8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Как программировать микросхемы: Программирование микроконтроллеров начинающим

Содержание

Программирование микроконтроллеров начинающим

Программирование микроконтроллеров

Термин программирование микроконтроллеров обозначает процесс записи (программирования) информации в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) микроконтроллера. Помимо программирования микроконтроллеров, в практике встречается программирование микросхем  памяти и программирование логических матриц.  Как правило, программирование микроконтроллеров и микросхем памяти производится при помощи специальных устройств – программаторов. Хороший программатор позволяет не только программировать (записывать), но и считывать информацию, а в ряде случаев, производить и другие действия (стирание, защита от чтения, защита от программирования и т.п.).

Используя различные признаки, все многообразие устройств со встроенным ПЗУ можно систематизировать следующим образом:

1.  

По функциональному назначению

1.1.   Микросхемы памяти;

1.2.   Микроконтроллеры с внутренним ПЗУ;

1. 3.   Микросхемы программируемой логики (программируемые матрицы).

2.  

По возможности программирования

2.1.   Однократно программируемые — устройства допускающие единственный цикл программирования;

2.2.   Многократно программируемые (перепрограммируемые) — устройства допускающие множество циклов программирования (перепрограммирования). 

3.  

По допустимым способам программирования

3.1.   Микросхемы, программируемые в программаторе. Для осуществления необходимой операции, подобные микрocхемы вставляются в специальную колодку программатора, обеспечивающую электрический контакт со всеми выводами микрocхемы. Для реализации выбранного режима, программатор формирует в соответствии со спецификацией производителя необходимые последовательности сигналов, которые через колодку подаются на определенные выводы программируемого микроконтроллера (микрocхемы).

3.2.   Микрocхeмы, поддерживающие режим внутрисхемного программирования (“ISP mode”), и программируемые непосредственно в плате пользователя.
Подобные микрocхeмы предполагают выполнение необходимой операции (программирование, стирание, чтение, верификация и т.п.) непосредственно в плате пользователя. Все действия по программированию производятся с помощью внешнего программатора, определенным образом подключенного к плате пользователя. При этом плата пользователя должна быть разработана с учетом специфических требований данного режима.

3.3.   Микросхемы, поддерживающие режим внутреннего самопрограммирования. Подобные микрocхeмы допускают выполнение необходимой операции (запись, стирание, чтение, верификация и т.п.) непосредственно в устройстве пользователя, без использования какого либо программатора. При этом устройство пользователя должно быть разработано с учетом специфических требований данного режима.

Программирование микроконтроллера подразумевает заполнение внутренней памяти микроконтроллера нужной информацией. В зависимости от типа программируемого микроконтроллера, внутренняя память микроконтроллера обладает своей структурой и организацией. В общем случае, внутренняя память микроконтроллера это: память данных, память программ, регистры специального назначения (fuse — биты) — содержимое которых определяет режимы работы микроконтроллера и/или его периферии. Таким образом: программирование микроконтроллера — это заполнение каждой области памяти своей специфической информацией.

Каждый программируемый микроконтроллер обладает своим индивидуальным набором допустимых режимов:
программирование (запись), чтение, стирание, защита от чтения, защита от программирования и т.п.

Некоторые программируемые микроконтроллеры не имеют отдельного режима «стирание». Для них стирание прежней информации в памяти происходит в теневом режиме, при каждом новом цикле программирования микроконтроллера; 

Некоторые программируемые микроконтроллеры поддерживают различные режимы ограничения доступа. Выбор режима ограничения доступа производится при программировании микроконтроллера. В зависимости от выбранного режима, либо все ПЗУ микроконтроллера, либо его определенные части могут быть:

  1. — защищены от возможности записи/дозаписи;
  2. — защищены от возможности считывания содержимого извне. При попытке считать информацию, защищенный микроконтроллер будет выдавать либо «мусор», либо «все 0», либо «все 1».

Говоря о программируемых устройствах, можно считать общепринятой следующую систему мнемонических обозначений:

  1. PROM (Programmable Read-Only Memory) — программируемая пользователем энергонезависимая память (ПЗУ).
  2. EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) — перепрограммируемое ПЗУ. Стирание содержимого производится при помощи ультрафиолетовых лучей, после облучения подобное ПЗУ готово к новому циклу записи информации (программированию). Устаревший тип памяти.
  3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) — электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ. Память такого типа может стираться и заполняться данными многократно, от несколько десятков тысяч раз до миллиона.
  4. FLASH (Flash Memory) — одна из технологических разновидностей энергонезависимой перезаписываемой памяти.
  5. NVRAM (Non-volatile memory) — «неразрушающаяся» память, представляющая собой ОЗУ со встроенным источником электропитания. По своей функциональности для пользователя – аналогична традиционному ПЗУ.
  6. PLD (Programmable Logic Device) — Программируемая логическая интегральная схема. (ПЛИС).
  7. MCU (Microcontroller Unit) – микроконтроллер.

Хамелеон — программатор EEPROM и микросхем памяти — Программаторы микроконтроллеров — Схемы устройств на микроконтроллерах

Вступление
На этой странице вам предлагается программатор «Хамелеон». Программатор позволяет программировать микросхемы памяти, имеющие последовательный интерфейс. Основное отличие данного программатора от основной массы аналогичных программаторов — АЛГОРИТМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПОЛНОСТЬЮ ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ВНЕШНИМИ ПРОГРАММНЫМИ МОДУЛЯМИ. Для написания модуля необходим только простейший текстовый редактор, т.к. внешний модуль — это просто текстовый файл. Компилятор файла встроен в программатор. Поддержка новых микросхем не требует изменения программы. Достаточно только написать внешний модуль или модифицировать имеющийся.

Программа.
Текущая версия программатора -0.5. По сравнению с версией 0.4 исправлены некоторые ошибки (в т.ч. и в файлах модулей). Версия 0.5 работает под Windows 98, 2000, NT, ME, XP.
Изменения по сравнению с предыдущей версией:
1. Добавлены новые модули.
2. Полностью переделаны шаблоны.

3. Исправлены старые ошибки.
4. Увеличен размер архива.
Версия 0.5 поддерживает программирование следующих микросхем:
Серия 24Cxx 24C01, 24C02, 24C04, 24C08, 24C16, 24C32, 24C64,
24C128, 24C256, 24C512.
X2404, X2400 (производства Xicor).
Серия 93Cxx 9306, 93C46, 93C56, 93C66, 7002NM10, X2444
Серия SDA/SDE SDE2516, SDA2506
ITT Semiconductor NVM3060
Sony CXK1011, CXK1012, CXK1013
Toshiba TC89101P, TC89102P
Микроконтроллеры AT89SXX Модули программирования микроконтроллеров AT89S51, AT89S52 и AT89S8252 через SPI интерфейс.
Микроконтроллеры AVR Модули для программирования микроконтроллеров AT90S1200 и AT90S4414
Микроконтроллеры Motorola Модуль для чтения/записи EEPROM микроконтроллера MC68HC11E9

Схема программатора.

