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Étude des CorrélationsÉtude des Corrélations
entre Paramètres Statiques et Dynamiquesentre Paramètres Statiques et Dynamiques
des des Convertisseurs AnalogiqueConvertisseurs Analogique--NumériqueNumérique
en vue d’optimiser leur Flot de Testen vue d’optimiser leur Flot de Test
Mariane ComteMariane Comte
11 juillet 2003
Introduction et objectif
Influence d’une erreur statique
sur les paramètres dynamiques mesurés
Efficacité de détection de tests dynamiques
Conclusion et perspectives
Introduction et objectif
Influence d’une erreur statique
sur les paramètres dynamiques mesurés
Efficacité de détection de tests dynamiques
Conclusion et perspectives
Plan2
Introduction
Coût relatif des circuits mixtesCoût relatif des circuits mixtes**
3
* G.M. Roberts
1970 - 1990
ConceptionConception& fabrication& fabrication
TestTestnumériquenumérique
TestTestanalogiqueanalogique
2015
TestTestnumériquenumérique
Test analogiqueTest analogique
ConceptionConception& fabrication& fabrication
2003
ConceptionConception& fabrication& fabrication
TestTestanalogiqueanalogique
TestTestnumériquenumérique
BlocBlocnumériquenumérique
Circuit intégré mixte
Test fonctionnelTest fonctionnelNombreux paramètresNombreux paramètresEquipement réduitEquipement réduit
CCAANN
Introduction
Test des circuits mixtesTest des circuits mixtes
Signalnumérique
Signalanalogique
Test orienté défautsTest orienté défauts•• Conception en Vue du TestConception en Vue du Test•• Test intégré (BIST)Test intégré (BIST)
BlocBlocnumériquenumérique
BlocBlocanalogiqueanalogique
4
CCAANN
Introduction
Conversion Analogique Conversion Analogique -- NumériqueNumérique
Signal analogique
d’entrée
0 1
11
1 0
1 1
11
1 0
1 0
00
0 1
0 0
00
0 0
Temps
Code
Téch
A1A2A3A4A5A6A7A8
Quantification
000001010011100101110111
& CodageSignal
numériquede sortie
CANCAN
Echantillonnagetemporel
TéchTemps
Ampl
itude
n bits
Fonction de transfert
5
Introduction
Fonction de transfert d’un CANFonction de transfert d’un CAN
Droite Idéale
6
Entrée analogique
Sort
ie n
um
ériq
ue
000
001
010
011
100
101
110
111
PE
PE : Pleine Échelle de conversion
VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 VT7
LSB =LSB =PEPE
22nn
Introduction
Environnement usuel de test des CANEnvironnement usuel de test des CAN**
n bits
Sortienumérique
01
011
001
00
10 …
Stimulusanalogique Processeur
numérique(DSP)
Générateur de signaux
ParamètresParamètresfonctionnels fonctionnels
du CANdu CAN
Synchronisation
7
CANCANCAN
* M. Mahoney
CANCANCANRéponse
numériqueStimulus
analogique
Introduction
Paramètres statiquesParamètres statiques Paramètres dynamiquesParamètres dynamiques
Paramètres fonctionnels des CANParamètres fonctionnels des CAN
8
Introduction
Fonctionde transfert
idéale
Entrée analogique
Sort
ie n
umér
ique
Paramètres statiquesParamètres statiques
9
Erreur d’offsetErreur d’offset
Entrée analogique
Sort
ie n
umér
ique
idéale
avec erreur
Erreur de gainErreur de gain
Entrée analogique
Sort
ie n
umér
ique
idéale
avec erreur
NonNon--linéaritélinéarité
Entrée analogique
Sort
ie n
umér
ique
idéale
avec erreur
• Différentielle (NLD)• Intégrale (NLI)
Introduction
Paramètres dynamiquesParamètres dynamiques
Mod
ule
(dB)
fe 2.fe 3.fe 4.fe 5.fe 6.feFréquence
Transforméede Fourier
10
SINADSINAD(Signal-to-Noise
And Distortion ratio)
2.fe 3.fe4.fe5.fe 6.fe Fréq.
Mod
ule
(dB)
fe
Mod
ule
(dB)
Fréq. 2.fe 3.fe4.fe5.fe 6.fe
Mod
ule
(dB)
Fréq.
THDTHD(Total Harmonic Distortion)
fe
Mod
ule
(dB)
Fréq.M
odul
e (d
B)
Fréq.
