O VeriCI é um projeto de pesquisa que possui como objetivo desenvolver um sistema microcontrolado para realizar o teste de caracterização elétrica e de funcionamento em Circuitos Integrados (CI) digitais encapsulados, denominados de ASIC (“Application Specific Integratqed Circuit”), com aplicação no teste de decodificadores digitais, microcontroladores, memórias, sensores digitais de temperatura, além de circuitos lógicos de uso geral.

O teste é utilizado para identificar falhas de fabricação nos CIs, de forma a reduzir o custo de produção de uma fábrica, uma vez que o teste de cada circuito é uma tarefa demorada e, dentro de uma linha de produção, testar todos os chips de um produto pode exigir bastante tempo entre o projeto e o produto final.

Sabendo que quando um CI falha, dentro de um produto, é mais trabalhoso fazer a sua análise e a sua substituição, o que gera custos para uma empresa e também a diminuição da confiança do cliente. Isso exige testes mais precisos e eficientes surgiu a oportunidade de inovar criando uma plataforma de baixo custo para realizar a verificação funcional de CIs, reduzir o custo de produção de uma fábrica.

O objetivo principal deste projeto é desenvolver uma plataforma de verificação de circuitos integrados digitais, fazendo teste de funcionamento de circuitos integrados utilizados na montagem de produtos da indústria eletroeletrônica.

Para esse protótipo será utilizado um microcontrolador comercial AVR e um conjunto de filtro e reforçador de corrente com amplificador operacional para gerar uma tensão de alimentação ajustável com medição de carga elétrica (funções “sense” e “power”).

A função “sense” permite que o testador verifique a tensão e a corrente fornecidas para o CI testado.

A função “power” permite que o testador energize o CI testado com valores de tensão amortizada, abaixo dos valores nominais de funcionamento. A função “power” é implementada através de um PWM (“Pulse Width Modulation”) em série com um filtro passa baixa ativo de primeira ordem.

O PWM é gerado por um microcontrolador Atmel AVR, de forma que o valor do (“Duty Cycle”) corresponde ao valor de tensão contínua na saída do filtro. A tensão gerada pelo filtro é usada como tensão de alimentação para energizar o CI a ser testado. A função “sense” é implementada fazendo-se a medição da tensão e da corrente no(s) pino(s) de alimentação do CI testado. O valor de corrente é obtido através da tensão diferencial medida nos terminais de um resistor “shunt”, ligado em série com a(s) entrada(s) de alimentação do CI testado. Para tal, a tensão diferencial é medida usando-se duas entradas analógicas de um conversor analógico para digital (ADC) do microcontrolador. Uma das entradas de tensão é utilizada também para medir-se a tensão no(s) pino(s) de alimentação do CI testado.

O controle será realizado através do AVR que tem resolução de 10 bits com o valor máximo de saída da tensão contínua em 5V tento esse valor divido pela capacidade do conversor de 1023 com isso gerando a o mínimo de resolução a cada bit de 4,9mV.No projeto começando a gerar pelo PWM uma tensão contínua como aumento gradual de 0,5 no duty cycle . A cada aumento gradual do duty cycle o AVR verifica a tensão e a corrente elétrica e verifica o valor do duty cycle indo até o seu valor máximo de 255.Ao analisar a corrente o seu valor tem que ser no máximo 200mA, se o valor lido for superior, o AVR irar interromper a alimentação do CI testado. Esse procedimento será realizado para não danificar o CI testado na hora da verificação.

Após realizamos testes práticos ,constamos que o projeto VeriCI obteve sucesso em seu objetivo. Fomos capazes de chegar a uma resolução de apenas 5 casas decimais nas medidas e erro, em comparação ao multímetro de bancada de até 3ª casa decimal.

Futuramente na continuação do projeto desenvolveremos um software que verificará quase todos os tipos de CI’s fabricados, comparando-os com seus respectivos datasheets e identificara os erros presentes.

Referencias:

[1] Ceitec S/A. Disponível em: http://www.ceitec-sa.com. Acessado em 13/02/2017

[2] M. L. Bushnell and V. D. Agrawal, 'Essentials of Electronic Testing for Digital,Memory and Mixed-Signal VLSI Circuits”. Kluwer Academic Publishers, 2000.

[3] M. Graphics, “ASIC/IC Design-for-Test Process Guide,” Mentor Graphics, Tech. Rep., December 1997

[4] XILINX Inc. Disponível em: http://www.xilinx.com/. Acessado em 13/02/2017

[5] Canal, B; Bonatto, A.C. 'Physical Implementation of a 32-bits RISC microprocessor using XFAB 600nm technology In: Simpósio Sul de Microeletrônica, 2017, Rio Grande/RS. 32st South Symposium on Microelectronics, 2017. p.1 - 4