Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Устройство для проверки микросхем промышленного оборудования

Содержание:

Аннотация…………………………………………………………………………………………….. 4

Список используемых
сокращений………………………………………………………….. 5

Введение……………………………………………………………………………………………….. 6

1 Теоретическая часть…………………………………………………………………………….. 8

1.1 Актуальность темы…………………………………………………………………………. 8

1.2 Способы проверки
микросхем…………………………………………………………. 9

1.3 Обзор существующих
устройств……………………………………………………. 12

1.3.1 Активный
сигнатурный анализатор…………………………………………… 12

1.3.2 Испытатель
цифровых интегральных схем LEAPER-1………………… 15

1.3.3 Прибор для
контроля работы микросхем………………………………….. 16

1.3.4 Тестер для
логических микросхем…………………………………………….. 18

1.4 Постановка задачи………………………………………………………………………… 20

2 Практическая часть……………………………………………………………………………. 22

2.1 Разработка
структурной схемы……………………………………………………… 22

2.2 Разработка
алгоритма работы……………………………………………………….. 23

2.3 Разработка
принципиальной схемы……………………………………………….. 25

2.3.1 Выбор микроконтроллера………………………………………………………… 25

2.3.2 Выбор устройства
отображения………………………………………………… 32

2.3.3 Описание
устройства сопряжения……………………………………………… 33

2.3.4 Выбор блока
питания……………………………………………………………….. 34

2.3.5 Описание пульта
управления…………………………………………………….. 36

2.4 Разработка
программного обеспечения………………………………………….. 36

2.4.1 Создание тестов……………………………………………………………………….. 36

2.4.2 Описание основных
функций программного обеспечения…………… 40

2.4.3 Тестирование
программы…………………………………………………………. 43

3 Экономическая часть…………………………………………………………………………. 46

3.1 Организация и
планирование работ по теме……………………………………. 46

3.2 Расчёт стоимости
проведения работ……………………………………………….. 48

Заключение………………………………………………………………………………………….. 54

Список использованных
источников……………………………………………………… 55

Приложение А……………………………………………………………………………………… 57

Введение:

Решение задачи тестирования (проверка исправности, проверка
функционирования) любых логических элементов (микросхем) требует решения двух
подзадач:

— регистрация выходных реакций тестируемой схемы на
соответствующие входные воздействия;

— генерация подаваемых на входы тес­тируемых схем
соответствующих тестовых наборов (вход­ных последовательностей, входных
векторов), ориентирован­ных на выявления определенного класса неисправностей
тестируемой логической схемы.

Первая из перечисленных задач может решаться раз­личными
способами, например, используя сигна­турный метод. Данный метод позволяет с
исключительно высокой точностью представлять двоичные последовательности (дво­ичные
реакции, двоичные векторы) практически произволь­ной размерности короткими
фиксированными двоичными (14, 16, 20, 24 бит, в зависимости от типа микросхемы)
словами, которые для удобства восприятия оператором отображаются на устройстве
отображения информации в определенном виде.

Вторая
из перечисленных подзадач — генерация тесто­вых входных последовательностей
также может решаться различными способами. Обычно для тестирования микросхем в
корпусах с числом выводов не более 20-24 используется идеология тривиальных
тестов (тесты полного перебора всех возможных входных воздействий) для
микросхем комбинационного типа и идеология псевдотривиальных тестов (тесты
полного перебора воздействий всех элементарных функциональных операторов) для
микросхем последовательного типа.

В современном мире решение задачи тестирования может быть
реализовано как с помощью ИМС, так и с помощью микропроцессорной техники.

Целью выпускной работы является проектирование архитектуры,
разработка алгоритмов работы и реализация устройства для проверки микросхем
промышленного оборудования.

Установленная цель обуславливает следующие задачи:

— проведение анализа задач устройства и способов их решения;

— определение архитектуры и обобщенной структуры устройства;

— обоснование и выбор средств реализации устройства;

— проектирование структурных составляющих и алгоритмов
работы устройства;

— проектирование программного обеспечения устройства.