SFDRSFDR(Spurious Free
Dynamic Range)
fe
Mod
ule
(dB)
Fréq.
Introduction
Paramètres statiquesParamètres statiques Paramètres dynamiquesParamètres dynamiques• SINAD• SFDR• THD
• Erreur d’offset• Erreur de gain• Non-linéarité (NLD, NLI)
Évaluation des paramètres fonctionnelsÉvaluation des paramètres fonctionnels
Test par histogrammeTest par histogramme
Code i
Nombre d’apparitions
H(i)
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Fréquence
Module(dB)
11
Temps de testRessources matérielles��������
ObjectifsObjectifs ::Réduire le temps de testPréserver son efficacité
Objectif
Flot de test classique des CANFlot de test classique des CAN
12To
léra
nce
sTo
léra
nce
sst
atiq
ues
stat
iqu
es
FautifsFautifs
Sains : SSains : SSS
���
FFSS
FautifsFautifs
Sains : SSains : SDD
FFDD ��� �
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Analyse spectraleAnalyse spectraleParamètresdynamiques
Test par histogrammeTest par histogramme
Paramètresstatiques
CAN globalement sainsSSDD ∩∩∩∩∩∩∩∩ SSSS
���
� ���
CAN à tester
? ?
??
??
?
??
??
? ??
Cahierdes
charges
CANCANCANRéponse
numériqueStimulus
analogique
Objectif13
Paramètres fonctionnels des CANParamètres fonctionnels des CAN
Paramètres statiquesParamètres statiques Paramètres dynamiquesParamètres dynamiques
���� Temps de test
���� Ressources matérielles
���� Perte des informations temporelles
☺☺☺☺ Information locale et globale
���� Temps de test
���� Ressources matérielles
���� Perte des informations temporelles
☺☺☺☺ Information locale et globale
Paramètres statiquesParamètres statiques
Objectif
Choix de la procédure de testChoix de la procédure de test
Test par histogramme Analyse spectraleNombre
d’apparitionsH(i)
Code i Fréquence
Module(dB)
☺☺☺☺ Temps de test
☺☺☺☺ Ressources matérielles
☺☺☺☺ Dualité temps-fréquence
���� Information globale seulement
☺☺☺☺ Temps de test
☺☺☺☺ Ressources matérielles
☺☺☺☺ Dualité temps-fréquence
���� Information globale seulement
Paramètres dynamiquesParamètres dynamiques
14
CANCANCAN xxyy
Objectif
Solutions proposées dans la littératureSolutions proposées dans la littérature**
I. Étude analytique
Transforméede Fourier
Fréquence
Module(dB)
Stimulussinusoïdal
pur
y(y(x(t)x(t)))
= a0 + a1.[Ae.cos(ω.t+ϕ)]+ a2.[Ae.cos(ω.t+ϕ)]² +…
TF{TF{y(y(x(t)x(t)))}}
= TF{a0 + a1.[Ae.cos(ω.t+ϕ)]+ a2.[Ae.cos(ω.t+ϕ)]² +…}
x(t)x(t)
x(t)= Ae.cos(ω.t+ϕ)
Temps
Ampl
.
* Janssen 1999,Bellan 2000,Janik 2003,Attivissimo 2002.
15
y(x)y(x)
y(x) = a0 + a1.x + a2.x2 +…
Modélisation polynomialeModélisation polynomiale
CANCANCANyy
xx
= α0 + α1.cos(ω.t) + β1.sin(ω.t)+ α2.cos(2ω.t) + β2.sin(2ω.t) +…
Relation analytiqueRelation analytiquecoefficientscoefficients
polynomiauxpolynomiaux⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔coefficientscoefficientsde Fourierde Fourier
Objectif
Solutions proposées dans la littératureSolutions proposées dans la littérature
☺☺☺☺☺☺☺☺ CaractérisationCaractérisation = = mesuremesure des valeurs des paramètresdes valeurs des paramètres
CANCANCAN Transforméede Fourier
16
ParamètresParamètresdynamiquesdynamiques
Coefficientsde la fonctionde transfertpolynomiale
ParamètresParamètresstatiquesstatiques
xx
yy
�������� Limitations de la modélisation polynomiale :Limitations de la modélisation polynomiale :
II. Mise en œuvre
�������� Temps et ressources de calculTemps et ressources de calcul
Fréq.
dB
•• précision pour les faibles résolutionsprécision pour les faibles résolutions (bruit de quantification négligé)(bruit de quantification négligé)•• cas de saturation dans la cas de saturation dans la plage analogiqueplage analogique
xx
yy
•• inapplicable à certaines architecturesinapplicable à certaines architectures
xx
yy
Objectif
Influence
Paramètres statiquesParamètres statiques Paramètres dynamiquesParamètres dynamiques
Détection ?
