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第507章 介面晶片測試

呂辰回到紅星所的時候,已經是下午兩點。

拎著帆布包來到驗證室,門開著,裡面傳來示波器風扇的嗡嗡聲。

第一小隊的六個人正圍在一張實驗臺前。

周建國站在最前面,手裡捏著一根示波器探頭,大張海蹲在穩壓電源旁邊,手指搭在電壓調節旋鈕上,高函站在他身後,手裡拿著一個筆記本,筆尖已經按在了紙面上。

趙保成、孫明樟、羅燕三個人圍在另一側,一人盯著一臺儀器,表情專注,像三尊雕塑。

諸葛彪站在實驗臺的正對面,雙臂交叉抱在胸前,嘴裡叼著一根菸,眼睛盯著穩壓電源上的電流表。

實驗臺上擺著兩個防靜電盒,盒子已經開啟了,裡面整整齊齊碼著晶片。

銀灰色的陶瓷封裝,表面印著白色的絲印字,清晰工整。

這是環網介面控制晶片和星型網路介面晶片,各六十顆,中試線上流片回來,已經完成了初步的引腳連通性檢測和外觀檢查。

“怎麼樣?”

呂辰把帆布包放在牆角的一張椅子上。

諸葛彪把嘴裡那根菸拿下來,側頭看了他一眼,嘴角翹了一下:“外觀檢查全部透過,引腳連通性檢測,環網晶片六十顆全過,星型晶片有一顆內部開路,淘汰了。正要上電。”

周建國把手裡的示波器探頭放下,從實驗臺下面抽出一張表格,遞過來。

呂辰接過表格,掃了一眼。

表格是手繪的,每一顆晶片都有一個編號,從001到060,狀態列裡畫著勾或叉。

環網晶片那一頁,60個勾,整整齊齊。

星型晶片那一頁,59個勾,一個叉。

叉的旁邊用紅筆寫著“引腳13開路”,字跡工整,一望便知。

他把表格還給周建國,走到實驗臺前,拿起一顆環網晶片,翻過來看了看背面。

引腳光亮,排列整齊,間距均勻,鍍金層在燈光下泛著柔和的光澤。

他用拇指輕輕摩挲了一下封裝表面,光滑,平整,沒有毛刺。

“封裝工藝又進步了。”他把晶片放回防靜電盒裡。

諸葛彪點點頭,把那根菸別到耳朵上,彎腰湊近實驗臺:“開始吧。”

周建國把那顆已經透過外觀和連通性檢測的環網晶片從防靜電盒裡取出來,用真空吸筆吸住,小心地放到測試板的晶片插座上。

他用拇指按住晶片頂部,輕輕壓了一下,確認引腳全部卡進插座裡,才鬆開吸筆。

測試板是一塊“掐絲琺琅”電路板,A4紙大小,陶瓷基底,表面佈滿了密密麻麻的銅線走線,像一座微縮的城市。

板子中央是晶片插座,周圍焊著電阻、電容、晶振、撥碼開關、LED指示燈,還有一排排的測試點,每一個測試點旁邊都用鋼筆標著訊號名稱,字跡工工整整。

“電源限流設多少?”大張海蹲在穩壓電源前面,手指搭在限流調節旋鈕上。

諸葛彪想了想:“最大電流的三分之一,先限200毫安。”

大張海把限流旋鈕擰到200mA的位置,又把電壓旋鈕擰到零位,然後抬起頭,看著諸葛彪。

“開始吧。”諸葛彪說。

大張海深吸一口氣,開始緩慢地旋轉電壓調節旋鈕。

穩壓電源上的電壓表指標從0開始緩緩移動,、1V、、2V……

每轉一點,他就停一下,眼睛盯著旁邊的電流表,一動不動。

電流表的指標紋絲不動。

“電流正常,沒有短路。”大張海的聲音在安靜的驗證室裡顯得很清晰。

電壓繼續往上走,、3V、、4V……

電流表依然紋絲不動。

到了的時候,電流表指標輕輕抖了一下,跳到了的位置,然後又穩穩地停住了。

“漏電流0.5毫安。”大張海報了一個數字,高函飛快地在筆記本上記下來。

電壓繼續往上,5V。

這是額定電壓。電流表指標跳到了2mA的位置,穩穩當當。

“靜態電流2毫安,設計值是2.2毫安。”大張海的聲音裡帶著一絲壓不住的興奮,“低於設計值,沒有漏電,沒有短路。”