Программатор подключается к параллельному (принтерному) порту компьютера. В принципе как таковой схемы программатора не существует. Схема — это просто десяток проводов, подключаемых к принтерому порту вашего компьютера и несколько резистров и диодов, определенным образом соединяющих эти провода. Условно схему программатора можно разделить на две части. Вот первая из них:

Резисторы R1-R4 подключены к выводам регистра управления и служат для выдачи напряжения питания на микросхему, если используется внутренне напряжение питания. Такое решение обеспечивает достаточное питание не для всех типов микросхем, поэтому предусмотрена возможность подачи внешнего питания на программируемую микросхему. Внешнее питание подается как обычно, через стабилизатор типа КР142ЕН5А. Переключатель J1 позволяет выбирать нужный источник питания.
Управляющие линии программатора объединены в шину BUS0…BUS7. Линии BUS3…BUS7 являются двунаправлеными. По ним информация может передаваться как из компьютера, так и в компьютер. Линии BUS0…BUS2 являются однонаправленными. Информация по ним передается только от компьютера.

К линиям BUS0…BUS7 подключаются программируемые микросхемы. Всего программатор имеет четыре панели для подключения различных типов микросхем EEPROM.

Более подробно работа схемы описана в файле помощи программатора.

Печатная плата

Микросхемы с шиной I2C (серии 24СХХ) в большинстве случаев допускают программирование без выпаивания микросхемы из устройства. В этом случае вы можете использовать упрощенную схему программатора для этих микросхем:

Схема программатора для микроконтроллеров через SPI интерфейс.

Как вы можете видеть, схема адаптера SPI очень сложна и требует большого внимания при изготовлении и тщательной настройки (Шутка. ) Применение такой схемы предполагает, что программируемый контроллер уже стоит в устройстве и питание контроллера и его тактирование осуществляется от этого устройства. Это называется внутрисхемное программирование. Номиналы резисторов могут находиться в пределах 200…560 Ом.

Схема подключения SPI программатора к микроконтроллерам AT89S51, AT89S52, AT89S8252 и AT90S4414

Схема подключения SPI программатора микроконтроллерам AT901200.

Схема адаптера для программирования микроконтроллеров Motorola

Большинство программаторов микроконтроллеров Моторола (MOTOR5, MOTOR11, MOTOR2) используют адаптер, собранный на микросхеме MAX232 или ее аналогах. Это адаптер можно использовать и с программатором Хамелеон. Я использую адаптер, собранный на транзисторах. Хотя он имеет определенные недостатки, но пока он меня не подводил ни разу. Вот схема адаптера:

Адаптер подключается к последовательному порту компьютера. Сигналы, обозначенные синим цветом, подлючаются к соответствующим выводам контроллера.

Контроллреры семейства MC68HCXX имеют много разновидностей корпусов, поэтому схему подлючения выводов TXD, RXD, RESET нужно уточнять для конкретного контроллера.

Ch441A Pro как пользоваться и поддерживаемые микросхемы

Программатор микросхем BIOS 24 и 25 серии Ch441A Pro

Программатор Ch441A Pro используется для программирования микросхем BIOS компьютеров, ноутбуков, видеокарт, мультимедийных плееров, памяти телевизоров, ЖК-дисплеев, маршрутизаторов, игровых приставок, спутниковых ресиверов и др.

 

 

Как пользоваться программатором Ch441A Pro:

Для начала использования программатора необходимо установить драйвер и программное обеспечение:

Скачайте ПО (Ch441A Programmer версии 1.3) и драйвер по ссылке

Системные требования ПО:
OC: Win98, WinME, WIN2K, WinXP, Vista, Win7, Win8, Win10 (32-64 bit)

Распакуйте скачанный архив и запустите программу Ch441A_130. exe

Подключите программатор к компьютеру (должен загореться светодиод POWER).

Драйвер к программатору может установится автоматически. Если Windows не удалось установить драйвер, найдите в скаченном архиве папку Ch441Parallel_driver_support WIN7 и установите драйвер из нее.

После того как программа и драйвер будут установлены можно приступить к программированию.

Чтобы запрограммировать необходимую микросхему на ZIF панели устройства, нужно открыть пазы для её установки, подняв фиксаторную ручку. Установить микросхему согласно ключу нарисованному на программаторе. Зажать фиксаторной ручкой микросхему в пазах. Cм. рисунок 1.1 (правильная установка микросхемы BIOS 25 серии)

Рис. 1.1 (правильная установка микросхемы BIOS 25 серии)

Если нужно прошить микросхемы 25-й серии, в корпусе SOP8 или SOP16, на плате программатора предусмотрены контактные площадки для микросхем в таких корпусах. Можно припаять микросхему к

контактной площадке (см рисунок 1. 2.) или просто прижать прищепкой к контактам. Так же можно воспользоваться дополнительной платой (идет в комплекте с программатором) и устанавливать/припаять микросхему на нее (см. рисунок. 1.3.)

Рис. 1.2.

Рис. 1.3

Запрограммировать микросхему 25-й серии, в корпусе SOP8 можно прямо на материнской плате без выпаивания. Для этого можно воспользоваться прищепкой-переходником (в комплекте не идет. приобретается отдельно) (см. рисунок 1.4.) Красный провод на шлейфе прищепки — контакт который должен соответствовать первой ножке микросхемы (на самой микросхеме обычно обозначена точкой). При таком способе прошивки, плату нужно обязательно обесточить и вынуть батарейку BIOS.

Рис. 1.4

В программаторе есть возможность внутрисхемного программирования с помощью ISP интерфейса (этот метод программирования описываться здесь не будет, информацию можно найти на форумах в интернете)

Перемычку для переключения режимов программирования не трогаем! Даже когда программируем без выпаивания через прищепку. Она должна соединять 1 и 2 контакты. Убираем перемычку только в случае если используем ISP интерфейс.

Итак приступаем непосредственно к программированию:

ПОСЛЕ!!! установки/подключения микросхемы — подключите программатор к USB порту (возможно при подключении потребуется подождать пока Windows установит драйвер на устройство) и запустите программу Ch441A Programmer. Интерфейс программы можно переключить на русский язык.

Если микросхема подключена правильно — все кнопки в программе будут активны.

Далее нужно будет выбрать название микросхемы, для чего можно нажать кнопку «ДЕТЕКТ» (программа сама предложит наиболее подходящие микросхемы) или выполнить поиск вручную через кнопку «ПОИСК».