I. Détectabilité ?
17
Approche adoptéeApproche adoptée
Test Test = = détectiondétection des circuits fautifs des circuits fautifs (hors tolérances)(hors tolérances)
Efficacité statistique d’une analyse spectrale à détecter les circuits fautifs ?
II. Tauxde détection ?
Plan
Introduction et objectif
Influence d’une erreur statique
sur les paramètres dynamiques mesurés
Efficacité de détection de tests dynamiques
Conclusion et perspectives
18
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
Modèle d’environnement de testModèle d’environnement de test
Évaluation des paramètres dynamiquesÉvaluation des paramètres dynamiques
Processeurn bits
CANCANCANGénérateur
Erreurs statiquesErreurs statiques• Offset• Gain• NL
Conditions de testConditions de test• Nombre d’échantillons N• Nombre de périodes M• Amplitude du signal Ae Analyse spectraleAnalyse spectrale
19
Préliminaire : Influence des conditions de testPréliminaire : Influence des conditions de test
Durée d’acquisition pour le testDurée d’acquisition pour le test• N échantillons• M périodes
Pas d’influencePas d’influence
Signal analogiqueSignal analogique
• amplitude Ae
InfluenceInfluence
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
20
temps
amplitude
stimulusanalogique
CANCAN DSP
Ain>PE
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
Préliminaire : Influence des conditions de testPréliminaire : Influence des conditions de test
21
n = 6 bits
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
PEAinPEAinPEAin
Évaluation des paramètres dynamiquesÉvaluation des paramètres dynamiques
Processeurn bits
CANCANCANGénérateur
Erreurs statiquesErreurs statiques• Offset• Gain• NL
Conditions de testConditions de test• Nombre d’échantillons N• Nombre de périodes M• Amplitude du signal Ae Analyse spectraleAnalyse spectrale
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
0
0
0
22
Étude de l’influence d’une erreur statiqueÉtude de l’influence d’une erreur statique
Déviationdu paramètredynamique
Erreur statique
Amplitude du stimulus
n=8
PE-4 PE PE+4Ae43.6 49.7 41.9SINAD
-48.5 -68.9 -45.5THD
Offset
n = 6 bits
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
23
Influence d’une erreur d’offset sur le SINADInfluence d’une erreur d’offset sur le SINAD
Référence à offset nul ⇒⇒⇒⇒ normalisation
Notion de déviation relative due à l’offset��������
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
24
Influence monotone ⇒⇒⇒⇒ meilleure détectionmeilleures conditions pour Ae>PE
Influence d’une erreur d’offset sur le SINADInfluence d’une erreur d’offset sur le SINAD
Seuils de détection
n = 6 bits
n = 6 bits
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
25
Influence d’une erreur d’offsetInfluence d’une erreur d’offsetSINAD SFDR THD
n = 12 bits SINAD SFDR THD
SINAD SFDR THD
SINAD SFDR THD
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
26
Influence d’une erreur de gain et d’une NLIInfluence d’une erreur de gain et d’une NLIGain
NLI
n = 8 bits
Influence d’une erreur statiquesur les paramètres dynamiques mesurés
n=6 bits n=8 bits n=10 bits n=12 bits AePE AePE AePE AePE
Offset (LSB) 2,2 0,6 2,3 0,5 2,2 0,5 2,2 0,4
Gain (LSB) 2,3 0,2 2,2 0,2 2,2 0,2 2,2 0,2
NLI (LSB) 0,2 0,6 0,2 0,3 0,1 0,2 0,1 0,1
0,60,6
0,20,2
0,50,5
0,20,2
0,50,5
0,20,2
0,40,4
0,20,2
Détection des erreurs d’offset & de gain
0,20,2 0,20,2 0,10,1 0,10,1
Détection des erreurs de linéarité intégraleDétection possible
Seuils de détection d’une erreur statiqueSeuils de détection d’une erreur statique
