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Étude des Corrélations Étude des Corrélations entre Paramètres Statiques et Dynamiques entre Paramètres Statiques et Dynamiques des des Convertisseurs Analogique Convertisseurs Analogique - - Numérique Numérique en vue d’optimiser leur Flot de Test en vue d’optimiser leur Flot de Test Mariane Comte Mariane Comte 11 juillet 2003

des - HAL archive ouverte · 2014. 10. 18. · Circuit intégré mixte Test fonctionnel Nombreux paramètres Equipement réduit C A N Introduction Test des circuits mixtes Signal

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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, …