Когда название микросхемы будет выбрано в программе, можно производить все необходимые действия с вашей микросхемой — считать, сохранить дамп, очистить, записать и т. д.

Интерфейс программы интуитивно понятен и прост:

Поддерживаемые программатором Ch441A Pro микросхемы 25 серии

AMIC
A25L512 A25L05P A25L10P A25L010 A25L020 A25L20P A25L40P A25L040 A25L080 A25L80P A25L016 A25L16P A25L032

ATMEL
AT25F512 AT25F512B AT25F512A AT25FS010 AT25F1024 AT25F1024A AT25F2048 AT25DF021 AT25F4096 AT25FS040 AT25DF041A AT25DF321A AT26DF321 AT25DF321 AT25DF641

COMMON
25X005 25X05 25X10 25X20 25X40 25X80 25X16 25X32 25X64 25X128 25X256 25X512 25X1024 25X2048

EON
EN25F05 EN25P05 EN25LF05 EN25F10 EN25LF10 EN25D10 EN25P10 EN25F20 EN25D20 EN25LF20 EN25F40 EN25D40 EN25LF40 EN25Q80 EN25D80 EN25F80 EN25P80 EN25T80 EN25B16T EN25T16 EN25B16 EN25D16 EN25F16 EN25Q16 EN25P32 EN25Q32 EN25F32 EN25B32 EN25B32T EN25Q64 EN25B64 EN25F64 EN25B64T EN25F128 EN25Q128

ES
ES25P10 ES25P20 ES25M40A ES25M40 ES25P40 ES25M80 ES25P16 ES25M80A ES25P32 ES25P80 ES25M16 ES25M16A

ESMT (только чтение)
F25L04UA F25L16PA F25L004A F25L32QA F25L08PA F25L32PA F25L008A F25L016A

GIGADEVICE
GD25Q512 GD25Q10 GD25Q20 GD25F40 GD25D40 GD25Q80 GD25D80 GD25T80 GD25F80 GD25Q16 GD25Q32 GD25Q64 GD25Q128

KH
25L8036D

MXIC
MX25V512 MX25L4005A MX25L1635D MX25L3237D MX25L6455E MX25L12845E MX25L512 MX25V4035 MX25L1605D MX25L3225D MX25L6408D MX25L1005 MX25V4005 MX25L1608D MX25L3205D MX25L6406E MX25L2005 MX25V8005 MX25L3235D MX25L3206E MX25L6445E MX25L8035 MX25L8005 MX25L3208D MX25L6405D MX25L12805D

NEXFLASH
NX25P10 NX25P20 NX25P40 NX25P80 NX25P16 NX25P32

NSHINE
MS25X05 MS25X16 MS25X10 MS25X32 NS25X20 MS25X64 NS25X40 MS25X128 MS25X80

PMC
PM25LV512A PM25LV016B PM25LV010A PM25LV020 PM25LV040 PM25LV080B

SAIFUN
SA25F005 SA25F160 SA25F010 SA25F320 SA25F020 SA25F040 SA25F080

SPANSION
S25FL004A S25FL032A S25FL040A S25FL064A S25FL008A S25FL128P S25FL160 S25FL129P S25FL016A S25FL128A

SST (только чтение)
SST25VF512A SST25VF512 SST25VF010 SST25VF010A SST25 SST25VF020 SST25VF040B SST25VF040A SST25VF040 SST25′ SST25VF016B SST25VF032B SST25VF064C

ST
M25P05A M25PE10 M25P10A M25P20 M25PE20 M25PE40 M25P40 M25PE80 M25P80 M25PX80 M25PX16 M25P16 M25PE16 M25P32 M25PE32 M25PX32 M25PX64 M25P64 M25PE64 M25P128

WINBOND
W25X10 W25X10L W25P10 W25X10AL W25X10A W25P20 W25X20AL W25X20A W25X20 W25X20L W25X40A W25P40 W25Q40BV W25X40L W25X40 W25X40AL W25Q80BV W25Q80V W25X80 W25P80 W25X80A W25X80L W25X80AL W25P16 W25Q16BV W25Q16V W25X16 W25Q32BV W25Q32V W25X32 W25P32 W25Q64BV W25X64 W25Q128BV

 

Поддерживаемые программатором Ch441A Pro микросхемы 24 серии

ATMEL
AT24C01B AT24C01 AT24C01A AT24C02 AT24C02A AT24C02B AT24C04B AT24C04 AT24C04A AT24C08A AT24C08B AT24C08 AT24C16 AT24C16A AT24C16B AT24C32B AT24C32A AT24C32 AT24C64 AT24C64A AT24C64B AT24C128 AT24C128A AT24C128B AT24C256B AT24C256 AT24C256A AT24C512B AT24C512A AT24C512 AT24C1024 AT24C1024A AT24C1024B

CATALYST
CAT24C01 CAT24WC01 CAT24WC02 CAT24C02 CAT24C04 CAT24WC04 CAT24WC08 CAT24C08 CAT24WC16 CAT24C16 CAT24WC32 CAT24C32 CAT24WC64 CAT24C64 CAT24WC128 CAT24C128 CAT24WC256 CAT24C256 CAT24C512 CAT24WC512 CAT24C1024 CAT24WC1024

COMMON
24C01 3V 24C01 5V 24C02 3V 24C02 5V 24C04 5V 24C04 3V 24C08 3V 24C08 5V 24C16 5V 2406 3V 24C32 5V 24C32 3V 24C64 5V 24C64 3V 24028 5V 24C128 3V 24C256 5V 24C256 3V 24C512 5V 24C512 3V 240024 3V 24C1024 5V 24C2048 5V 24C2048 3V 24C4096 5V 24C4096 3V

FAIRCHILD
FM24C01L FM24C02L FM24C03L FM24C04L FM24C05L FM24C08L FM24C09L FM24C17L FM24C16L FM24C32L FM24C64L FM24C128L FM24C256L FM24C512L FM

HOLTEK
HT24C01 HT24LC01 HT24CD2 HT24LC02 HT24C04 HT24LC04 HT24C08 HT24LC08 HT24C16 HT24LC16 HT24LC32 HT24C32 HT24LC64 HT24C64 HT24C128 HT24LC128 HT24C256 HT24LC256 HT24LC512 HT24C512 HT24C1024 HT24LC1024

ISSI
IS24O01 IS24C02 IS24C04 IS24C08 IS24C16 IS24C32 IS24C64 IS24C128 IS24C256 IS24C512 IS24C1024

MICROCHIP
MIC24LC014 MIC24AA01 MIC24AA014 MIC24LC01B MIC24LC02B MIC24AA02 MIC24C02C MIC24AA025 MIC24AA04 MIC24LC04B MIC24LC024 MIC24AA024 MIC24LC025 MIC24LC08B MIC24AA08 MIC24LC16B MIC24AA16 MIC24LC32 MIC24AA32 MIC24LC64 MIC24FC64 MIC24AA64 MIC24FC128 MIC24AA128 MIC24LC128 MIC24AA256 MIC24LC256 MIC24FC256 MIC24AA512 MIC24LC512 MIC24FC512 MIC24AA1024

