Шмуу графигі: электр инженериясында компоненттердің жауабын көрсету. 1966 жылдан бастап қолданылады, Р. Хастонға жатқызылады. Жақсы нәтижелерді анықтауға көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электр инженериясында shmoo сызбасы – компоненттің немесе жүйенің әртүрлі жағдайлардағы немесе кіріс параметрлеріндегі реакциясын көрсететін графикалық бейнелеу.
Electrical engineering plot
In electrical engineering, a shmoo plot is a graphical display of the response of a component or system varying over a range of conditions or inputs.
Шығу тегі
Шму-жобаның шығу тегі нақты емес. Ол 1966 жылы IEEE мақаласында айтылған. Алғашқы сілтемелердің бірі IBM 2365 процессорлық жад нұсқаулықтарында кездеседі. Шму-жобаның ойлап табылуы кейде VLSI Даңқы залына енген Роберт Хьюстонға (1941–2006) жатқызылады. Бірақ бұл күмәнді, себебі Хьюстон 1967 жылға дейін сынақ инженері болып жұмыс істемеген.
The origin of the shmoo plot is unclear. It is referenced in a 1966 IEEE paper. Another early reference is in manuals for IBM 2365 Processor Storage. The invention of the shmoo plot is sometimes credited to VLSI Hall Of Fame inductee Robert Huston (1941–2006). But this is unlikely because Huston did not begin working as a test engineer until 1967.
Этимология
Сюжет атын Аль Кэпптің "Лиль Абнер" мультфильмінде жасаған Шмуодан алған, ол – ойдан шығарылған түр. Бұл кішкентай, тамшы тәрізді жаратылыстар үш тәуелсіз айнымалыға (мысалы, кернеу, температура және жауап беру жылдамдығы) қатысты салынған shmoo графиктерімен белгіленетін "жұмыс істейтін" көлемдерге ұқсас пішінге ие. Жартылай өткізгіш чиптер әдетте "shmoo" пішіндес графикті көрсетпейді. Тарихи тұрғыдан алғанда, магниттік ядролық жад тізбектерін сынау нәтижесінде "shmoo" пішіні пайда болды және бұл термин жартылай өткізгіш кезеңінде де қолданылып келеді.
The plot takes its name from the Shmoo, a fictional species created by Al Capp in the cartoon Li'l Abner. These small, blob like creatures have shapes similar to the "working" volumes that would be enclosed by shmoo plots drawn against three independent variables (such as voltage, temperature, and response speed). Semiconductor chips do not usually exhibit "shmoo" shape plots. Historically, testing of magnetic core memory arrays produced the "shmoo" shape and the term continued into the semiconductor era.
Сипаттама
Shmoo графиктері көбінесе компьютерлер немесе DRAM, ASIC немесе микропроцессорлар сияқты күрделі электрондық жүйелерді сынау нәтижелерін көрсету үшін қолданылады. График әдетте сыналатын құрылғының жұмыс істейтін жағдайлардың диапазонын көрсетеді (кейбір белгілі талаптарға сәйкес). Мысалы, жартылай өткізгіш жадты сынағанда: кернеулер, температура және жаңарту жиілігі белгілі бір диапазондарда өзгертілуі мүмкін, және құрылғының жұмыс істеуіне тек осы факторлардың белгілі бір комбинациялары ғана мүмкіндік береді. Тәуелсіз осьтерде (кернеу, температура, жаңарту жиілігі) сызылған жұмыс істейтін мәндердің диапазоны үш өлшемді, көбінесе ерекше пішінді көлемді құрайды. Жиілік, температура, уақыт параметрлері, жүйеге немесе компонентке тән айнымалылар, тіпті кремнийлік микросхемаларды жасау кезінде сапасы әртүрлі бөліктерді өндіруге мүмкіндік беретін реттегіштер сияқты жағдайлар мен кірістер де өзгертілуі мүмкін. Көбінесе бір "реттегіш" немесе айнымалы бір осьте, екінші бір "реттегіш" немесе айнымалы екінші осьте көрсетіледі, нәтижесінде екі өлшемді график пайда болады. Бұл сынақ инженеріне сыналатын құрылғының жұмыс ауқымын көзбен байқауға мүмкіндік береді. Компонентке немесе жүйеге енгізілетін жағдайлар мен кірістерді өзгерту процесі кейде "shmooing" деп аталады, бірақ ресми түрде электрлік сынақ немесе сертификаттау деп танылады. Автоматты сынақ жабдықтарында көбінесе бөлшекті автоматты түрде "shmoo" етуге мүмкіндік беретін бағдарламалық қамтамасыз ету мүмкіндіктері бар.
Shmoo plots are often used to represent the results of the testing of complex electronic systems such as computers or integrated circuits such as DRAMs, ASICs or microprocessors. The plot usually shows the range of conditions in which the device under test operates (in adherence with some remaining set of specifications). For example, when testing semiconductor memory: voltages, temperature, and refresh rates can be varied over specified ranges and only certain combinations of these factors will allow the device to operate. Plotted on independent axes (voltage, temperature, refresh rates), the range of working values will enclose a three dimensional, usually oddly shaped volume. Other examples of conditions and inputs that can be varied include frequency, temperature, timing parameters, system or component specific variables, and even varying knobs tweakable during silicon chip fabrication producing parts of varying quality which are then used in the process. Often one 'knob' or variable is plotted on one axis against another knob or variable on another axis, producing a two dimensional graph. This allows the test engineer to visually observe the operating ranges of the device under test. This process of varying the conditions and inputs to the component or system may sometimes be referred to as 'shmooing' but more officially known as electrical testing or qualification. Automatic test equipment often contains software features that allow automated shmooing of a part.