Объектом исследования является устройство для проверки
микросхем промышленного оборудования.

Предметом исследования является использование современных
технологий для автоматизации процесса проверки микросхем.

Заключение:

В выпускной квалификационной работе разрабатывалось устройство
для проверки микросхем промышленного оборудования. Данное устройство позволяет
проводить диагностику микросхем с количеством выводов 14,16,20, 24 и определять
неисправные микросхемы. Устройство предназначено для использования на
производстве, в ремонтных мастерских и в быту.

В процессе выполнения 
работы были рассмотрены способы проверки микросхем и существующие
устройства. Также была разработана структурная схема устройства, его алгоритм
работы. На основании этих данных была выбрана элементная база, разработана
принципиальная схема и написана программа управления. Разработка осуществлена
на одной из самых современных платформ – Arduino. Поскольку в данном случае
необходимо было большое количество выводов микроконтроллера, то была выбрана
плата Arduino Mega 2560.

Также в работе проведен расчёт стоимости проведения проектных
работ.

Результатом
выполнения работы стало устройство для проверки микросхем промышленного
оборудования с программой, готовое к внедрению.

Фрагмент текста работы:

1 Теоретическая часть

1.1 Актуальность темы

Заводы и предприятия,
выпускающие радиодетали (и в частности — микросхемы), после изготовления, но до
отправки готовой продукции на склад, подвергают их контролю на
работоспособность, а также соответствие техническим условиям и параметрам ГОСТ’а.
Однако радиодетали, даже прошедшие ОТК на заводе-изготовителе, имеют некоторый
процент отказа в процессе транспортировки, монтажа или эксплуатации, что влечет
за собой дополнительные затраты рабочего времени и средств для их выявления и
замены (причем большую часть времени занимает именно выявление неисправных
деталей).

Особенно важна 100%
исправность комплектующих деталей при сборке ответственных узлов управляющих
систем, когда неисправность какой-либо одной детали может повлечь за собой
выход из строя других деталей, узлов, а возможно, и всего комплекса в целом.

Для обеспечения полной
уверенности в работоспособности той или иной радиодетали, необходимо проверять
ее на исправность непосредственно перед сборкой узла или изделия (“входной
контроль” на заводах и предприятиях, занимающихся производством
радиоэлектронных устройств). Если большинство радиодеталей можно проверить
обычным омметром (как, например, резисторы или диоды), то для проверки
интегральной микросхемы (ИМС) требуется гораздо больший ассортимент
оборудования.

При проверке исправности
микросхем нужно подавать разные комбинации сигналов на все входы микросхемы в
соответствии с ее назначением, а затем анализировать сигналы, поступающие на
выходы микросхемы. Данную процедуру проводить с помощью тестера или
осцилолографа проблематично, потому что количество входов и выходв микросхемы
достаточно большое.

В этом плане хорошую помощь
могло бы оказать устройство, позволяющее оперативно проверять работоспособность
ИМС, с возможностью проверки как новых (подготовленных для монтажа), так и уже
демонтированных из платы микросхем. Очень удобна проверка микросхем, для
которых конструктивно на плате изделия предусмотрены колодки. Это позволяет
производить достаточно быструю проверку радиодетали, сведя риск ее выхода из
строя к минимуму, поскольку в этом случае полностью исключается ее нагрев и
различные механические повреждения при монтаже/демонтаже.

Таким образом, возникает
необходимость разработки устройства проверки микросхем с помощью микропроцессорной
техники. Это позволит подавать на входы микросхемы любую комбинацию сигналов, а
с выходов микросхемы снимать любое количество данных, анализировать их с
помощью микропроцессорного устройства, сравнивать с заданными тестовыми
комбинациями и делать вывод о работоспособности тестируемой ИМС.