NSC
NSC24C02L NSC24C02 N5C24C64

RAMTRON
FM24CL04 FM24C04A FM24CL16 FM24C16A FM24CL64 FM24C64 FM24C256 FM24CL256 FM24C512

ROHM
BR24L01 BR24C01 BR24L02 BR24C02 BR24L04 BR24C04 BR24L08 BR24C08 BR24L16 BR24C16 BR24L32 BR24C32 BR24C64 BR24L64

ST
ST24C01 ST24C32 ST24C02 ST24C64 ST24C04 ST24C08 ST24C16

XICOR
X24O01 X24C02 X24C04 X24C08 X24C16


Подключение Ch441A Pro к микросхеме в корпусе SOP8 без выпаивания через прищепку — переходник.

Прищепка — переходник для программатора Ch441A Pro позволяет программировать микросхемы в корпусе SOP8 8pin без выпаивания.

1. Подсоедините переходник к программатору, согласно ключу нарисованному на программаторе. Первая ножка микросхемы обозначена на рисунке (на программаторе) точкой. На переходнике от прищепки к программатору ножки пронумерованы. См. рисунок 2.1 (правильное подключение переходника прищепки для программирования микросхемы 25 серии)

 

Рис. 2.1. Правильное подключение переходника прищепки для программирования микросхемы 25 серии

 

2. Подключите шлейф прищепки к переходнику. Красный провод должен соответствовать 1 ножке  переходника.

Перед подключением прищепки к микросхеме на плате, ножки микросхемы желательно почистить, например ножом, скальпелем или чем захотите. Плату нужно обязательно обесточить и вынуть батарейку BIOS.

3. Подсоедините прищепку к микросхеме так, чтобы красный провод был на первой ножке микросхемы. см рисунок 2.2. На самой микросхеме первая ножка обычно обозначена точкой. 

 

ТОЛЬКО ПОСЛЕ!!! подсоединения к микросхеме и убедившись, что все соединено правильно, подключите программатор к USB порту компьютера.

Если все контакты между прищепкой и микросхемой имеются и все подключено правильно — при запуске программы все кнопки интерфейса будут активными и можно приступать к выбору названия микросхемы и программированию.

P.S. Из за особенностей некоторых материнских плат, не все микросхемы удается программировать не выпаивая из материнской платы. В некоторых случаях без выпаивания не обойтись.

Если вы уверены, что все подключили правильно и все контакты имеются, а микросхема не поддается программированию, попробуйте выпаять микросхему, возможно ее программированию мешают другие элементы материнской платы.

 

Как проще всего прошить/перепрошить микросхему памяти. USB программатор Ch441A: инструкция для «чайников»

Вообще не знаете, как пользоваться программатором?
Эта подробная инструкция о том, как прошить микросхему памяти программатором для «чайников». Она поможет даже тем, кто абсолютно не разбирается в электронике и видел программатор только на картинках или фото.

Итак, для начала несколько распространенных заблуждений:
1. Перепрошивать микросхемы памяти умеют только профессионалы, потому что программатор — это сложное устройство.
Большинство современных программаторов действительно собраны из множества радиокомпонентов и/или построены на базе микроконтроллеров. Однако вовсе не обязательно собирать программатор самостоятельно — можно купить готовый.
2. Программатор — дорогостоящее устройство. Если вы решили купить профессиональный универсальный программатор, цена его может оказаться не оправданной даже при заказе напрямую из Китая. Хотя в большистве случаев продвинутый универсальный программатор вам не понадобится, достаточно купить простой и дешевый Ch441A

Обязательно ли выпаивать микросхему памяти, чтобы её «прошить»? Это зависит от устройства, в котором она расположена. Во многих случаях микросхема памяти не припаяна к плате напрямую, а находятся в специальной панельке.
Таким образом, чтобы запрограммировать микросхему памяти вам понадобиться всего лишь:

1. Посмотреть внимательно на то, где расположен ключ микросхемы памяти — это своего рода метка показывающая, как (какой стороной) установить чип.
Обычно ключ микросхемы памяти — это точка или выемка на её корпусе. По ней и определяется расположение первого вывода.
На печатной плате обычно также есть соответствующая метка — перед тем как доставать/выпаивать микросхему убедитесь, что ключи (метки) совпадают!

2. В большинстве программаторов также есть ключ-метка, показывающая, как правильно вставить микросхему в его панель! Причем для разных типов микросхем этот ключ может быть разным!
Например обратите внимание на ключи метки первого вывода микросхем программатора Ch441A.

Итак, если у вас возник вопрос, как правильно вставить микросхему в программатор Ch441A, посмотрите прежде всего на то, какой серии она соответствует — что написано на её корпусе!
Ключ метка микросхемы должна соответствовать ключу метки программатора (см. фото).

Обратите внимание, что в зависимости от версии/модификации программатора Ch441A расположение микросхемы в панели может отличаться и быть не таким как в софте (программе) для Ch441A.
Ориентируйтесь прежде всего по ключам-меткам на корпусе программатора и микросхемы!

3. Важно знать, что Ch441A может работать в двух режимах, поэтому обязательно убедитесь, что перемычка (джампер) программатора Ch441A стоит в положении (1-2) — режим программатора, а не (2-3)- режим USB-UART конвертера!

4. После фиксации микросхемы в панельке программатора вставить его в USB порт — напрямую или через USB удлинитель.

5. Запустить программу (софт) для Ch441A. Проверить правильно ли опознан программатор и «видит» ли его программа. Если да, то в строке вы можете увидеть надпись «Device state: connected», то есть «Состояние устройства: подключено»!

6. Если программа запущена не в режиме администратора, может появится сообщение, что драйвер не найден или установлен некорректно!

Хотя в большинстве случаев программатор работает нормально и так, то есть запускать его софт с правами администратора нет необходимости!
Внимание: файл запущенный от имени администратора может сделать с вашим компьютером всё, что угодно! Никогда не запускайте программы, которым не доверяете, от имени администратора!

7. Выбор микросхемы через интерфейс программатора. Удобнее и быстрее найти её через поиск, нажав на кнопку «Chip Search».

Микросхема найдена в списке(см. рис.).

Проверить, записаны ли в неё данные, или микросхема пустая можно через пункт меню: «Operate» -> «Blank Check».

Сообщение «Chip Main Memory are Blank» буквально «главная память чипа пустая», означает, что никаких полезных данных в микросхеме не содержится!

