一种可编程门阵列老练装置的制作方法

文档序号:15915389发布日期:2018-11-13 21:57阅读:293来源:国知局

本实用新型属于电子设备领域,具体涉及一种可编程门阵列老练装置。



背景技术:

在电子技术飞速发展的今天,对整机的可靠性要求越来越高,电子元器件在正式使用之前进行筛选就显得非常必要。各种电子元器件包括二极管、晶体管、集成电路等在正常工作中往往由于制造缺陷等原因导致元器件失效而影响到整机的可靠性,因此在使用某批元器件时预先对该批元器件进行可靠性试验是极为重要的。电子元器件的失效现象可分为早期失效、随机失效和耗损失效,失效率因工作阶段(加电应力时间)而异,图1表示了各工作阶段和失效率的关系。

批量很大的一批产品,未经任何老化措施即投入使用,会发现该批产品在开始工作时失效率很高,但很快就逐渐降低。失效率下降的这个阶段称为早期寿命期。在这个时期内失效发生的原因是由于制造缺陷所致,不合格元器件在Te前失效后,元器件失效率就稳定下来,这段工作时期称为使用寿命期,这时期发生的失效率称为“随机”“偶发”“突发”失效。因为这些失效是随机的,是不可预测的,当产品工作到Tw时刻后,开始出现退化现象,失效率重新提高,这是因为元器件接近于“额定寿命”而出现老化和损耗所致。

可编程门阵列(FPGA)就是在特定的试验条件下,将有制造缺陷的元器件在短时间内提前暴露的专用试验装载工具。

目前国内外FPGA老化两种模式:①直接加载直流电应力,放置于特定环境中老化试验加速寿命试验。该试验模式不能加载工作动态信号,不能全面进行老化测试评估。②采用专用老化设备进行老化试验,设备可提供一站式服务进行批量老化试验。该模式老化试验成本较高,在一定程度上不能满足非标定制多品种少批量的老化试验及试验模型的建立。



技术实现要素:

本实用新型针的目的是为了提供一种可编程门阵列老练装置,可编程门阵列放置在本实用新型可编程门阵列老练装置中,对可编程门阵列进行老练,通过检测装置可以检测出可编程门阵列是否合规等。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:

一种可编程门阵列老练装置,包括PCB板1、老化夹具座socket2、电源3和载板4,所述老化夹具座socket2设置在所述载板4上并且与所述载板4电连接,所述载板4与所述PCB板1电连接,所述电源3为所述PCB板1、老化夹具座socket2供电;

所述老化夹具PCB板1中设置有外围电路,所述外围电路与可编程门阵列连接;所述外围电路包括输入端电路和输出端电路,所述输入端电路与可编程门阵列的输入端连接,所述输出端电路与可编程门阵列的输出端连接;

所述输入端电路包括多个电阻R1,所述电阻R1与可编程门阵列的输入端引脚连接;所述输出端包括多组串联的电阻R2和电阻R3,每组串联的电阻R2和电阻R3分别与可编程门阵列的输出端引脚连接;所述电阻R2的一端接地,另一端与所述电阻R3连接;所述电阻R3的另一端与所述老化夹具座socket2连接;所述电阻R2与所述电阻R3连接的一端还与可编程门阵列的引脚连接。

优选地,可编程门阵列设置在所述老化夹具座socket2中。

优选地,所述老化夹具座socket2中设置有加热装置,所述加热装置上设置有温度传感器。

优选地,所述PCB板1连接有八个以下所述老化夹具座socket2。

优选地,还包括检测装置5,所述检测装置5与所述PCB板1连接。

优选地,所述PCB板1上还设置有动态信号输入接口、输出接口;所述检测装置5与所述输出接口连接。

与现有技术相比,本实用新型可编程门阵列老练装置至少具有以下有益效果:

本实用新型中设置有PCB板、老化夹具座socket、电源和检测装置。老化夹具座socket中设置有外围电路用来与可编程门阵列连接,PCB板中设置有对应的连接电路。通过加载动态工作信号、工作电压和负载,对可编程门阵列进行全面检测评估,对比验证实验是否达到设定试验的预定效果,将有制造缺陷的元器件在短时间内提前暴露出来。本实用新型较为实用,体积小,成本低,适用于各种环境试验的操作。

