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選擇編程的策略
生產(chǎn)部門的負(fù)責(zé)人常常會(huì)考慮采用編程的不同方式,他們會(huì)問:“采用何種編程方式對(duì)我來說是適合的呢?”沒有一種可以滿足所有的應(yīng)用事例的。他們權(quán)衡的內(nèi)容一般會(huì)包含有:所采用的解決方案對(duì)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)線使用的計(jì)劃安排、PCB的價(jià)格、工藝控制問題、缺陷率水平、供應(yīng)商的管理、主要設(shè)備的成本以及存貨的管理是否會(huì)帶來沖擊。
對(duì)生產(chǎn)效率帶來的沖擊
ATE編程會(huì)降低生產(chǎn)效率,這是因?yàn)闉榱四軌驖M足編程的需要,要增加額外的時(shí)間。舉例來說,如果為了檢查制造過程中所出現(xiàn)的缺陷現(xiàn)象,需要花費(fèi)15秒的時(shí)間進(jìn)行測(cè)試,這時(shí)可能需要再增加5秒鐘用來對(duì)該元器件進(jìn)行編程。ATE所起到的作用就像是一臺(tái)非常昂貴的單口編程器。同樣,對(duì)于需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間編程的高密度閃存器件和邏輯器件來說,所需要的總的測(cè)試時(shí)間將會(huì)更長(zhǎng),這令人。因此,當(dāng)編程時(shí)間與電路板總的測(cè)試時(shí)間相比較所占時(shí)間非常小的時(shí)候,ATE編程方式是性價(jià)比一種方式。為了提高生產(chǎn)率,以求將較長(zhǎng)的編程時(shí)間降低到的限度,ATE編程技術(shù)可以與板上技術(shù)相結(jié)合使用,例如:邊界掃描或者說具有專利的眾多方法中的一種。
還有一種解決方案是在電路板進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候,僅對(duì)目標(biāo)器件的boot碼進(jìn)行編程處理。器件余下的編程工作在處于不影響生產(chǎn)率的時(shí)候才進(jìn)行,一般來說是在設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試的時(shí)候。然而,除非超過了ATE的能力,功能測(cè)試的能力是足夠的,對(duì)于高密度器件來說性能價(jià)格比編程方法是一種自動(dòng)化的編程設(shè)備。舉例來說:ProMaster 970設(shè)備配置有12個(gè)接口,每小時(shí)能夠?qū)?00個(gè)8兆閃存進(jìn)行編程和激光標(biāo)識(shí)。與此形成對(duì)照的是,ATE或者說功能測(cè)試儀將花費(fèi)60至120小時(shí)來完成這些編程工作。

生產(chǎn)線使用計(jì)劃安排
由于電子產(chǎn)品愈來愈復(fù)雜和,所以對(duì)具有更多功能和較高密度的可編程元器件的需求量也愈來愈高。這些的元器件在OBP的環(huán)境之中,常常要求花費(fèi)較長(zhǎng)的編程時(shí)間,這樣就直接降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
同樣,由不同的半導(dǎo)體器件制造商所提供的相同密度的元器件,在進(jìn)行編程的時(shí)候所花費(fèi)的時(shí)間差異是非常大的,一般來說具有快編程速度的元器件,價(jià)格也是貴的。所以人們?cè)诳紤]是否支付更多的錢給具有快速編程能力的元器件時(shí),面臨著兩難的選擇是提升生產(chǎn)率和降低設(shè)備的成本,還是采用具有較慢編程時(shí)間的便宜元器件,并由此忍受降低生產(chǎn)率的苦惱。
此外,制造廠商必須記住,為了能夠?qū)Ω对诙唐趦?nèi)出現(xiàn)的大量產(chǎn)品需求,他們不可能依賴采用適用的半導(dǎo)體器件。缺少可獲得的元器件,會(huì)迫使制造廠商重新選擇可替換的編程元器件,每個(gè)元器件具有不同的編程時(shí)間、價(jià)格和可獲性。對(duì)于OBP來說,這種情形對(duì)于實(shí)行有效的生產(chǎn)線計(jì)劃安排顯然是相當(dāng)困難的。
因?yàn)樽詣?dòng)編程擁有比單接口OBP解決方案快捷的優(yōu)勢(shì),所以對(duì)編程時(shí)間變化的影響可以完全不顧。同樣,由于自動(dòng)編程方案一般支持來自于不同供應(yīng)廠商的數(shù)千款元器件,可以緩解使用替代元器件所產(chǎn)生的問題。