Работу с программатором микросхем памяти можно разделить на несколько видов:
— так называемый бекап (backup) — это создание и сохранение резервной копии данных. Считать и сохранить содержимое большинсва микросхем памяти программатором элементарно просто.

Для программатора Ch441A в меню его программы есть пункт «Read chip» — прочитать чип (микросхему).

После того, как содержимое микросхемы памяти считано, его легко сохранить в файл, выбрав пункт «File» -> «Save» или просто нажав одновременно две клавиши Ctrl+S.

При сохранении выбрать для файла любое осмысленное имя (лучше латиницей)! Расширение дописывать не нужно!

Программа для программатора Ch441A добавит его сама!

— очистка (стирание) памяти микросхемы. В меню программы Ch441A выбрать пункт «Erase Сhip» — стереть чип!

— запись файла «прошивки» в микросхему памяти состоит из нескольких действий:
1. Выбор файла с «прошивкой» через пункт меню «File» -> «Open» (открыть файл).

Выбрать файл с подходящим расширением, например сохраненный ранее backup файл «прошивки» 
 

2. Запись данных кнопкой «Write Chip».

Проверка правильности записи файла «прошивки» выполняется нажатием кнопки «Verify Chip».

Если «прошивка» загружена правильно — содержимое данных из файла и микросхемы будут одинаковые! После успешной проверки появится сообщение «Chip Main Memory and buffer same», то есть в буквальном переводе «главная память чипа и буффера совпадают»!

Как видите, «прошить» микросхему памяти программатором совсем не сложно. Купить заказать программатор Ch441A можно здесь.

Академия робототехники. Программирование последовательной флеш-памяти

Главная » Программирование последовательной флеш-памяти 18.12.2016      Петр       Комментарии к записи Программирование последовательной флеш-памяти отключены

Программирование последовательной флеш-памяти в:

автомобильная электроника & автомобильный (перепрограммирование модулей, радио-кода, иммобилайзеров, навигации gps, исправления пробега и других модулей с последовательным EEPROM и/или Флэш-памятью),
компьютер и служба ноутбука (восстановление данных, перевысвечивание, обновление и программирование микросхем, содержащих BIOS в системных платах, копировальном устройстве & факсах, принтерах и т.д.),
сетевая служба (программирование и оптическое клонирование и Ethernet SFP & SFP + модули),
RTV/AGD поддержание или восстановление (ТВ, цифровые фотоаппараты, ТВ-тюнеры и т.д.),
и много других устройств, оборудованных последовательным IIC / SPI / Микропровод EEPROM и микросхемы FLASH SPI.

 

Видео 1. Микросхемы памяти FLASH
 

Видео 2. ПРОГРАММАТОР TL866A MINIPRO. ПРОГРАММИРОВАНИЕ МИКРОСХЕМ

 

Видео 3. ПРОШИВКА МИКРОСХЕМЫ В КОРПУСЕ TSOP48. ПРОГРАММИРОВАНИЕ МИКРОСХЕМ


 

 

Основные функции:

чтение / пишущий / стирающиеся функции с удобным для пользователя интерфейсом приложения,
поддерживаемые двоичные файлы (*.bin, *.rom, *.epp и т.д.) и Ведьма Intel (*.hex) с возможностью загрузить файл в буфер, отредактируйте его, вычислите контрольные суммы, экспортируйте изменения как образцы, байты подкачки, соответствуйте микросхеме и т.д.),
программирование в сокете или во внешнем контуре (не демонтируя микросхему — в системном ISP программирования),
целевое устройство приложения может быть или приведено в действие REVELPROG (возможность изменить VPP и логические уровни: 1.0 В / 1.5 В / 1.8 В / 2.5 В / 2.8 В / 3.3 В / 5.0 В) или приводимый в действие приложением с внешним источником питания (1.0 – 5.5 В),
сборка в дополнительной защите: буферизированный ввод-вывод прикрепляет внутренний соединенный только во время программирования + защита от короткого замыкания, и защита от перегрузок (снижает риск разрушительных частей из-за ошибки соединения),
весь ввод-вывод, соединенный внутренним образом только во время программирования,
интегрированные сокеты (ZIF + SOIC) с автоматическими адаптивными контактами ввода-вывода уменьшают требование дополнительных адаптеров,
короткое время программирования, например, (8 МБ WINBOND W25Q80BV): считайте 0.9 с (8,4Mb/s), запишите 3.3 с (2,4Mb/s), МИКРОН N25Q128A (128 МБ): считайте 12.8 с (10Mb/s), запишите 37.6 с (3,4Mb/s), проверьте примеры программирования видео
программное обеспечение и перепрошивки в свободном доступе для всех пользователей в Интернете.

Technical data:

  • compatible protocols: IIC (I2C), SPI and MICROWIRE (uWire),
  • supported device with 1.0V – 5.0V power supply,
  • power supply and communication via USB 2.0 (hardware level, bulk transfer),
  • programming with external power supply (1.0 — 5.5V),
  • programming with internal power supply (1.0 — 5.0V, Imax = 100mA),
  • operation speed (read/write) up to 10Mbit/s,
  • ZIF-32 + SOIC-8 (150mil) integrated sockets,
  • connector for in-circuit serial programming (ICSP) with buffered I/O,
  • auto adaptive I/O pins connected only for programming time (Hi-Z in IDLE state),
  • all I/O connected only for programming time (Hi-Z in IDLE state),
  • short circuit and overload protection,
  • software compatible with Windows XP, Vista, 7, 8 and 10 (32 and 64-bit),
  • device designed & manufactured in EU, made in Poland.

          

 

Device list:

   Please go to  «Supported Chips» tab at the top.

Software:

   Software is compatible with MS Windows XP, Vista, 7, 8 and 10 (32 and 64-bit).

Application interface is user-friendly. It has all buffer editor functions and also additonal features commonly used in car electronics and IT, such as swap-bytes, calculate checksums, saving changes to external files (as patterns), SFP editor etc. All main functions can be run directly from shortcut icons:

Software can be downloaded free of charge directly from our webpage (click «software» tab or go to «technical support» page).

Updates:

   Updates are free of charge. Update consist of software update (pc application) and firmware update (software inside the device). Latest software can be downloaded directly from our webpage. You will be informed by the software about possible updates after connecting out of date device.

User Manual:

   User Manual can be downloaded from «manuals» tab at the top of the page. It can be downloaded also from «technical support» page.

Работа с программатором Ch441A на примере микросхемы 25L8005

В статье мы рассмотрим программатор Ch441A и работу с ним на примере программирования микросхемы ПЗУ 25L8005.

