ATE

ATE (ראשי תיבות באנגלית של: Automatic Test Equipment, תרגום: ציוד בדיקה אוטומטי) הוא כינוי מקצועי לכל מכשיר, כלי, או מערכת, אשר מבצעים בדיקות ביחידה נבדקת כלשהי, המכונה DUT (קיצור של Device Under Test), EUT (קיצור של Equipment Under Test) או UUT (קיצור של Unit Under Test), תוך שימוש באוטומציה המאפשרת ביצוע מדידות במהירות ובהדירות, וכן הערכת תוצאות הבדיקה והפקת דו"ח מפורט. ATE יכול להיות מורכב ממולטימטר דיגיטלי פשוט הנשלט על ידי מחשב, או מערכת מסובכת המכילה עשרות מכשירי בדיקה מורכבים (צב"ד אמיתי או מסומלץ) המסוגלים לבדוק ולאבחן תקלות באופן אוטומטי בחלקים ארוזים אלקטרוניים מתוחכמים או בבדיקת פרוסות (wafer), כולל מערכת על שבב ומעגלים משולבים.

ATE נמצא בשימוש נרחב בתעשיית הייצור האלקטרוני לבדיקת רכיבים ומערכות אלקטרוניות לאחר ייצורם. ATE משמש גם לבדיקת אוויוניקה והמודולים האלקטרוניים במכוניות, מטוסים וספינות. הוא משמש ביישומים צבאיים מתיבות בודדות ועד למערכות נשק מורכבות.

מוליכים למחצה ATE, יכולים לבדוק מגוון רחב של מכשירים ומערכות אלקטרוניות, ממרכיבים פשוטים (נגדים, קבלים ומשרנים) ועד למעגלים משולבים (ICs), לוחות מעגלים מודפסים (PCB), מורכבים לחלוטין. מערכות אלקטרוניות. למטרה זו משתמשים בכרטיסי בדיקה. מערכות ATE נועדו לצמצם את משך זמן הבדיקה הדרוש כדי לוודא שמכשיר מסוים עובד או למצוא במהירות את התקלות שלו לפני שלחלק יש סיכוי להגיע למוצר צריכה סופי. כדי להפחית את עלויות הייצור ולשפר את התפוקה, יש לבדוק התקני מוליכים למחצה לאחר שיוצרו כדי למנוע ממכשירים פגומים להגיע לצרכן.

ארכיטקטורת ה-ATE של מוליכים למחצה מורכבת מבקר מאסטר (בדרך כלל מחשב) המסנכרן מכשיר מקור ולכידה אחד או יותר. מבחינה היסטורית, בקרים או ממסרים שעוצבו בהתאמה אישית שימשו על ידי מערכות ATE. ה-DUT מחובר פיזית ל-ATE על ידי מכונה רובוטית אחרת הנקראת מטפל או בוחן ודרך מתאם מותאם לבדיקת ממשק (ITA) או "מתקן" המתאים את משאבי ה-ATE ל-DUT.

המחשב התעשייתי הוא מחשב שולחני רגיל, ארוז בתקני מתלה של 19 אינץ' עם מספיק חריצי PCI/PCIe להכיל את כרטיסי הדימוי/חישה של האותות. זה תופס את התפקיד של בקר ב-ATE. פיתוח אפליקציות בדיקה ואחסון תוצאות מנוהל במחשב. רוב המוליכים למחצה המודרניים כוללים מכשירים מרובים הנשלטים על ידי מחשב למקור או למדוד מגוון רחב של פרמטרים. המכשירים עשויים לכלול ספקי כוח של התקן (DPS),^[1][2] יחידות מדידה פרמטריות (PMU), מחוללי צורות גל שרירותיות (AWG), IOs דיגיטליים ואספקת שירות. המכשירים מבצעים מדידות שונות ב-DUT, והמכשירים מסונכרנים כך שהם מקור ומודדים צורות גל בזמנים הנכונים. בהתבסס על הדרישה של זמן תגובה, מערכות בזמן אמת נחשבות גם לגירוי ולכידת אותות.

החיבור ההמוני הוא ממשק מחבר בין מכשירי בדיקה (PXI, VXI, LXI, GPIB, SCXI ו-PCI) והתקנים/יחידות בבדיקה (D/UUT). קטע זה פועל כנקודת צמתים לאותות הנכנסים/יוצאים בין ATE ל-D/UUT.

ניתן להשתמש ב-ATE על חלקים ארוזים (שבב IC טיפוסי) או ישירות על פרוסת הסיליקון. חלקים ארוזים משתמשים במטפל כדי למקם את המכשיר על לוח ממשק מותאם אישית, ואילו פרוסות סיליקון נבדקות ישירות עם בדיקות דיוק גבוהות. מערכות ה-ATE מקיימות אינטראקציה עם המטפל או הבוחן כדי לבדוק את ה-DUT.