Мысалдар
Автоматтандырылған сынақ жабдықтары дәстүрлі түрде функционалдық нүктелерді көрсету үшін "X" белгісін, ал функционалдық емес нүктелер үшін бос орынды пайдаланатын shmoo графигінің екі өлшемді ASCII форматын жасады. Қазіргі заманда екі түсті (мысалы, қызыл/жасыл) немесе тіпті көп түсті графиктер, цифрлық кестелер сияқты құжаттар түрінде де қолданысқа енді, бірақ дәстүрлі формат әлі де қолданылады. Сынақ тиімділігі үшін кейде тек қызығушылық тудыратын шекара (бір белгілі мән күйін өзгерткенде) диаграммада деректермен бекітіледі, соның салдарынан (әдетте дұрыс) сол аумақтағы күй өзгермейді деп есептеледі. Егер екі тәуелсіз айнымалының жеткілікті кең диапазоны сыналып жатса, стандартты shmoo графигі Al Capp's Shmoo-ға ұқсас пішіндегі жұмыс аймағын көрсетеді, бірақ практикада бұл сыналып жатқан құрылғыға зиян келтіруі мүмкін, сондықтан әлдеқайда егжей-тегжейлі көріністерге, әсіресе жарияланған компоненттік шектеулерге (мысалы, 5% Vcc) назар аудару маңызды. Осылай істелген кезде, жұмыс аймағы әдетте бір немесе бірнеше бағытта график шекарасына дейін созылады. Мұндай "shmooing" мысалының бірі – IBM S/360 Model 65 орталық процессорлық құрылғысының (CPU) тек оқуға арналған жадтың (ROS) екі операциялық айнымалысын оңтайландыру процедурасы. CPU диагностикалық сынақ бағдарламасын орындағанда ROS қисайтылған кернеуі мен уақыт кешігуі өзгертіледі және ROS қателер тудыратын нүктелер графикалық shmoo графигінде қолмен белгіленеді (суретті қараңыз). Сынақтың сәтті өтуі үшін shmoo графигі ең төменгі рұқсат етілген қатесіз аумақты білдіретін тіктөртбұрышты қамтуға жеткілікті үлкен болуы керек. ROS-тың оңтайлы қисайтылған кернеуі мен уақыт кешігуі тіктөртбұрыштың ортасындағы нүктемен көрсетіледі. Кейде shmoo графигінің пішіні күтпеген және ерекше болып келеді, себебін анықтау қиын болғанымен, кейде бұл схеманың бір бөлігіндегі сирек ақауларға байланысты болуы мүмкін. Басқа жағдайларда, бұл электрлік сынақ орнатуының немесе сынақ бағдарламасының нәтижесі болуы мүмкін, әсіресе жарыс жағдайы. Осылайша, shmoo графигі пайдалы сынақ орнатуын тексеру құралы болып табылады. Бұл әдіспен шектесетін нәрсе – құрылғыны ұзақ сынау кезінде қосымша ішкі құрылғының қызуына және деректердің бұрмалануына (графикте кейінірек сынаған жасушалар ертерек сынағандарға қарағанда нашар жұмыс істеуі мүмкін) әкелуі мүмкін. Бұған жол бермеу үшін, shmoo-сынақтан алдын құрылғыны ұқсас жағдайда мұқият сынап алу қажет.
Automated test equipment have traditionally generated a two dimensional, ASCII form of the shmoo plot that uses an "X" to represent functional points and blank space for non functional points. In modern times plots with two colors (e. g. red/green) or even multi colored plots in form of digital spread sheet documents and alike became also common, even if the traditional form is still in use. For testing efficiency sometimes only the border of interest (where a certain value changes its state) is backed up with data in the diagrams thus (often reasonably) assuming the areas outside those transition will stay at those state. If sufficiently wide ranges of the two independent variables were to be tested, a normal shmoo plot would show an operating envelope of some shape not unlike Al Capp's Shmoo, but in practice, this might damage the device under test, and finer grained views are of much more interest, particularly focusing on published component margins (e. g., 5% Vcc). When this is done, the operating envelope typically extends to the border of the plot in one or more directions. One example of such “shmooing” is the procedure for optimising the two operating variables of the Read Only Storage (ROS) in the IBM S/360 Model 65 Central Processing Unit (CPU). While the CPU is running a diagnostic test program the ROS bias voltage and time delay are varied and the points where the ROS generates errors are manually plotted on a graphical shmoo plot (see illustration). To pass the test the shmoo plot must be large enough to contain a rectangle which represents the minimum permissible error free range of bias voltage and time delay. The optimum ROS bias voltage and time delay will be indicated by a point at the centre of the rectangle. Sometimes a shmoo plot has an unusual and surprising shape, and while it is difficult to determine the exact cause, it is sometimes due to some unusual defect (perhaps in only part of a circuit) coupled with otherwise normal operation. In other cases, it might be an artifact of the electrical testing setup or the test program used, in particular a race condition. As such, a shmoo plot can be a useful test setup verification tool. A limitation of the technique is that the extended duration of testing of the device may cause additional internal device heating, resulting in a skewing of the data (later tested cells on the plot may perform worse than earlier ones). One way of avoiding this is to exercise the device thoroughly in a similar manner immediately before the actual shmoo test.