В электротехнике график шму представляет собой графическое отображение реакции компонента или системы, изменяющейся в зависимости от диапазона условий или входных данных.
Происхождение сюжета shmoo неясно. Он упоминается в статье IEEE 1966 года . [1] Еще одно раннее упоминание содержится в руководствах по IBM 2365 Processor Storage . [2]
Изобретение сюжета «шму» иногда приписывают Роберту Хьюстону (1941–2006), члену Зала славы СБИС. [3] Но это маловероятно, поскольку Хьюстон начал работать инженером-испытателем только в 1967 году. [4]
Сюжет берет свое название от Shmoo , вымышленного вида, созданного Элом Каппом в мультфильме Li'l Abner . Эти маленькие, похожие на капли существа имеют формы, похожие на «рабочие» объемы, которые были бы заключены в шму-графиках, построенных против трех независимых переменных (таких как напряжение, температура и скорость отклика).
Полупроводниковые микросхемы обычно не демонстрируют диаграммы в форме «шму». [ требуется ссылка ] Исторически сложилось так, что тестирование массивов памяти на магнитных сердечниках давало диаграммы в форме «шму», и этот термин сохранился и в эпоху полупроводников.
Графики Shmoo часто используются для представления результатов тестирования сложных электронных систем, таких как компьютеры или интегральные схемы, такие как DRAM , ASIC или микропроцессоры. График обычно показывает диапазон условий, в которых работает тестируемое устройство (в соответствии с некоторым оставшимся набором спецификаций).
Например, при тестировании полупроводниковой памяти : напряжения , температура и частота обновления могут изменяться в определенных диапазонах, и только определенные комбинации этих факторов позволят устройству работать. Диапазон рабочих значений, нанесенный на независимые оси (напряжение, температура, частота обновления), будет охватывать трехмерный, обычно странной формы объем. Другие примеры условий и входов, которые могут изменяться, включают частоту , температуру , временные параметры, системные или компонентные переменные и даже изменяемые ручки, настраиваемые во время изготовления кремниевых чипов, производящих детали различного качества, которые затем используются в процессе.
Часто одна «ручка» или переменная наносится на одну ось против другой ручки или переменной на другую ось, создавая двумерный график. Это позволяет инженеру-испытателю визуально наблюдать рабочие диапазоны тестируемого устройства. Этот процесс изменения условий и входов в компонент или систему иногда может называться «shmooing», но более официально известен как электрическое тестирование или квалификация. Автоматическое испытательное оборудование часто содержит программные функции, которые позволяют автоматически shmooing детали.
Автоматизированное испытательное оборудование традиционно генерировало двумерную форму графика шму в формате ASCII , которая использует «X» для представления функциональных точек и пустое пространство для нефункциональных точек. В наше время графики с двумя цветами (например, красный/зеленый) или даже многоцветные графики в форме электронных таблиц и т. п. также стали обычным явлением, даже если традиционная форма все еще используется. [5] Для эффективности тестирования иногда только граница интереса (где определенное значение изменяет свое состояние) подкрепляется данными на диаграммах, таким образом (часто обоснованно) предполагая, что области за пределами этих переходов останутся в этом состоянии. [6]
Если бы были протестированы достаточно широкие диапазоны двух независимых переменных, нормальный график shmoo показал бы рабочую огибающую некоторой формы, не отличающейся от Shmoo Эла Каппа , но на практике это может повредить тестируемое устройство , и более мелкие представления представляют гораздо больший интерес, особенно фокусируясь на опубликованных запасах компонентов (например, -5% Vcc). Когда это сделано, рабочая огибающая обычно простирается до границы графика в одном или нескольких направлениях.
Одним из примеров такого «shmooing» является процедура оптимизации двух рабочих переменных хранилища только для чтения (ROS) в центральном процессоре (CPU) IBM S/360 Model 65. Пока CPU выполняет диагностическую тестовую программу, напряжение смещения ROS и временная задержка изменяются, а точки, в которых ROS генерирует ошибки, вручную наносятся на графический график shmoo (см. иллюстрацию). Чтобы пройти тест, график shmoo должен быть достаточно большим, чтобы содержать прямоугольник, представляющий минимально допустимый безошибочный диапазон напряжения смещения и временной задержки. Оптимальное напряжение смещения ROS и временная задержка будут обозначены точкой в центре прямоугольника.
Иногда график shmoo имеет необычную и удивительную форму, и хотя трудно определить точную причину, иногда это происходит из-за какого-то необычного дефекта (возможно, только в части цепи) в сочетании с нормальной работой. В других случаях это может быть артефакт электрической испытательной установки или используемой тестовой программы, в частности, состояние гонки . Таким образом, график shmoo может быть полезным инструментом проверки тестовой установки.
Ограничением метода является то, что увеличенная продолжительность тестирования устройства может вызвать дополнительный внутренний нагрев устройства, что приведет к искажению данных (более поздние протестированные ячейки на графике могут работать хуже, чем предыдущие). Один из способов избежать этого — тщательно протестировать устройство аналогичным образом непосредственно перед фактическим тестом shmoo.