Для проекта нам понадобятся:

1

Обзор программатораCh441A

Как следует из названия программатора, его основная часть – это микросхема Ch441A. Рядом с ней располагается кварцевый резонатор на 12 МГц, а также стабилизатор напряжения AMS1117, который выдаёт 3,3 вольта. По бокам от USB разъёма, которым программатор подключается к компьютеру, располагаются светодиодные индикаторы: сверху (на фото) – индикатор питания (POWER), а снизу – индикатор обмена данными между ПК и программатором (RUN). Он включается, когда программатор считывает данные из программируемой микросхемы и когда происходит запись.

Верхняя сторона программатора Ch441A

Для подключения программируемых микросхем установлена 16-контактная DIP панель с нулевым усилием (ZIF), которая промаркирована TFXTDOL. С обеих стороны панели располагаются две группы контактов. Их назначение описано на нижней стороне программатора и приводится на фото ниже:

Нижняя сторона программатора Ch441A

По названиям выводов понятно, что верхняя (на фото) гребёнка предназначена для обмена по интерфейсу SPI, а нижняя – по UART. Также тут имеется площадка для пайки, на которую можно припаять программируемую микросхему.

Лучше использовать переходные панели с нулевым усилением (т.н. ZIF панели), которые позволяют подключать микросхемы к программатору без пайки посредством DIP панели на верхней стороне.

С помощью перемычки, которая по умолчанию установлена между контактами 1 и 2, можно менять режим работы программатора. Так, если перемычка установлена между контактами 1 и 2, программатор работает в параллельном режиме и определяется в диспетчере устройств Windows как параллельный порт (USB-EPP/I2C), а если между контактами 2 и 3 – в последовательном режиме и определяется в диспетчере устройств как COM-порт.

Программатор предназначен для чтения и записи данных в микросхемы flash-памяти серий 24 и 25. На шелкографии на нижней стороне программатора Ch441A указано, каким образом нужно подключать программируемую микросхему каждой из серий. Приобрести программатор можно на Али-Экспресс, например, здесь, а подходящие микросхемы памяти здесь.

2

Софт для работы с программатором Ch441A

Программатор Ch441A поставляется с программой, которая, к сожалению, давно прекратила своё развитие. Последняя версия программы 1.30 датируется 2009 годом. Программа имеет предельно простой и интуитивно понятный интерфейс, который мы подробней рассмотрим чуть далее.

Программное обеспечение программатора Ch441A

Также существует альтернативное программное обеспечение (например, Программатор SPI, I2C, Microwire FLASH/EEPROM v1.4.0), которое, к сожалению, также не отличается дружелюбным интерфейсом и на сегодняшний день более не поддерживается.

Однако, со своей основной задачей программатор вполне успешно справляется даже со штатным программным обеспечением. В чём мы сейчас и убедимся.

3

Чтение и запись ПЗУ с помощью программатора Ch441A

Установим программируемую микросхему в DIP-панель и зажмём с помощью специального рычага. Первая ножка микросхемы flash-памяти обозначена на корпусе точкой.

Программируемая микросхема в ZIF-панели под микроскопом

На нижней стороне программатора, как мы уже видели, отмечено, как необходимо располагать программируемую микросхему.

Программируемая микросхема в DIP-панели программатора Ch441AПрограмматор Ch441A

Будьте предельно внимательны при установке программируемой микросхемы. Если её неправильно (и неудачно) подключить, можно вывести из строя или микросхему, или сам программатор. Явным признаком неправильного подключения микросхемы может служить сильный разогрев частей программатора или программируемой микросхемы.

Подключим программатор к компьютеру, перемычка установлена между контактами 1 и 2. При первом запуске программатора необходимо установить драйверы. Скачать драйверы для программатора Ch441A можно по ссылке в конце статьи.

После установки драйвера запустим программу Ch441A Programmer. Программа автоматически определит, что программатор подключён. В правом нижнем углу в статусной строке программы появится надпись, оповещающая о том, что программа нашла программатор: Состояние: Подключено

Если программа не определила программатор, статусная строка отобразит соответствующее предупреждение.

Нажмите кнопку «Определить» (в разных версиях программы встречаются разные варианты перевода, а изначально интерфейс программы на китайском языке). Программа, если сможет, покажет наиболее подходящие варианты. Также вы можете выбрать тип микросхемы вручную, нажав кнопку «Поиск чипов».

Программа для работы с программатором Ch441A

После того, как чип выбран, нажмите кнопку «Чтение». Программа прочитает и отобразит содержимое чипа в шестнадцатеричном формате (а также в виде текстовых символов в кодировке ASCII).

Кстати, в программе отображается подсказка в виде изображения, как должна быть расположена микросхема при программировании. Так вот, не смотрите на неё. Правильное положение указано на самом программаторе Ch441A, как мы видели ранее, и оно не совпадает с нарисованным в программе.

Для записи данных в ПЗУ нужно ввести в поле представления данных в 16-ном формате необходимый массив байтов, а затем нажать кнопку «Запись». Программа начнёт запись данных в микросхему флеш-памяти. Светодиодный индикатор RUN на программаторе загорится оранжевым цветом. По завершении записи программа проверит успешность записи, сверив переданный массив с содержимым в памяти микросхемы, а индикатор погаснет.

Можно убедиться в том, что данные успешно записаны, отключив программатор от компьютера, а затем подключив его и заново считав содержимое ПЗУ.

Можно сохранить считанный из ПЗУ массив данных в файл. Для этого нужно просто нажать кнопку «Сохранить» и указать желаемое имя файла. А можно, наоборот, загрузить в память данные из файла, нажав кнопку «Открыть».

Как правило, расширения файлов для хранения данных ПЗУ – *.bin, *.hex и *.rom.