27
Plan
Introduction et objectif
Influence d’une erreur statique
sur les paramètres dynamiques mesurés
Efficacité de détection de tests dynamiques
Conclusion et perspectives
28
ProcédureProcédured’analyse spectraled’analyse spectrale
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
CAN
Sains
Fautifs
Cahier des
charges
Efficacité de détection de tests dynamiques
Vers un flot de test exclusivement spectralVers un flot de test exclusivement spectral
??���
��� �
FFDD’’
≅≅≅≅≅≅≅≅ FFD D ∪∪∪∪∪∪∪∪ FFSS
���
� ���SSDD’’
≅≅≅≅≅≅≅≅ SSDD ∩∩∩∩∩∩∩∩ SSSS
Tolérancesstatiques
SSSS
SSDD
Tolérancesdynamiques
Analyse spectraleAnalyse spectrale
TestTestpar histogrammepar histogramme
SSDD ∩∩∩∩∩∩∩∩ SSSS�
��� �
��
CAN
���
FFSS
FFDD ��� �
29
Cahier des
charges
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFDD
Sains : Sains : SSDD
Efficacité de détection de tests dynamiques
Principe d’évaluation de l’efficacité de détectionPrincipe d’évaluation de l’efficacité de détection
30
EfficacitéEfficacitéd’une analyse spectraled’une analyse spectrale
Capacité à détecterCapacité à détecterles erreurs statiquesles erreurs statiques
CAN
?
??
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
CANCAN
Cahier des
charges
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFDD
Sains : Sains : SSDD
Efficacité de détection de tests dynamiques
SSDD
FD
CAN FautifsCAN Fautifs(test dynamique)(test dynamique)
CAN Sains CAN Sains (test dynamique)(test dynamique)
�
��
�
�?
?
??
?
?
?
?
?
CANCAN
30
CAN
Principe d’évaluation de l’efficacité de détectionPrincipe d’évaluation de l’efficacité de détection
Cahier des
charges
EfficacitéEfficacitéd’une analyse spectraled’une analyse spectrale
Capacité à détecterCapacité à détecterles erreurs statiquesles erreurs statiques
Efficacité de détection de tests dynamiques
CAN FautifsCAN Fautifs(test statique)(test statique)
FD
CAN FautifsCAN Fautifs(test dynamique)(test dynamique)
FS��
�
��
�
�?
?
??
?
?
?
Test parTest parhistogrammehistogramme
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
stat
iqu
esst
atiq
ues
Fautifs : Fautifs : FFSS
Sains : Sains : SSSS
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFDD
Sains : Sains : SSDD
30
CAN
Principe d’évaluation de l’efficacité de détectionPrincipe d’évaluation de l’efficacité de détection
Cahier des
charges
EfficacitéEfficacitéd’une analyse spectraled’une analyse spectrale
Capacité à détecterCapacité à détecterles erreurs statiquesles erreurs statiques
Test parTest parhistogrammehistogramme
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
stat
iqu
esst
atiq
ues
Fautifs : Fautifs : FFSS
Sains : Sains : SSSS
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFDD
Sains : Sains : SSDD
Efficacité de détection de tests dynamiques
CANglobalement
sains
CAN FautifsCAN Fautifs(test statique)(test statique)
CAN FautifsCAN Fautifs(test dynamique)(test dynamique)
FS
�
�
��
�
�
�
�
��
���
�
CAN
30
SSDD ∩∩∩∩ SSSS
Principe d’évaluation de l’efficacité de détectionPrincipe d’évaluation de l’efficacité de détection
Cahier des
charges
EfficacitéEfficacitéd’une analyse spectraled’une analyse spectrale
Capacité à détecterCapacité à détecterles erreurs statiquesles erreurs statiques
FD
Efficacité de détection de tests dynamiques
CAN FautifsCAN Fautifs(test statique)(test statique)
FS
�
�
��
�
�
�
CAN
FFS S ∩∩∩∩∩∩∩∩ FFDD
�
���
�
��
)(F
)F(F
S
DS
nn ∩=ξξξξ
30
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFDD
Sains : Sains : SSDDSSDD ∩∩∩∩ SSSS
Principe d’évaluation de l’efficacité de détectionPrincipe d’évaluation de l’efficacité de détection
Cahier des
charges
EfficacitéEfficacitéd’une analyse spectraled’une analyse spectrale
Capacité à détecterCapacité à détecterles erreurs statiquesles erreurs statiques
CAN FautifsCAN Fautifs(test dynamique)(test dynamique)
FD
CAN FautifsCAN Fautifs(test statique)(test statique) FFS S ∩∩∩∩∩∩∩∩ FFD1D1
CAN
FFSS
�
�
�
�
��
�
��
���
�
�
Efficacité de détection de tests dynamiques
Amélioration de l’efficacité de détectionAmélioration de l’efficacité de détection
31
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFD1D1
Sains : Sains : SSD1D1SSD1D1 ∩∩∩∩ SSSS
FFD1D1
Cahier des
charges
CAN FautifsCAN Fautifs(1(1erer test dynamique)test dynamique)
CAN FautifsCAN Fautifs(test statique)(test statique) FFS S ∩∩∩∩∩∩∩∩ FFD1D1
CAN
FFSS
SSD1D1 ∩∩∩∩ SSSS
CAN FautifsCAN Fautifs(1(1erer test dynamique)test dynamique)
Efficacité de détection de tests dynamiques
CAN FautifsCAN Fautifs(2(2ndnd test test
dynamique)dynamique)
�������� Procédure d’analyse complémentaireProcédure d’analyse complémentaire
31
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFD1D1
Sains : Sains : SSD1D1
Amélioration de l’efficacité de détectionAmélioration de l’efficacité de détection
AnalyseAnalyseadditionnelleadditionnelle
Fautifs : Fautifs : FFD2D2
Sains : Sains : SSD2D2
Cahier des
charges
�
�
�
�
��
�
��
���
�
�
Efficacité de détection de tests dynamiques
LimitesLimitesdede
tolérancetolérancedéduitesdéduites
FFSS
CAN
�
�
�
�
��
�
��
���
�
�
31
SSD1D1 ∩∩∩∩ SSSSCAN FautifsCAN Fautifs
(2(2ndnd test test dynamique)dynamique)
Amélioration de l’efficacité de détectionAmélioration de l’efficacité de détection
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFD1D1
Sains : Sains : SSD1D1
Cahier des
charges
AnalyseAnalyseadditionnelleadditionnelle
Fautifs : Fautifs : FFD2D2
Sains : Sains : SSD2D2
�������� Procédure d’analyse complémentaireProcédure d’analyse complémentaire
CAN FautifsCAN Fautifs(test statique)(test statique) FFS S ∩∩∩∩∩∩∩∩ FFD1D1
CAN FautifsCAN Fautifs(1(1erer test dynamique)test dynamique)
)(F
)F(F
S
DS
nn ∩=ξξξξ
Efficacité de détection de tests dynamiques
FFSS
CAN
�
�
�
�
��
�
��
���
�
�
31
SSD1D1 ∩∩∩∩ SSSS
Amélioration de l’efficacité de détectionAmélioration de l’efficacité de détection
LimitesLimitesdede
tolérancetolérancedéduitesdéduites
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectrale
Tolé
ran
ces
Tolé
ran
ces
dyna
miq
ues
dyna
miq
ues
Fautifs : Fautifs : FFD1D1
Sains : Sains : SSD1D1
AnalyseAnalyseadditionnelleadditionnelle
Fautifs : Fautifs : FFD2D2
Sains : Sains : SSD2D2
Cahier des
charges
�������� Procédure d’analyse complémentaireProcédure d’analyse complémentaire
CAN FautifsCAN Fautifs(test statique)(test statique) FFS S ∩∩∩∩∩∩∩∩ FFDD
CAN FautifsCAN Fautifs(1(1erer test dynamique)test dynamique)
Efficacité de détection de tests dynamiques
Évaluation statistique de l’efficacitéÉvaluation statistique de l’efficacité
32
Évaluation des paramètres dynamiquesÉvaluation des paramètres dynamiques
Processeurn bits
CANCANCANGénérateur
Erreurs statiquesErreurs statiques• Offset• Gain• NL
Conditions de testConditions de test• Nombre d’échantillons N• Nombre de périodes M• Amplitude du signal Ae
n=6
PE-4 PE PE+4Ae2.2 1.5 0.6Val_min
SINAD SINAD THDPar_dyn
Offset
Gain
OffsetNL
ProcédureProcédured’analysed’analysespectralespectrale
++ ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ EfficacitEfficacitéé ξξξξξξξξCahier
des charges
Efficacité de détection de tests dynamiques
CAN8 bitsCAN8 bits
Offset
Gain
NLI
PopulationPopulationde CANde CAN
Évaluation statistique de l’efficacitéÉvaluation statistique de l’efficacité
33
AnalyseAnalysespectralespectraleclassiqueclassique
Analyse spectraleAnalyse spectrale
CANCAN
Offset
Gain
NLI
Efficacité de détection de tests dynamiques
CAN SainsCAN Sains((test statique)test statique)
SSSS
Analyse spectraleAnalyse spectrale
33
PopulationPopulationde CANde CAN
CANCANCahier
des charges Évaluation statistique de l’efficacitéÉvaluation statistique de l’efficacité CAN8 bits
CAN8 bits
Offset max. = ± 2 LSBGain max. = ± 1 LSBNLI max. = ± 1 LSB
SainsSainsstatiquesstatiques
Cahier des
charges
Offset
Gain
NLI
Efficacité de détection de tests dynamiques
CAN SainsCAN Sains((test statique)test statique)
Offset max. = ± 2 LSBGain max. = ± 1 LSBNLI max. = ± 1 LSB
FFDD
CAN FautifsCAN Fautifs(test dynamique)(test dynamique)
33
PopulationPopulationde CANde CAN
Évaluation statistique de l’efficacitéÉvaluation statistique de l’efficacitéAnalyse spectraleAnalyse spectrale
CANCAN CAN8 bitsCAN8 bits
SINAD min. = 48 dBSFDR max. = -55 dBTHD max. = -55 dB
Cahier des
charges
SainsSainsstatiquesstatiques
Cahier des
charges
Efficacité de détection de tests dynamiques
FFD1D1
SSD1D1
AnalyseAnalyseadditionnelleadditionnelle
Tous les CAN SainsTous les CAN Sains(1(1erer test dynamique)test dynamique)
SSD1D1
ProcédureProcédured’analysed’analyse
additionnelleadditionnelle
SSD1D1 ∩∩∩∩ SSSS
34
Évaluation statistique de l’efficacitéÉvaluation statistique de l’efficacitéAnalyse spectraleAnalyse spectrale
CANCANCahier
des charges
CAN8 bitsCAN8 bits
ProcédureProcédured’analysed’analyse
additionnelleadditionnelle
Efficacité de détection de tests dynamiques
SSD1D1 ∩∩∩∩ SSSS
FFD2D2 (∩∩∩∩ FS)
FFD1D1
SSD1D1
34
Évaluation statistique de l’efficacitéÉvaluation statistique de l’efficacité CAN8 bitsCAN8 bits
BoîteBoîtede tolérancede tolérance
AnalyseAnalyseadditionnelleadditionnelle
Analyse spectraleAnalyse spectrale
CANCANCahier
des charges
Efficacité de détection de tests dynamiques
Procédure d’analyse additionnelleProcédure d’analyse additionnelle
Boîte deBoîte detolérancetolérancedéduitedéduite 22ndende analyse spectraleanalyse spectrale
AAee > PE> PEFFD2D2
SSD2D2
1ère analyse spectraleAe < PE
FD1
SD1
CANCAN
�������� 22ndende analyse spectraleanalyse spectraleavec un stimulus d’amplitude différenteavec un stimulus d’amplitude différente
Sensibilité des paramètres dynamiques aux conditions de test
1
�������� Analyse de nouveaux paramètresAnalyse de nouveaux paramètres
Fortes corrélations:Erreur d’offset ⇔⇔⇔⇔ composante DCErreur de gain ⇔⇔⇔⇔ Fondamental
2
35
Boîte deBoîte detolérancetolérancedéduitedéduite Analyse étendueAnalyse étendue
(DC & Fondamental)(DC & Fondamental)
FFD2D2
SSD2D2
1ère analyse spectraleAe < PE
FD1
SD1
CANCAN
Analyse spectraleAnalyse spectraleAAee < PE< PE
HistogrammeHistogrammeAAee > PE> PE
CAN
Flot de référence(test classique complet)
Analyse spectraleAnalyse spectraleAAee < PE< PE
CAN
Flot n°1(test classique tronqué)
Flots de test alternatifs pour CANFlots de test alternatifs pour CAN
Flot n°2(test à 2 analyses)
Analyse spectraleAnalyse spectraleAAee < PE< PE
CAN
Analyse spectraleAnalyse spectraleAAee > PE> PE
Flot n°3(test à analyse étendue)
Analyse spectraleAnalyse spectraleAAee < PE< PE
CAN
AnalyseAnalyseDC & Fond.DC & Fond.
