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Manabu Kimura und Stefan Döllinger von Advantest kennen sich mit der virtuellen Cloud-Welt bestens aus: Sie stellten während der Productronica 2013 das CTS vor.
Bild1: Der Cloud-Testing-Service
Bild2: Typische Zielgruppen für Cloud-Testing
Bild3: Das Konzept des Cloud-Testing
Bild4: Test-Pattern eines ausgewählten Funktionaltests (IP)
Bild5: Beispiel eines möglichen Test-Flows mit verschiedenen IP-Blöcken
Bild6: Die verfügbaren Hardware-Stationen
Bild 7: Hardware-Spezifikationen der Cloud-Testing-Station
Bild 8: Abrechnung mit dem Pay-per-Use-Ansatz

Testaufbauten aus Benchtop-Instrumenten sind jedoch mit einem gewissen Aufwand für die Verifizierung der Testaufbauten und hohen Kosten für Oszilloskope, Signalgeneratoren und Analyseprogramme verbunden. Außerdem ergeben sich bei mehreren Entwicklungsteams und/oder Test-Sites oftmals Probleme hinsichtlich der Wartung und Pflege der Testumgebung. Alternativ könnten die Entwickler konventionelle automatische Testsysteme (ATE) einsetzen. Hier müssen die Testzeit auf Basis der Nutzungsdauer des Testsystems bezahlt und die Testprogramme zur Chip-Validierung mit Hilfe von Sprachen wie C++ oder Java erstellt werden. Für kleinere Organisationen ist die Beschaffung eines Testsystems zu teuer und größere Unternehmen geben nur ungern Testzeit für andere Aufgaben frei, da die Tester durch die Validierung der Testprogramme für den Produktionstest und den eigentlichen Produktionstest meist voll ausgelastet sind.

Der Cloud-Testing Service (CTS, Bild 1) von Advantest bietet eine Lösung für dieses Problem. Der Anwender kann sich für den Test-Service registrieren und muss keine teuren Testlösungen mehr kaufen oder leasen. Er kann IP aus der Cloud für den Test und die Charakterisierung des neuen Bausteins herunterladen. Der für die Ausführung der Algorithmen benötigte kompakte Desktop-Tester wird für die gesamte Dauer des abonnierten Services zur Verfügung gestellt. Zusätzlich sind nur Schnittstellenkabel nötig, um den Tester an das Device-Performance-Board anzuschließen.

CTS richtet sich in erster Linie an IC-Entwickler, Forschungs- und Entwicklungsteams, Wissenschaftler und Forschungsinstitute. Zu weiteren denkbaren Anwendungsbereichen gehören die Auswahl und Qualitätsprüfung von ICs bei Distributoren, die Fehlersuche in Modulen bei Rückläufern von Kunden und andere. Diese Lösung eignet sich für beide Enden der Entwicklungskette (Bild 2). Mit diesem Konzept kann der Anwender nun Tool-Sets wie Algorithmen und Testfunktionen, direkt aus der Cloud auf sein Notebook herunterladen und mit Hilfe der CTS-Software-Schnittstelle individuelle Testumgebungen realisieren. Sobald der Test-Flow vollständig ist, kann er auf die tragbare Cloud-Testing-Station übertragen werden, an die dann das zu prüfende Bauteil angeschlossen wird (Bild 3).

