Система визуального позиционирования микросхем

Система визуального позиционирования микросхем

B.H. Давыдов, C.M. Пыко, B.Б. Яковлев

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

Abstract — One of the measurement channels of the system for automated testing of chips is considered. It is intended for exact position and mounting of the element matrix in testing zone. The system includes the optical device to obtain measuring information. The neuron algorithms are used for optical images detection.

Современное производство микросхем предполагает осуществление операций тестирования, сортировки и отбраковки микросхем. Требования производства обусловливают необходимость автоматизации данного проце сса. Процесс тестирования предполагает выполнение ряда манипуляций по перемещению бескорпусных микросхем в трехмерном пространстве. Для осуществления этих манипуляций необходимо решить три задачи:

определение координат тестирующих зондов;

определение положения микросхем с целью формирования матрицы тестируемых элементов;

контроль взаимного положения при совмещении матрицы тестируемых элементов с плоскостью зондов.

Сложность решения данных задач связана с трудностями точного измерения относительного положения совмещаемых элементов при большом диапазоне возможных перемещений.

Для обеспечения широкого динамического диапазона измеряемых величин с высокой точностью измерения необходимо использовать комбинированные методы позиционирования. Одним из них является метод оптического опр еделения положения.

В оптических системах позиционирования имеют место три группы инструментальных погрешностей:

1). Погрешности оптической подсистемы (нелинейные искажения оптики, ориентация линз, погрешности фокусирования, температурные изменения параметров оптики, размерность и разрешение ПЗС матрицы и т.д.).

2). Погрешности оцифровки видеоизображения. Качество оцифровки видеоизображения определяется такими факторами, как частота дискретизации сигнала, точность привязки к сигналам кадровой и строчной синхронизации.

3). Погрешности вторичной обработки (распознавания образа).

Большинство погрешностей первой группы в оптической системе позиционирования может быть исключено путем использования компенсационного метода измерения, при котором формируемое видеокамерой изображение используется в качестве “нуль-инд икатора” процесса совмещения положений.

Важным элементом описываемой системы позиционирования является устройство оцифровки видеоизображения и ввода его в ЭВМ. Данное устройство было разработано фирмой “Process Insight” при участии Санкт-П етербургского электротехнического университета в рамках выполнения работ по программе “INCO-COPERNICUS” контракт № IC15-CT96-0733. Оно обеспечивает следующие характеристики

– Число каналов – 4;

– Частота дискретизации видеосигнала - 10 МГц;

– Погрешность привязки к синхроимпульсу видеосигнала не более 12.5 нс;

– Разрешение 512 х 410 точек на кадр;

– Частота кадровой развертки – 50 Гц;

– Режимы работы непрерывный/покадровый;

– Интерфейс – PCI версии 2.1.

Конструктивно разработанное устройство представляет собой единую плату (карту), непосредственно устанавливаемую в слот шины PCI ПЭВМ.

На плате устройства позиционирования установлено четыре разъема для подключения видеокамер.

Блок-схема устройства представлена на рисунке.

Устройство состоит из следующих основных функциональных частей:

АЦП – предназначен для оцифровки видеоизображения;

Коммутатор – осуществляет подключение выбранного канала;

Блок синхронизации – выделяет строчные и кадровые синхроимпульсы;

Блок фазирования – осуществляет фазирование тактового генератора по заднему фронту синхроимпульсов и подготавливает буферную память для записи отсчетов видеосигнала.

Устройство управления работой АЦП и памятью. Обеспечивает формирование временных диаграмм для чтения и записи данных в память, а также тактирование АЦП.

Память строк видеоизображения– служит для согласования входного и выходного потоков информации.

Интерфейсный блок шины PCI. Обеспечивает программно-аппаратную поддержку шины PCI.

Тактовый генератор. Служит для обеспечения синхронной работы всех узлов устройства.

Входным сигналом для устройства оптического позиционирования является обычный телевизионный сигнал. Данный сигнал через коммутатор поступает на входы АЦП и блока выделения синхронизирующих импульсов. Блок выделения синхронизирующих имп ульсов производит привязку уровня видеосигнала, выделяет импульсы синхронизации и фиксирует номер поля. Для повышения помехоустойчивости схемы принятие решения о наличии и типе синхроимпульсов производится на основании выходного сигнала цифрового интегра тора. Признаком начала нового кадра является появление отрицательных импульсов длительностью 32 мкс. Номер поля определяется по числу коротких отрицательных импульсов, следующих после длинных отрицательных импульсов. Номер текущего поля записывается в ре гистр состояния платы. После выделения кадрового синхроимпульса производится запуск таймера, блокирующего процесс оцифровки видеоизображения на время передачи пустых строк и уровня черного. Таким образом, в ЭВМ вводится только полезная информация. Перед вводом каждого нового кадра производится очистка буферной памяти. На каждую строку отводится ровно 512 отсчетов.

После заполнения половины памяти (4096 байт) формируется запрос на прерывание и данная часть памяти становится доступна для чтения со стороны процессора. Пока осуществляется пересылка данных в область видеопамяти происходит заполнение оставшейся половины буферной памяти. Путем чередования половин памяти осуществляется процесс непрерывного ввода видеосигнала и отображение его на мониторе компьютера.

Устройство удовлетворяет спецификации Plug and Play: поддерживает автоматическое конфигурирование устройства.

Site of Information Technologies
Designed by inftech@webservis.ru.