附图说明

图1为电子元器件各工作阶段和失效率的关系图;

图2为本实用新型可编程门阵列的结构示意图;

图3为本实施例的电路原理图;

图4为电路原理图中局部放大图;

图5为输出信号波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本实用新型的保护范围。

使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

结合附图对本实用新型进行进一步说明。

如图2所示,为实用新型可编程门阵列的结构示意图,包括印刷电路(PCB)1、老化夹具座socket2、电源3、载板4和检测装置5,所述老化夹具座socket2设置在所述载板4上并且与所述载板4电连接,所述载板4与所述PCB板1电连接,所述电源3为所述PCB板1、老化夹具座socket2供电。所述老化夹具座socket2与可编程门阵列配套使用,相应的可编程门阵列使用相应的老化夹具座socket2,更换不同的可编程门阵列同时需要更换相应的老化夹具座socket2和载板4。

所述PCB板1中设置有外围电路,所述外围电路与可编程门阵列连接;所述外围电路包括输入端电路和输出端电路,所述输入端电路与可编程门阵列的输入端连接,所述输出端电路与可编程门阵列的输出端连接。

所述输入端电路包括多个电阻R1,所述电阻R1与可编程门阵列的输入端引脚连接。所述输出端包括多组串联的电阻R2和电阻R3,每组串联的电阻R2和电阻R3分别与可编程门阵列的输出端引脚连接。所述电阻R2的一端接地,另一端与所述电阻R3连接。所述电阻R2与所述电阻R3连接的一端还与可编程门阵列的引脚连接。所述电阻R3的另一端与所述老化夹具座socket2连接。电阻R2/电阻R3为上拉电阻或者下拉电阻。

可编程门阵列设置在所述老化夹具座socket2中。所述老化夹具座socket2中设置有加热装置,用来加热,使老化夹具座socket2中的温度达到老练可编程门阵列所需的温度。所述加热装置上设置有温度传感器,用来检测老化夹具座socket2中的温度。

所述PCB板1连接有八个以下所述老化夹具座socket2。

所述检测装置5与所述PCB板1连接。

所述PCB板1上还设置有动态信号输入接口、输出接口。所述检测装置5与所述输出接口连接。

如图3所示,为本实施例的电路原理图,本实施例优选采用的是BQR2V6000型号的可编程门阵列。图4为电路原理图的局部放大图。

老炼条件如下:

动态老炼电压和温度如下:

老炼电压:VCCINT:1.6V。VCCO:3.4V。VCCAUX:3.4V。注意VCCINT(1),和VCCO(1)是指配置存储器的电压,不拉偏。

稳态寿命电压:VCCINT:1.5V。VCCO:3.3V。VCCAUX:3.3V。

老炼温度:+1250+10℃。

输入端要求:

所有输入端串接电阻R1。AH27(M0)接低电平,AJ28(M1)接低电平,AK29(M2)接低电平,D30(PROG_B)通过跳线可选择接高电平或接低电平。接低电平时,可编程门阵列FPGA将重新加载,老炼时D30脚接高电平,E29(HSWAP_EN)接高电平,AK6(PWRDWN_B)接高电平,C4(VBATT)接VCCO。

TCK(F7),TDI(C31),TDO(D5),TMS(E6)JTAG配置管脚以插针的方式引出(在绘制老炼试验PCB板时,将多个工位的TCK,TMS并连相接,且上一级工位的TDO与下一级工位的TDI串连相接)。

以下为可编程门阵列BQR2V6000的输入引脚接口定义,其中,BANK0I/O包括:E28,E27,F25,F26,H25,H24,E26,F27,B32,C33,J24,J23,C27,C28,B30,B31,K23,K22,C26,D27,A30,A31,G24,G25,E25,E24,D25,D26,H23,H22,F23,F24,B28,B29,J22,J21,A28,A29,A26,B27,C24,D24,D22,D23,B25,B26,B23,B24,G22,G23,F22,F21,A23,A24,K21,K20,C22,C23,E21,E22,H21,H20,G20,F20,B21,B22,J20,K19,D20,D21,A21,A22,L19,L18,B19,A20,A18,B18,H19,H18,C20,C21,D19,D18,G18,G19,F18,F19,C19,C18,J18,E19,E18。