ξξξξξξξξrefref ξξξξξξξξ11 ξξξξξξξξ22 ξξξξξξξξ33
Cah
ier
Cah
ier
des
char
ges
des
char
ges
Efficacité de détection de tests dynamiques36
Flotde référence
Flotde référence Flot n°2Flot n°2 Flot n°3Flot n°3
Évaluation des Évaluation des paramètres dynamiquesparamètres dynamiques
Flot n°1Flot n°1
Processeurn bits
CANCANCANGénérateur
Efficacité de détection de tests dynamiques
Outil logiciel d’évaluation de l’efficacité de détectionOutil logiciel d’évaluation de l’efficacité de détection
ξξξξξξξξrefref ξξξξξξξξ11 ξξξξξξξξ22 ξξξξξξξξ33Cahierdes charges
GénérationGénérationde modèlesde modèles
de CANde CANCANCAN
Description de la population
de CAN
37
Efficacité de détection de tests dynamiques
Étude de cas : AD7468*Étude de cas : AD7468* **Analog DevicesAnalog Devices
Cahier des charges :Offset max.Offset max.= = ±± 0.5 LSB0.5 LSBGain max.Gain max. = = ±± 0.5 LSB0.5 LSBNLI max.NLI max. = = ±± 0.5 LSB0.5 LSBSINAD min. = SINAD min. = 4949 dBdBSFDR max.SFDR max. = = --65 dB65 dBTHD max.THD max. = = --65 dB65 dB
151 6375 5070FS non détectés(sur 448 910)
99,99 %99,64 %98,77 %100 %Efficacité ξξξξ
Flot n°3FFT 1
+DC & Fond.
Flot n°2FFT 1
+FFT 2
Flot n°1FFT 1
Flot réf.FFT 1
+Histogramme
38
Effi
caci
téξξ ξξξξ ξξ
(%)
50
60
70
80
90
100
Contraintesdynamiques
sévères
Contraintesdynamiquesmoyennes
Contraintesdynamiques
lâches
Efficacité de détection de tests dynamiques
Influence des contraintes dynamiquesInfluence des contraintes dynamiques
Contraintesstatiquessévères
�
39
Test classiqueTest tronquéTest à 2 analysesTest à 1 analyseétendue
8 bitsAD74688 bits
AD7468
Contraintesstatiqueslâches
Contraintesstatiquesmoyennes
Contraintesstatiquessévères
�
Efficacité de détection de tests dynamiques
�
�
50
60
70
80
90
100
50
60
70
80
90
100
50
60
70
80
90
100
40
Influence des contraintes dynamiquesInfluence des contraintes dynamiques
Test classiqueTest tronquéTest à 2 analysesTest à 1 analyseétendue
Contraintesdynamiques
sévères
Contraintesdynamiques
sévères
Contraintesdynamiques
sévères
Contraintesdynamiquesmoyennes
Contraintesdynamiquesmoyennes
Contraintesdynamiquesmoyennes
Contraintesdynamiques
lâches
Contraintesdynamiques
lâches
Contraintesdynamiques
lâches
Effi
caci
téξξ ξξξξ ξξ
(%)
Effi
caci
téξξ ξξξξ ξξ
(%)
Effi
caci
téξξ ξξξξ ξξ
(%)
Plan
Introduction et objectif
Influence d’une erreur statique
sur les paramètres dynamiques mesurés
Efficacité de détection de tests dynamiques
Conclusion et perspectives
41
Conclusion42
Étude systématique des corrélationsentre paramètres statiques et dynamiques des CAN
Détection possible des erreurs statiques par analyse spectrale
Optimisation du flot de test des CAN
Objectif : temps de test � & efficacité ≅≅≅≅3 flots de test dynamiques alternatifs proposés
Outil d’évaluation de l’efficacité des flots de test
Choix du meilleur compromis temps/efficacité
Cas de l’illustrationpop. uniforme
n=8
Perspectives43
Détection de la Non-Linéarité Différentielle�
Description réaliste de la population(dispersions du procédé de fabrication, architecture*, …)
Déduction ou majoration grâce à la NL Intégrale
Amélioration de l’évaluation de l’efficacité�
*Arpaia 1999
Prise en compte des incertitudes de test
Recherche d’autres analyses dynamiques additionnelles�
Nouveaux paramètres, autre forme d’onde, …
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