מחשב ATE משתמש בשפות מחשב מודרניות (כמ�� C, C++, Java, VEE, Python, LabVIEW או Smalltalk ) עם הצהרות נוספות כדי לשלוט בציוד ATE באמצעות ממשקי תכנות יישומים סטנדרטיים וקנייניים (API). קיימות גם כמה שפות מחשב ייעודיות, כמו שפת מבחן מקוצרת לכל המערכות (ATLAS). ציוד בדיקה אוטומטי יכול להיות אוטומטי גם באמצעות מנוע ביצוע בדיקה כגון TestStand של NI, או ATEasy או OTM.^[3]

לפעמים נעשה שימוש ביצירת דפוסי בדיקה אוטומטית כדי לסייע בתכנון סדרת הבדיקות.

פלטפורמות ATE רבות המשמשות בתעשיית המוליכים למחצה פלטות נתונים באמצעות תבנית בדיקה סטנדרטית (STDF)

אבחון על ידי ציוד בדיקה אוטומטי הוא החלק של בדיקת ATE הקובע את הרכיבים הפגומים. בדיקות ATE מבצעות שתי פונקציות בסיסיות. הראשון הוא לבדוק אם ההתקן בבדיקה פועל כראוי או לא. השני הוא כאשר ה-DUT אינו פועל כהלכה, לאבחן את הסיבה. החלק האבחוני יכול להיות החלק הקשה והיקר ביותר בבדיקה. אופייני ל-ATE להפחית כשל לאשכול או לקבוצת אי בהירות של רכיבים. שיטה אחת לעזור להפחית את קבוצות העמימות הללו היא הוספת בדיקת ניתוח חתימה אנלוגית למערכת ATE. אבחון נעזר לעיתים קרובות על ידי שימוש בבדיקת flying probe.

תוספת של מערכת מיתוג במהירות גבוהה לתצורת מערכת בדיקה מאפשרת בדיקה מהירה וחסכונית יותר של מספר מכשירים, והיא נועדה להפחית הן שגיאות בדיקה והן עלויות. תכנון תצורת המיתוג של מערכת בדיקה מצריך הבנה של האותות שיש להעביר והבדיקות שיש לבצע, כמו גם את גורמי הצורה הזמינים של חומרת המיתוג.

PXI הוא אפיק היקפי המתמחה לרכישת נתונים ומערכות בקרה בזמן אמת. PXI, שהוצג בשנת 1997, משתמש בגורמי הצורה CompactPCI 3U ו-6U ומוסיף קווי טריגר, קו תמסורת מקומי ופונקציות אחרות המתאימות ליישומי מדידה. מפרטי החומרה והתוכנה של PXI מפותחים ומתוחזקים על ידי PXI Systems Alliance.^[4] יותר מ-50 יצרנים ברחבי העולם מייצרים חומרת PXI.^[5]

USB מחבר התקנים היקפיים, כגון מקלדות ועכברים, למחשבים אישיים. USB הוא קו Plug and Play שיכול להתמודד עם עד 127 מכשירים ביציאה אחת, ובעל תפוקה תאורטית מקסימלית של 480 Mbit/s (USB במהירות גבוהה המוגדר על ידי מפרט USB 2.0). מכיוון שיציאות USB הן תכונות סטנדרטיות של מחשבים אישיים, הן מהוות התפתחות טבעית של טכנולוגיית יציאות טוריות קונבנציונליות. עם זאת, הוא אינו נמצא בשימוש נרחב בבניית מערכות בדיקה ומדידה תעשייתיות ממספר סיבות; לדוגמה, כבלי USB אינם ברמה תעשייתית, רגישים לרעש, עלולים להתנתק בטעות, והמרחק המרבי בין הבקר למכשיר הוא 30 מ. בדומה ל-RS-232, USB שימושי עבור יישומים בתנאי מעבדה שאינם דורשים חיבור אפיק קשיח.

RS-232 הוא מפרט לתקשורת טורית הפופולרי במכשירים אנליטיים ומדעיים, כמו גם לשליטה בציוד היקפי כגון מדפסות. בניגוד ל-GPIB, עם ממשק RS-232, ניתן לחבר ולשלוט רק במכשיר אחד בכל פעם. RS-232 הוא גם ממשק איטי יחסית עם קצבי נתונים טיפוסיים של פחות מ-20 KB/s. RS-232 מתאים ביותר ליישומי מעבדה התואמים לחיבור איטי יותר ופחות קשוח. זה עובד על ±24 אספקת וולט.