諸葛彪嘴角的弧度大了一些,但他沒說話,只是點了點頭。

周建國把那顆晶片從插座上拔下來,換了一顆新的。

同樣的流程,從0V慢慢往上加,盯著電流表,記錄靜態電流。

第二顆,。

第三顆,。

第四顆,。

第一小隊的六個人輪流上陣,一顆一顆地測。

每測完一顆,就在表格上記一筆,然後拔下來,換下一顆。

動作越來越熟練,節奏越來越快,但每一個步驟都沒有省略,每一次電壓爬升都小心翼翼,每一次電流讀數都反覆確認。

諸葛彪在旁邊看著,偶爾指點一句。

“慢一點,到3V的時候停一下”

“電流表再看一眼”

“這顆靜態電流偏高,標記一下,回頭複測”。

呂辰站在實驗臺旁邊,點了一根菸,慢慢抽著。

他沒有插手,只是看著。

這些年輕人已經不再是連示波器都不會用的毛頭小子了,他們動作規範,記錄詳實,每一步都心中有數。

測了一個多小時,環網晶片全部測完。

周建國把表格遞過來,呂辰接過去看了一眼。

51顆透過,9顆淘汰。

淘汰的原因各不相同,三顆靜態電流超標,兩顆引腳有微短路,四顆內部邏輯在低壓下就出現異常。

“良率85%。”諸葛彪湊過來看了一眼數字,嘖了一聲,“比上次程式設計機晶片的68%高了不少。”

“工藝成熟了。”呂辰把表格還回去,“星型晶片呢?”

周建國換了一塊測試板。

這塊板子是專門為星型網路介面晶片設計的,比環網晶片的測試板大了一圈,上面多了幾個介面,模擬中央儲存櫃的多埠控制器。

同樣的流程。

上電,爬升,測靜態電流。

第一顆,透過。

第二顆,透過。

第三顆,靜態電流偏大,淘汰。

一顆一顆測下去,到了第四十七顆的時候,周建國的手停了一下。

“這顆……地址譯碼器的輸出不對。”他盯著示波器上的波形,眉頭擰成一個疙瘩。

呂辰走過去,湊到示波器螢幕前。

螢幕上有兩路波形,一路是地址輸入訊號,一路是譯碼器輸出訊號。

地址輸入變化的時候,譯碼器輸出應該跟著變,但螢幕上,譯碼器輸出的波形滯後了將近一微秒,而且幅度明顯偏低。

“驅動能力不足。”呂辰指著那路偏低的波形,“譯碼器後面的負載太重了,拉不上去。”

諸葛彪也湊過來看了一眼,想了想:“設計的時候是按8個門的負載算的,實際佈線的時候可能多接了,或者工藝波動導致驅動能力下降。”

周建國把那顆晶片從插座上拔下來,在表格上打了個叉,在旁邊寫了一行字:“譯碼器輸出驅動不足,輸出幅度偏低,滯後嚴重。”

剩下的十三顆,全部透過。

高函把最終的數字報了一遍:“環網晶片,五十一顆透過,良率85%。星型晶片,四十七顆透過,良率78.3%。”

諸葛彪點了點頭,把耳朵上那根菸取下來,點著了,吸了一口,慢慢吐出來:“還行。比預想的好。”

呂辰看了看錶,已經快四點了。

窗外的陽光從金黃變成了橘紅,斜斜地照進來,在實驗臺上投下一片暖色。

“功能驗證甚麼時候開始?”