自動(dòng)化編程(AP)設(shè)備
PIC技術(shù)不斷地向前發(fā)展,所以新的自動(dòng)化編程設(shè)備和技術(shù)也保持著相同的發(fā)展步伐。舉例來說,Data I/O''s ProMaster 970自動(dòng)化微細(xì)間距編程設(shè)備能夠?qū)Σ捎梅庋b形式的PIC器件進(jìn)行編程,其中包括BGA、微型BGA、SOP、VSOP、TSOP、PLCC、SON和CSP。雙重貼裝(Dual pick-and-place簡(jiǎn)稱PNP) 端頭和可供選擇的可插8、10或者12的插座可以的提高設(shè)備的工作效率。該編程設(shè)備也可以進(jìn)一步涉及有關(guān)器件的質(zhì)量控制。舉例來說,共平面性問題和引腳的損傷實(shí)際上是不會(huì)存在的,因?yàn)榧闪思す庖曈X系統(tǒng),所以能夠確保非常的器件貼裝。
因?yàn)橛兄喾N編程接口和PNP器件的配置,自動(dòng)集群編程一般可以做到比ATE編程的速度快上5倍到10倍。同樣,這些編程工具是為了編程而設(shè)計(jì)的,不是為了對(duì)電路板或者說功能進(jìn)行測(cè)試的,所以它們可以提供非常好的編程質(zhì)量。
微細(xì)間距的PIC器件可能是非常貴的,所以如果能降低其在生產(chǎn)制造過程中的損傷率,將極大的提升制造商的盈虧平衡點(diǎn)。能夠適用于大多數(shù)元器的自動(dòng)編程系統(tǒng)也是非常靈活的,可以適應(yīng)于封裝器件形式。由于能夠?qū)⒏呱a(chǎn)率、高質(zhì)量和靈活性綜合在一起,導(dǎo)致了每個(gè)器件可得到的編程價(jià)格常常低于ATE編程價(jià)格的20%。

貼片機(jī)在電路板上的編程
的PIC器件的使用者會(huì)面臨一項(xiàng)困難的選擇:是冒遭受質(zhì)量問題的風(fēng)險(xiǎn),采用手工編制程序呢?還是另外尋找一種可以替代的編程方法,從而消除掉手工觸摸的方法呢?
為了能夠?qū)崿F(xiàn)后者,制造廠商們初開始采用板上編程(on-board programming 簡(jiǎn)稱OBP)的方式。OBP是一種簡(jiǎn)單的方法,它是將PIC貼裝到印刷電路板(printed circuit board 簡(jiǎn)稱PCB)上以后再進(jìn)行編程的。一般情況下在電路板上進(jìn)行測(cè)試或者說進(jìn)行功能測(cè)試。閃存、電子式可清除程序化唯讀內(nèi)存(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory簡(jiǎn)稱EEprom)、基于EEprom的CPLD器件、基于EEprom的FPGA器件,以及內(nèi)置閃存或者EEprom的微型控制器,所有這些元器件均采用OBP形式進(jìn)行編程。
為了能夠滿足閃存和微型控制器的使用要求,在實(shí)施OBP的時(shí)候常用的方法就是借助于針盤式夾具(bed-of-nails fixture),使用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(automatic test equipment 簡(jiǎn)稱ATE)編程。對(duì)于邏輯器件來說進(jìn)行編程頗為復(fù)雜,不太適合利用ATE針盤式夾具來進(jìn)行編程。
一項(xiàng)基于IEEE規(guī)范原創(chuàng)開發(fā)的新型OBP技術(shù)可以支持測(cè)試,展現(xiàn)出充滿希望的前程。這項(xiàng)規(guī)范稱為IEEE 1149.1,它詳細(xì)規(guī)定了邊界掃描的一系列協(xié)議,已經(jīng)用于許IC編程方法中。
如果電子產(chǎn)品制造商要使用IEEE 1149.1的編程方法時(shí),他們所依賴的具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的工具主要是由各種各樣的半導(dǎo)體制造廠商所提供。但是使用他們的工具進(jìn)行編程非常慢。同樣,因?yàn)樗麄兂鲇诒Wo(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的本能,每個(gè)工具于單個(gè)用戶所使用的器件。如果說在一塊電路板上的PIC器件是由多個(gè)用戶所使用的話,這將是一個(gè)很大的缺陷。
總而言之,使用OBP方法可以消除掉手工操作器件和將編程溶入測(cè)試中去,以及制造生產(chǎn)緩慢的現(xiàn)象。然而,編程所需的時(shí)間可能也是緩慢的。
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