BANK1I/O包括:E17,E16,H17,H16,D16,G17,C16,C15,D14,D15,J17,K17,B17,A17,A15,B16,L17,L16,A13,A14,C13,C14,K16,K15,B13,B14,F15,G15,H15,H14,A11,A12,E13,E14,J15,J14,D12,D13,F14,F13,C11,C12,B11,B12,F11,F12,D10,D11,G12,G13,B9,B10,B8,A9,K14,K13,A6,A7,D9,C9,H13,H12,C7,C8,E11,E10,J13,K12,B6,B7,E8,E9,G10,G11,A4,A5,F10,G9,J12,J11,B4,B5,D6,C6,H11,J10,D8,E7,F9,F8,H10,H9,C2,B3。

BANK2I/O包括:K11,K10,G5,D3,J9,K9,F4,E4,E1,D1,J8,K8,H7,J7,H6,G6,L10,L9,G3,F3,G2,F2,M10,N10,J6,K6,J5,H5,L7,K7,J4,H4,G1,F1,L8,M8,J1,H2,J3,H3,M9,N9,L5,K5,K2,J2,N7,M7,L6,M6,M3,L3,L4,K4,N4,M4,M2,L2,N8,P8,N6,P6,P5,N5,P10,R10,P3,N3,M1,L1,P9,R9,P2,N2,R4,P4,R8,T8,T3,R3,P1,N1,T11,U11,R7,R6,U5,T5,T10,U10,U4,T4,T2,R1,U7,T7,T6,U6,U1,U2,U9,U8,U3,V4。

BANK3I/O包括:V7,W7,V10,W10,V1,V2,W3,Y3,V9,V8,W4,Y4,W11,V11,W8,Y8,W2,Y1,AA3,AB3,Y6,AA6,AA4,AB4,Y7,AA8,Y10,AA10,AA1,AB1,AA5,AB5,AA9,Y9,AA2,AB2,AB6,AC6,AD1,AC1,AC3,AD3,AC4,AD4,AB7,AC7,AC2,AD2,AC8,AB8,AB10,AC10,AD5,AE5,AE4,AF4,AB9,AC9,AE2,AF1,AD6,AE6,AD9,AE9,AF2,AG2,AF3,AG3,AD7,AE7,AF5,AG5,AE8,AD8,AF8,AF9,AH1,AJ1,AG4,AH5,AF6,AG6,AH3,AJ3,AF7,AG7,AL1,AK1,AH2,AJ2,AJ4,AK4,AE10,AD10,AK2,AL2,AH6,AJ5,AE11,AF11,AK3,AL3,AF10,AG9。

BANK4I/O包括:AM4,AL5,AG10,AH11,AK7,AK8,AL6,AM6,AK9,AJ8,AJ10,AJ9,AH9,AH10,AN5,AN4,AE12,AE13,AM9,AL8,AP5,AP4,AG11,AG12,AN7,AN6,AL10,AL9,AF12,AF13,AK10,AK11,AP7,AP6,AH13,AH12,AJ11,AJ12,AP9,AN8,AG13,AG14,AM11,AL11,AN10,AN9,AN12,AN11,AE14,AE15,AJ13,AJ14,AL13,AL12,AF14,AF15,AM13,AM12,AP12,AP11,AG15,AG16,AN14,AN13,AP14,AP13,AD16,AD17,AK14,AK13,AN16,AP15,AE16,AE17,AH15,AJ15,AP17,AN17,AH17,AH16,AL15,AL14,AL16,AL17,AJ17,AJ16,AM15,AM14,AM16,AM17,AF17,AG17,AK16,AK17。