諸葛彪彈了彈菸灰:“測試板已經搭好了,隨時可以開始。”

他走到另一張實驗臺前,拍了拍上面那塊板子。

那塊板子比剛才用的測試板大了將近一倍,上面除了晶片插座和測試點,還多了幾個介面,連著旁邊的訊號發生器和六蹤示波器。

示波器的螢幕上有幾道綠色的基線,安靜地平躺著,像幾條沉睡的蛇。

“先測環網晶片。”諸葛彪說著,從透過了靜態測試的那一堆裡挑了一顆,插到測試板上。

周建國走到訊號發生器前面,開始設定引數。

他把輸出訊號設成一組模擬的地址和資料,頻率調得很低,只有幾十千赫,方便用示波器一幀一幀地看。

“地址設成甚麼?”

“先測基本讀寫。”諸葛彪說,“模擬一個寫暫存器操作,地址設成001,資料設成0。”

周建國在訊號發生器上按了幾下,然後按下輸出鍵。

示波器上的波形開始跳動。

呂辰湊到示波器螢幕前,盯著那幾路波形。

地址線、資料線、寫使能、譯碼器輸出、暫存器輸出……

每一路都標著顏色,紅黃藍綠,在黑色的螢幕上安靜地亮著。

地址001的時候,譯碼器輸出端出現了一個乾淨的脈衝,寬度剛好,幅度足。

寫使能訊號到來的時候,暫存器輸出端的資料變成了0,和寫入的一模一樣。

“地址譯碼正確,資料寫入正確。”周建國的聲音很平靜,但嘴角微微翹了一下。

諸葛彪點了點頭:“繼續。讀出來看看。”

周建國改了一下訊號發生器的配置,把寫使能換成讀使能,然後按下輸出鍵。

示波器上,資料線上的波形開始變化。0,清清楚楚,一個位元都不差。

“讀寫正常。”周建國在筆記本上記了一筆。

接下來是地址匹配測試。

他們把晶片的本地節點地址透過撥碼開關設為001,然後用訊號發生器傳送一個目的地址為001的資料包。

示波器上,晶片的“接收”引腳出現了一個乾淨的脈衝。

“地址匹配,接收正常。”周建國記下來。

然後又發了一個目的地址為002的資料包。

這一次,“接收”引腳沒有動靜,“轉發”引腳倒是跳了一下。

“地址不匹配,轉發正常。”周建國又記了一筆。

諸葛彪在旁邊看著,煙已經抽完了,菸蒂掐滅在實驗臺上的一個鐵皮罐頭盒裡。

他雙臂交叉抱在胸前,表情比剛才鬆弛了一些。

“時序測試。”他說。

周建國點點頭,開始調整訊號發生器的頻率。

從幾十千赫往上走,一百千赫、兩百千赫、五百千赫、一兆赫。

每調一次,他就停下來,盯著示波器上的波形看幾秒,確認沒有問題,再往上調。

到了一兆赫的時候,波形的邊緣開始變得有點圓潤了,不像低頻時那麼方方正正,但幅值還夠,時序還對。

“一兆赫,正常。”周建國記了一筆。

諸葛彪想了想:“再往上走走。”

周建國把頻率調到了一點兩兆赫。

這一次,波形的幅值明顯掉了一截,上升沿和下降沿都變緩了,像一個人跑累了在喘氣。

“快到極限了。”呂辰說。

諸葛彪點點頭:“夠了。設計指標就是一兆赫,能跑一點兩兆赫已經有餘量了。”

周建國把頻率調回一兆赫,繼續測下一個專案。

訊號質量測試。

他用示波器的探頭勾住晶片的輸出引腳,螢幕上出現了一串脈衝。

他把波形展開,一格一格地看。

上升沿有多陡,下降沿有多快,過沖有多大,振鈴有幾次,每一個引數都在腦子裡過一遍。

“上升沿20納秒,下降沿18納秒,過沖5%,振鈴兩次後收斂。”他把這些數字報出來,高函飛快地記。

諸葛彪湊過來看了一眼波形,點了點頭:“不錯,訊號質量比上一版好多了。”