Testprogramme erstellen

Als erster Schritt findet der Anwender auf dem CTS-Portal (http://cts-advantest.com/en/) eine detaillierte Beschreibung des Cloud-Testing-Konzepts und der IP-Lizenz sowie den Auswahlassistenten. In einem zweiten Schritt meldet sich der Anwender an und richtet einen Account ein, um die Benutzerhandbücher, die grundlegende Software und ausgewählte IP herunterzuladen. Über die CTS-Anwenderschnittstelle lassen sich die Bedingungen der Bauteiltestumgebung, wie Pin-Definitionen, Art der Messung, und/oder erforderliche Funktionstests (mittels ausgewählter IP-Blöcke) mit eigenen Konfigurations- und Ausführungsbedingungen (Stromversorgung, Pegel, Pattern, Timing, usw.) sowie einen Ablauf für die Testausführung definieren. Hierzu ist keine spezielle Programmiersprache erforderlich (Bild 4). Analysetools wie Pattern-Viewer, Logikanalysator, Oszilloskop oder Shmoo-Tool sind über dedizierte IPs ebenfalls erhältlich. Testbedingungen und Projekte lassen sich aus CSV-Dateien importieren. Eine Anbindung an die EDA-Umgebung wird über STIL Reader/Writer-IPs unterstützt (VCD/eVCD-IPs sind in Entwicklung).

Ein Beispiel für eine mögliche Ablaufdefinition, mit Steuerung eines externen Thermo-Streamers, Simulation der Ausgangsdaten für einen Funktionstest und ein Analysewerkzeug zur Interpretation der Ergebnisse, kombiniert mit verschiedenen Spannungs-, Strom- und Frequenzmessungen, sowie einer DAC-Verifizierung ist in Bild 5 dargestellt:

Überblick über die CTS-Hardware

Für die Ausführung der Testalgorithmen gibt es zwei kompakte Tester mit drei verschiedenen Konfigurationen (Bild 6). Zum Betrieb und zur Steuerung der Cloud-Testing-Station ist nur ein Notebook mit Windows 7( 64 Bit) erforderlich. Zudem muss der Anwender die CT-Lab-Software installieren und die erforderlichen IPs herunterladen. Die tragbare Teststation benötigt keine spezielle Kühlung und kann einfach mit dem Stromnetz verbunden werden. Die integrierten Selbst-Kalibrierungs- und Selbstdiagnose-Programme lassen sich über die CTS-Software aufrufen. Im Falle eines Ausfalls wird das Gerät komplett ersetzt. Die Station kostet den CTS-Abonnenten keine Miete. Nur das Performance-Board ist individuell zu erstellen. Standardsteckverbinder und Kabel sind auf Wunsch erhältlich.

Die CX1000P enthält zwei Stromversorgungen, 32 Ein-/Ausgangs-Kanäle, eine PMU, einen Arbiträr-Signalgenerator (AWG) und einen Digitalisierer (DGT). Außerdem sind zwei Referenz-Spannungsversorgungen, eine Hilfsstromversorgung und 16 Controller-Signale zur Steuerung spezieller Anwendungen enthalten. Die CX1000D enthält acht Stromversorgungen, 128 Ein-/Ausgangs-Kanäle, vier PMUs, vier AWGs und vier DGTs. Wie die CX1000P verfügt auch die CX1000D über die gleichen anwenderspezifischen Steuersignale (Bild 7). Zwei CX1000D-Stationen lassen sich miteinander verbinden, so dass die doppelten Ressourcen, wie 256 Ein/Ausgangs-Kanäle, zur Verfügung stehen.

Eine Frage der Wirtschaftlichkeit

CTS mit der Cloud-Testing Station ist laut Advantest eine recht kosteneffiziente Testlösung und basiert auf einem Pay-per-Use-Ansatz (Bild 8). Die CTS-Station steht während des Abonnements kostenlos zur Verfügung. Zubehör kann über die e-Commerce-Website von CTS bestellt werden. Testverfahren-IP-Blöcke werden auf monatlicher Basis gekauft und abgerechnet. Das Bauteil lässt sich an das Performance-Board anschließen; es kann von Advantest-Partnern oder dem Anwender entwickelt werden.

Tester zum Mieten

Mit Cloud-Testing ergänzt Advantest sein ATE-Portfolio um eine eigene Testlösung für Labore, Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, Universitäten und Fabless-Unternehmen, die sich mit dem Design und der Charakterisierung von IC-Bauteilen befassen. Nach der Markteinführung in Japan und den USA bietet Advantest Europe seit kurzem den CloudTesting-Service auch in Europa an.