Скачать программу и драйверы для программатора Ch441A

Электроника НТБ — научно-технический журнал — Электроника НТБ

Как известно, сейчас почти в любом электронном устройстве используются ПЗУ, ПЛИС и различные микропроцессоры. Применение этих типов микросхем связано с необходимостью предварительной загрузки в них определенной информации. Когда для их программирования использовались стационарные программаторы, микросхема устанавливалась в специальную панельку программатора, программировалась, а затем монтировалась в изготавливаемый печатный узел. Данный подход имел ряд таких недостатков, как:
· сложность, а иногда даже и невозможность проведения модификации изготавливаемой аппаратуры;
· увеличение сроков изготовления аппаратуры за счет введения процедуры предварительного программирования микросхем;
· невозможность введения защиты от копирования загружаемой в микросхемы информации.
В последнее время фирмы-производители микросхем предложили другой подход, который заключается в добавлении нескольких дополнительных цепей программирования в каждую микросхему. Такое решение позволяет программировать микросхемы уже непосредственно на полностью смонтированной плате через несложный последовательный интерфейс (этот подход и получил название ISP). В результате все перечисленные недостатки были устранены. Увеличивающийся спрос на микросхемы с ISP потребовал создания и выпуска устройств-программаторов, позволяющих «загружать» микросхемы через последовательный интерфейс. Программатор ISP соединяет стандартный порт ПК непосредственно с платой разрабатываемого прибора. Ряд фирм, например Altera (www.altera.com) и Atmel (www.atmel.com), начали выпускать такие программаторы [1, 2]. Однако фирмы не придерживаются единого стандарта, а покупка отдельных программаторов для каждого из устройств ведет к увеличению затрат на изготовление аппаратуры. Поэтому возникла потребность в создании универсального устройства, работающего с одним ПО и позволяющего программировать разнообразные типы микросхем различных производителей.
Программатор BLS3. На основе программатора ByteBlasterMV фирмы Altera был разработан первоначальный вариант универсального программатора. По аналогии с фирменным он получил название – «бластер» и кодовое название BLS3. Бластер BLS3 подключается к «принтерному» порту компьютера, имеет небольшие габариты, так как собран в корпусе стандартного 25-выводного соединителя DB-25M (рис.1). Для него было разработано специальное ПО под операционные системы DOS и Windows в целях программирования микросхем фирм Altera и Atmel.
Однако выпуск фирмами-производителями новых серий микросхем, имеющих напряжение питания 1,8 В, потребовал доработки выходных каскадов программаторов. Эта участь постигла и бластер BLS3. После доработки электрической схемы была выпущена новая версия программатора в прежнем конструктиве, но с другим названием – BLS5. Эта модель уже могла работать с микросхемами, напряжение питания которых лежало в пределах от 1,8 до 5 В.
Бластеры USBB и USBB2. Широкое внедрение интерфейса USB в компьютерную технику оказало влияние и на программаторы. Опыт использования BLS3 и BLS5 показал, что «принтерный» порт сдает свои позиции USB-интерфейсу и постепенно исчезает с ПК и ноутбуков. Такое состояние дел потребовало разработки нового программатора, который бы подключался к USB-интерфейсу. Он был разработан и получил название UltraBlaster (USBB). Этот бластер хорошо зарекомендовал себя, однако он не имел низковольтных выходных каскадов, позволяющих работать с микросхемами, напряжение питания которых ниже 2,5 В. После доработки схемы был выпущен UltraBlaster II (USBB2 – рис.2).
Следует отметить, что применение приведенных устройств не ограничивается программированием разных типов микропроцессоров, ПЗУ и ПЛИС. Программаторы имеют несколько интерфейсных линий, которые можно конфигурировать для формирования сигналов интерфейсов SPI, I2C, 1-wire и пр. Соответственно, существует возможность подключения к ним, например микросхем АЦП, имеющих один из указанных интерфейсов, и, таким образом, создания на их основе несложных устройств, тестеров микросхем.

Технические описания ISP-программаторов, списки программируемых микросхем, а также соответствующее ПО можно получить в компании «МФК Точка Опоры», а также найти на сайте компании http://www.fulcrum.ru

Литература
1. ByteBlasterMV Parallel Port Download Cable. Altera. 2002.
2. ATDh3200E Configurator Programming Kit. Atmel. 2002.

Дебют компании Microchip Technology.
Самый маленький микроконтроллер
В стремлении продвинуть микросхемы микроконтроллеров на новые рынки компания Microchip Technology в начале июня этого года объявила о выпуске самого маленького и самого дешевого восьмиразрядного микроконтроллера семейства PIC. Новые приборы серии PIC10F (PIC10F200, PIC10F202, PIC10F204 и PIC10F206) имеют RISC-архитектуру, работающую с 33 однословными командами. Все команды выполняются за один цикл (1 мкс), за исключением команд условного перехода, занимающих два цикла. По производительности микросхемы семейства на порядок превосходят конкурентов той же ценовой категории. Команды шириной 12 бит отличаются высокой симметриеий, благодаря чему в среднем удается вдвое сжать код в сравнении с другими микроконтроллерами аналогичного класса. Простота работы с микросхемами и простота запоминания набора команд позволяют значительно сократить время проектирования.
В архитектуру микросхем семейства входят флэш-память программ объемом 384–768 байт, или 256–512 команд (х12-бит программных слов), ОЗУ данных емкостью 16-24 байт, внутрисхемный прецизионный генератор на частоту 4 МГц (точность при заводской калибровке +1%), блок ввода-вывода, рассчитанный на ток 25 мА, 8-бит таймер, сторожевой таймер. Микросхемы серий PIC10F204 и PIC10F206 содержат также модуль аналогового компаратора. Напряжение питания микроконтроллеров составляет 2–5,5 В, рабочий ток не превышает 350 мкА при напряжении 2 В и частоте 4 МГц, ток в режиме ожидания – 100 нА. Работают микросхемы в промышленном (-40–85оС) и расширенном (-40–125оС) диапазонах температур. И все это великолепие монтируется в шестивыводной малогабаритный корпус типа SOT-23.
Для микросхем семейства предусмотрена возможность внутрисхемного последовательного программирования
(In-Circuit Serial Programmin – ICSP), позволяющего программировать микроконтроллер после установки на печатную плату, а также проводить модернизацию в условиях эксплуатации или добавлять в систему уникальные идентификационные коды .
По мнению разработчиков, микроконтроллеры семейства PIC10F весьма перспективны для применения в системах, где предъявляются высокие требования к площади прибора, его рабочим характеристикам и стоимости, что приведет к освоению ими новых рынков. Наиболее перспективная новая область применения, по мнению компании Microchip Technology, – «электронное связующее звено», позволяющее легко выявлять сбои в работе устройств, смонтирован-ных на печатной плате или выполненных на основе специализированных ASIC. Применение небольшого дешевого микроконтроллера для внесения изменений в конструкцию устройства управления логическими функциями позволит реализовывать более сложные устройства. Микропроцессор может также взять на себя выполнение функций таких пассивных логических блоков, как линии задержки, преобразователи сигнала, смарт-вентил, простые конечные автоматы, кодеры/декодеры и периферийные логические блоки.
Микроконтроллер семейства может заменить 555 таймеров, ШИМ, дистанционно управляемых кодеров, импульсных генераторов, генераторов синусоидальных сигналов, программируемых генераторов частоты, программируемых резисторами генераторов.
Перспективны новые микроконтроллеры и для замены традиционных мехатронных устройств, таких как смарт-ключи, селекторы мод, дистанционно управляемые устройства ввода-вывода, автоматические переключатели светодиодов. Благодаря низкой стоимости микроконтроллеры PIC10F смогут найти широкое применение и в одноразовых приборах, в том числе медицинского назначения: тестерах беременности, контроля содержания глюкозы в крови, тестерах наркотиков и многих других.
Новое семейство микросхем поддерживают средства проектирования компании Microchip, в том числе мощный достаточно дешевый инструментарий MPLAB* In-Circuit Debugger2 для программирования и отладки флэш-памяти.
Компания начала поставки опытных образцов микросхем семейства. Массовое производство планируется на август. При покупке партии в 10 тыс. шт. начальная цена составит 0,49 долл. за PIC10F200, 0,57 долл. за PIC10F202 и PIC10F204 и 0,65 долл. за PIC10F206.