呂辰也湊過來看了看。

波形邊緣整齊,過沖很小,振鈴幾乎沒有。

這說明晶片的輸出驅動能力和測試板的阻抗匹配都做得不錯。

第一顆環網晶片的所有測試項都走完了,周建國把它拔下來,換了一顆新的。

同樣的流程,一項一項地測。

第二顆,基本讀寫正常,地址匹配正常,時序正常,但訊號質量差了一些,上升沿到了25納秒。

“標記一下。”諸葛彪說,“這顆用在短距離通訊上沒問題,長距離不行。”

周建國在表格上寫了一行字。

第三顆,基本讀寫正常,但地址匹配測試出了問題。傳送目的地址為001的資料包時,“接收”引腳沒有反應。

“地址譯碼器壞了?”周建國自言自語,拿起示波器探頭開始排查。

他從地址輸入端開始,一級一級往裡測。

地址訊號進了晶片,過了緩衝器,進了譯碼器,譯碼器輸出端沒有脈衝。

“譯碼器壞了。”他下了結論,在表格上打了個叉。

就這樣一顆一顆地測,透過的就放到一邊,淘汰的就放到另一邊。

每一顆淘汰的晶片,周建國都會花時間排查一下原因,記在表格上,然後才拔下來。

測到第二十顆的時候,天色已經暗下來了。

窗外的橘紅色變成了深藍,遠處6305廠的煙囪在暮色中只剩下一個模糊的輪廓。

高函開啟了驗證室的日光燈,白光一下子把整個房間照得通明。

“繼續。”諸葛彪說,絲毫沒有要停的意思。

呂辰走到窗前,點了一根菸,看著窗外的夜色。

遠處,軋鋼廠的燈火已經亮起來了,星星點點的,像另一片星空。

身後,示波器的嗡嗡聲、訊號發生器的滴答聲、周建國報數字的聲音、高函寫字時筆尖劃過紙面的沙沙聲,混在一起,嘈雜而有序。

他抽完一根菸,轉過身,走回實驗臺前。

環網晶片已經測完了42顆,透過了38顆,淘汰了4顆。

淘汰的原因五花八門,地址譯碼器壞了兩顆,資料通路斷了一顆,時序收不攏一顆。

“還剩九顆。”周建國甩了甩手腕,揉了揉眼睛,然後拿起真空吸筆,又吸了一顆晶片放到插座上。

這一次,基本讀寫測試就出了問題。

寫入0,讀出來是0,最後一位始終是0。

“資料位D0對地短路了。”周建國用萬用表量了一下晶片的引腳,確認了故障模式,在表格上打了個叉,在旁邊寫了“D0對地短路”幾個字。

最後九顆測完,又淘汰了兩顆。

一顆是訊號質量太差,上升沿到了40納秒,振鈴嚴重;另一顆是靜態電流超標,比設計值大了將近一倍。

周建國把最終的數字統計出來,遞給諸葛彪:“環網晶片,51顆測完,透過40顆,淘汰11顆。透過率78.4%。”

諸葛彪接過表格看了一眼,點了點頭,然後把表格遞給呂辰。

呂辰掃了一眼,數字比他預想的要好。

這些晶片是第一次流片,而且邏輯設計是在其他單位用標準單元庫搭的,版圖是紅星所畫的,中試線是第一次跑這種複雜度的晶片。

78.4%的透過率,說明設計是成功的,工藝是成熟的,團隊是有能力的。

諸葛彪看了看錶,已經快七點了:“今天來不及了,星型晶片明天再測。”

“行。”呂辰把表格放在實驗臺上,“明天一早繼續。環境與壓力測試的安排呢?”

諸葛彪從實驗臺下面抽出一張紙,上面寫著密密麻麻的安排。

連續執行測試、電源拉偏、溫度測試、電磁干擾測試,每一項都寫了測試方法、持續時間、責任人、複核人。

“七十二小時連續執行,從明天晚上開始,三班倒,每人盯八小時。”諸葛彪指著紙上的一行字,“電源拉偏,從到,每一個檔位,測功能和時序。溫度測試,用熱風槍從25度加熱到85度,每10度測一次,記錄時序變化。電磁干擾測試,在實驗室裡用電機和繼電器產生強電磁場,看晶片會不會宕機或亂碼。”

呂辰一條一條地看下去,每一條都寫得很清楚,測試方法、判定標準、記錄要求,一應俱全。

“好。”他把紙還給諸葛彪,“第二小隊的系統級聯調甚麼時候開始?”

