können zwei
serielle DUTs die Position der Vorrichtung 220 (6A)
oder Vorrichtung 300 (7) einnehmen. Die
meisten Vorrichtungen weisen viel größere Datenportbreiten auf als
die dargestellten vier Bits – die gezeigten
Verbindungsmuster können
für jede
zusätzlichen
Breite von vier Bits an jedem Port einfach wiederholt werden. Andere
alternative interne Vorrichtungsquerverbindungsmuster und Zuordnungen von
Vorrichtung zu Vorrichtungsportpad sind machbar, obwohl angenommen
wird, dass sich die einfachste Vorrichtungsauslegung im Allgemeinen
aus der Verpaarung benachbarter Portpadschaltungen ergibt.
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Explizite
Anweisungen zur Konstruktion von Testboards zur Verwendung mit den
beschriebenen Ausführungsformen
wurden ausgelassen. Es wird angenommen, dass mit den angegebenen
Darstellungen von Verbindungen zwischen Vorrichtungen die Auslegung
eines solchen Testboards im Rahmen der Fachkenntnisse im Anwendungsbereich
liegt.
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Obwohl
der Schwerpunkt der vorstehenden Beschreibung auf der SBD-Prüfung liegt,
können Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in einigen Fällen für alle Prüfungen einer DUT mir einem unidirektionalen
ATE-Anschluss verwendet werden.