Новости электроники, 1, 2007
Имея представление о поведении технических характеристик, указанных в документации, в нормальных условиях, при тестировании электронных компонентов в расширенном диапазоне рабочих параметров можно обнаружить дополнительные резервы их рабочих характеристик. Это важно не только для производителей, гарантирующих рабочие характеристики, но и для инженеров-разработчиков, стремящихся повысить потребительские свойства своих изделий. В статье подробно рассказывается о том, как использовать на практике изменение рабочих характеристик, приведенных в документации на компонент.
Введение
Примеры из практики
Как известно, технология усовершенствования интегральных микросхем долгое время являлась движущей силой инноваций. Каждые два года современные достижения обеспечивали рост быстродействия, снижение рассеиваемой мощности, снижение стоимости и увеличение плотности. Удавалось даже следовать закону Мура. К сожалению, это время подходит к концу. От технологических достижений больше не приходится ожидать ни существенного прироста быстродействия, ни снижения рассеиваемой мощности. Действительно, рост тактовой частоты пошел ниже ожидаемой кривой более 10 лет назад.
В то же время, рассеиваемая мощность начала отклоняться вниз от своей траектории около пяти лет назад. Следовательно, необходимо искать новые пути для удовлетворения растущих потребностей в повышении быстродействия и достижения этого быстродействия при более низком уровне потребления. Один из способов состоит в понимании того, каким образом быстродействие и рассеиваемая мощность зависят от контролируемых нами параметров. Кроме того, важно понимать, как производители интегральных микросхем используют расширенный диапазон рабочих параметров для того, чтобы гарантировать рабочие характеристики своих изделий. Поняв эти условия, можно обнаружить дополнительные резервы рабочих характеристик.
Прежде чем вдаваться в подробности, приведем несколько примеров того, как клиенты компании Texas Instruments (TI) использовали резервы рабочих характеристик. Много лет назад один клиент запросил письменное подтверждение, гарантирующее, что конкретный компонент функционирует при температуре 200°C. Наш первоначальный ответ состоял в том, что наши компоненты не работают при температуре 200°C. Клиент ответил: «Работают. Мы применяем их при температуре 200°C, но наше руководство хочет подтверждения работоспособности в данных условиях от компании TI.» Мы дали понять, что не можем гарантировать работоспособность наших компонентов за пределами требований документации, и у нас есть данные, подтверждающие это. Поразительно, но наши компоненты до сих пор работают в этом приборе при указанной температуре. Клиент испытал эти компоненты и был удовлетворен их работоспособностью в своем приборе при 200°C.
Другой клиент приобретал бескорпусные кристаллы. Мы поставляли компоненты целиком на пластине, которую сопровождали картой пластины, указывающей, где находится годный кристалл, а где бракованный. Однажды клиент спросил, для чего мы присылаем карту пластины. Мы объяснили, что это дает понять, где находятся годные кристаллы. Мы были поражены их ответом: «Я не понимаю. Все устройства годны. Так для чего же нам карта?» В их аппаратуре были работоспособны все кристаллы на пластине.
Один из наших клиентов, разрабатывая свое изделие, осознал необходимость работы компонента на 20% быстрее, чем допускается документацией. Проведя испытания большого количества компонентов в своей аппаратуре, он определил, что можно поднять рабочую частоту на 20%. В результате они поставляют свое изделие с компонентом с тактовой частотой на 20% больше, чем указано в документации.
Читать далее статью в полном объеме (pdf)
Рис. 1. Зависимость параметров от технологического разброса и температуры