“明天下午。”諸葛彪說,“等星型晶片的功能驗證走完,就把兩塊板子搭起來,先測雙機通訊,再測三機環網,最後接儲存機櫃模擬器。”

呂辰點了點頭,轉身看向第一小隊的六個人。

周建國正趴在實驗臺上整理測試資料,大張海在收拾穩壓電源的線纜,高函在核對筆記本上的記錄,趙保成、孫明樟、羅燕三個人在把透過測試的晶片從測試板上拔下來,一顆一顆地放回防靜電盒裡,每一個盒子上都貼著標籤,寫著晶片型號、編號、測試日期、測試人員簽名。

“今天辛苦大家了。”呂辰說,“回去好好休息,明天還有硬仗。”

周建國抬起頭,笑了笑:“不辛苦,呂工。這比畫版圖有意思多了,畫版圖的時候不知道晶片能不能用,現在看著它跑起來,心裡踏實。”

其他幾個人也笑了,笑聲不大,但很實在。

回到家的時候,其他人都不在。

婁曉娥抱著小呂曉在堂屋裡坐著,小傢伙已經睡著了,小臉紅撲撲的,嘴巴微微張著。

“他們呢?”

“去趙四海師父家了,吃了沒?”

“還沒。”

“鍋裡給你留著飯,自己去盛。”

呂辰走進廚房,揭開鍋蓋,裡面溫著一碗米飯、一盤紅燒肉、一碗白菜豆腐湯。

他把飯菜端到堂屋,坐在婁曉娥旁邊,大口吃起來。

婁曉娥低頭看著懷裡的小呂曉,用手指輕輕摸了摸他的臉。

小傢伙動了動嘴,繼續睡。

吃完飯,呂辰收拾了碗筷,正準備去洗碗,院門被敲響了。

婁曉娥去開門,門口站著劉大姐,軋鋼廠婦聯的,四十多歲,圓臉,燙著短捲髮,說話嗓門大,走路帶風。

“劉大姐,您怎麼來了?”婁曉娥把她讓進來。

劉大姐走進堂屋,看見呂辰,笑了。

“呂工也在?正好,有個事跟你們商量。”

她從挎包裡掏出一份檔案,放在桌上。

“這不是暑假快到了嘛,婦聯想組織廠裡的子弟,搞一個愛國衛生行動。滅蝨、婦幼保健、職工理療、衛生宣傳,這幾個方面。”

她看著呂辰:“雨水是學醫的,又是咱們廠的子弟,我們想請她牽頭,再叫上她的同學,一起搞這個活動。廠裡出場地、出物資,婦聯組織協調。”

呂辰想了想,說:“這是好事,我支援。但我要先問問雨水,看她願不願意。”

劉大姐笑了:“應該的應該的。你幫我問問,明天給我回話。”

劉大姐走後,呂辰點了一根菸,慢慢抽著。

婁曉娥問道:“你讓雨水去參加這個活動,不光是搞衛生吧?”

呂辰笑道:“雨水是學醫的,但光有書本知識不夠,有些東西,書本上學不到。”

婁曉娥道:“馬上就要大四了啊,得考慮工作了。”

呂辰把小呂曉接過來:“知我者,夫人也!”

婁曉娥白了他一眼,沒再說話。

晚上雨水從學校回來,呂辰把劉大姐的提議告訴她。

雨水想了想,說:“表哥,我同意,不過,我想帶著同學們做一些調查。”

“甚麼調查?”

“軋鋼廠的工人,長期在高溫、粉塵、噪音環境下工作,他們的身體狀況怎麼樣?有甚麼常見病?這些資料,對預防和治療很有價值。”

呂辰看著她,目光裡有一種欣慰。

“你這個想法很好。去做,我支援你。”

雨水笑了,笑得眼睛彎成月牙。

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