BANK5I/O包括:AK18,AK19,AG18,AF18,AL18,AL19,AM19,AM20,AL21,AL20,AM22,AM21,AN18,AP18,AP20,AN19,AE18,AE19,AP22,AP21,AK22,AK21,AD18,AD19,AN22,AN21,AJ20,AH20,AG19,AG20,AP24,AP23,AL23,AL22,AF20,AF21,AM24,AM23,AJ21,AJ22,AJ24,AJ23,AN24,AN23,AN26,AN25,AL25,AL24,AE20,AE21,AN27,AP26,AP29,AP28,AG21,AG22,AN29,AN28,AK24,AK25,AH23,AH22,AP31,AP30,AH24,AH25,AF22,AF23,AM27,AM26,AL27,AL26,AH26,AJ25,AN31,AN30,AK26,AK27,AG23,AF24,AM33,AN32,AJ27,AJ26,AE22,AE23,AM28,AM29,AK28,AL29,AG24,AG25,AL30,AM31。

BANK6I/O包括:AE24,AD25,AJ30,AH30,AL32,AK32,AH29,AG29,AG26,AF26,AL33,AK33,AJ32,AH32,AG28,AF28,AG30,AF30,AF29,AE29,AF27,AE27,AL34,AK34,AE28,AD28,AE26,AD26,AF31,AG31,AF32,AG32,AC25,AB25,AJ33,AH33,AE31,AD32,AD27,AC27,AJ34,AH34,AE30,AD30,AC26,AB26,AD29,AC29,AF33,AG33,AC28,AB28,AF34,AE33,AB27,AA27,AA25,Y25,AD33,AC33,AC32,AB32,AA26,Y26,AD34,AC34,AC31,AD31,Y27,W27,AB29,AA29,AB31,AA31,Y28,Y29,AB33,AA33,AA30,AB30,W24,V24,AB34,AA34,W33,Y34,W25,V25,Y32,AA32,W29,V29,W28,V28,V33,V34,Y31,W31,V26,V27,W30,V30,V32,W32。

BANK7I/O包括:U33,U34,U29,T29,U27,U26,T30,U30,R32,T32,U25,T25,R34,T33,N34,P34,U24,T24,R31,T31,N32,P32,T27,R27,N33,P33,R29,R28,R26,P26,N31,P31,N30,P30,R25,P25,L34,M34,P29,N29,P27,N27,L32,M32,L31,M31,K29,L30,L33,M33,M29,L29,M28,N28,K30,K31,H32,J32,N26,M26,J33,K33,H33,J34,M27,L27,H31,J31,F32,G32,N25,M25,F34,G34,J30,H30,K28,L28,H28,J29,G29,H29,L26,K26,F33,G33,J28,,J27,K27,J26,E31,F31,D32,E32,L25,K24,D34,E34,G30,F30,K25,J25,D33,E33。

输出端要求:输出管脚接上/下拉电阻R2、电阻R3。

选取的输出管脚为:D29,C29,H26,G26,D17,F16,F17,G16,E2,D2,F5,E3,V6,W6,V5,W5,AM8,AM7,AN3,AM2,AJ19,AJ18,AH19,AH18,AF25,AE25,AJ31,AK31,U31,V31,T28,U28。

输入信号要求:

方波:占空比50%;

频率:

INPUT1:K18端输入1MHz;

INPUT2:BANK0I/Os输入500KHz;

INPUT3:BANK1I/Os输入500KHz;

INPUT4:BANK2I/Os输入500KHz;

INPUT5:BANK3I/Os输入500KHz;

INPUT6:BANK4I/Os输入500KHz;

INPUT7:BANK5I/Os输入500KHz;

INPUT8:BANK6I/Os输入500KHz;

INPUT9:BANK7I/Os输入500KHz;

幅度:VIH=2.6V~VCCO,VIL=0~0.5V,转换时间t≤250ns;

其中:

R1=1×(1±10%)KΩ(1/4W),

R2=R3=300×(1±10%)Ω(1/4W)。

监测信号:D30输出为频率为500KHz占空比50%的方波。

波形图及监测端(D30)如图5所示,通过检测出的波形图与厂家测试的信息进行对比,从而得出可编程门阵列的信息。

通过本实用新型可以为可编程门阵列提供一个载体,然后进行老练测试。通过加载动态工作信号、工作电压和负载,对可编程门阵列进行全面检测评估,对比验证实验是否达到设定试验的预定效果,将有制造缺陷的元器件在短时间内提前暴露出来。本实用新型较为实用,体积小,成本低,适用于各种环境试验的操作。

以上,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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