www.microchip.com/pic10f

Сложно ли проектировать микросхемы СБИС? на JSTOR

Информация о журнале

Science, основанный Томасом А. Эдисоном в 1880 году и издаваемый AAAS, сегодня является крупнейшим в мире общенаучным журналом по тиражу. Издается 51 раз в год, журнал Science известен своими высоко цитируемыми, рецензируемыми научными работами, своей особой силой в дисциплинах наук о жизни и отмеченным наградами освещением последних научных новостей. Онлайн-издание включает не только полный текст текущих выпусков, но и научные архивы, относящиеся к первому изданию Эдисона в 1880 году.Сайт Science Careers, который можно найти в печати и в Интернете, предоставляет еженедельно публикуемые статьи о карьере, тысячи объявлений о вакансиях, обновляемых несколько раз в неделю, и другие услуги, связанные с карьерой. В интерактивном научном мультимедийном центре представлены научные подкасты, изображения и слайд-шоу, видео, семинары и другие интерактивные функции. Для получения дополнительной информации посетите www.sciencemag.org.

Информация для издателей

AAAS, основанная в 1848 году, превратилась в крупнейшее в мире междисциплинарное научное общество, насчитывающее почти 130 000 членов и подписчиков.Миссия «продвигать науку, технику и инновации во всем мире на благо всех людей» вывела организацию на передний план национальных и международных инициатив. Глобальные усилия включают программы и партнерства по всему миру, от Азии до Европы и Африки, а также обширную работу в области прав человека с использованием геопространственных технологий для подтверждения нарушений. Программы по науке и политике включают в себя крупный ежегодный форум по политике в области науки и технологий, стипендии в рамках политики в области науки и технологий в Конгрессе США и правительственных агентствах, а также отслеживание финансирования США для исследований и разработок.Инициативы в области естественнонаучного образования заложили основу для обучения на основе стандартов и предоставляют учителям инструменты поддержки в Интернете. Мероприятия по привлечению общественности создают открытый диалог с учеными по таким социальным вопросам, как глобальное изменение климата. AAAS также выступает в качестве зонтичной организации для федерации, состоящей из более чем 270 аффилированных научных групп. Расширенная серия веб-сайтов включает в себя исчерпывающие ресурсы по развитию карьеры. Для получения дополнительной информации посетите www.aaas.org.

Программа

GEM соответствует требованиям Министерства обороны США, не конкурирует с промышленностью.

Для поддержки боевиков этой страны Программа Generalized Emulation of Microcircuits (GEM) производит сотни типов высоконадежных деталей, которые промышленность больше не может поставлять.GEM помогла поддерживать требуемый уровень доступности для сотен систем оружия, которые использовались как в мирное время, так и в конфликтах в Косово, Афганистане, Ираке и других местах за последние 12 лет. Без GEM многие из этих систем вооружения испытали бы пониженный уровень готовности, потенциально подвергая опасности жизни воинов. В течение этого периода не было зарегистрировано ни одного отказа, жесткого или мягкого, ни одной из более чем 45 000 микросхем GEM в полевых условиях.

Некоторые опасения, выраженные в «Промышленности, Министерство обороны США расходится по поводу надежности частей реактивного истребителя F-15» в выпуске журнала Military & Aerospace Electronics за ноябрь 2003 г., либо неверно направлено, не соответствует реальной технологии, либо связано с неправильным толкованием программы GEM.Программа GEM не начиналась с идеи выбора технологии биполярных комплементарных металл-оксидных полупроводников (BiCMOS). Технология BiCMOS стала конечным результатом полного и открытого (неограниченного) конкурса, проведенного правительством за приобретение технологии эмуляции микросхем. Требований к приобретению какой-либо конкретной технологии обработки не было. Победитель конкурса просто выбрал BiCMOS для своего предложения, исходя из своих лучших технических решений. Хотя BiCMOS вошел в моду в конце 1980-х годов, первые патенты на технологию BiCMOS появились более чем на десять лет раньше.

Утверждения о том, что устройства GEM подвержены мягким сбоям, никогда не демонстрировались за многие годы полевого использования в какой-либо системе оружия. В дополнение к ответу компетентной инженерной организации F-15, цитируемому в статье, бывший летный офицер F-15 с многолетним опытом полетов указал, что не было никаких отказов, характерных для упомянутой в статье.

Программа GEM маркирует свои устройства в соответствии как со стандартными микросхемами, так и с отраслевыми практиками.Те, кто выступает за изменение номеров деталей для устройств GEM на основе некоторой предполагаемой технологической проблемы, игнорируют тот факт, что полупроводниковая промышленность постоянно «улучшает» свои производственные процессы без изменения номеров деталей. Действительно, традиционное восстановление устройств является сложной задачей из-за ограниченной доступности оригинального технологического оборудования и материалов.

Устройства программы GEM соответствуют всем требованиям к форме, размерам и функциям, указанным в спецификациях, в соответствии с которыми они маркируются.Линия по производству GEM проверена и сертифицирована на соответствие MIL-PRF-38535. В рамках этого процесса требуемый Совет по обзору технологий, состоящий из старших экспертов в области проектирования, испытаний, теории процессов, изготовления, производства и качества ИС, берет на себя ответственность перед обороной нашей страны, воином, Программой GEM, и, в конечном итоге, первостепенное значение имеет налогоплательщик. Программа GEM производит только высококачественный продукт и поддерживает его. GEM никогда не подвергнет опасности наши бойцы.

Наконец, программа GEM работает в соответствии с Положением о федеральных закупках и регулирующим контрактом, чтобы не конкурировать с промышленностью. Программный офис GEM дал указание подрядчику GEM не предлагать цену повторно, если промышленность может соответствовать требованиям Министерства обороны США (DOD). Мы считаем всю отраслевую поддержку Министерства обороны США бесценным ресурсом.

Дэвид Г. Робинсон
Менеджер программы DMSMS & GEM
Центр снабжения обороны, Колумбус
Колумбус, Огайо

1964: Гибридные микросхемы достигли пикового объема производства | Кремниевый двигатель

В конце 1950-х годов компания U.С. Армейский корпус связи. В рамках программы RCA в качестве генерального подрядчика были разработаны гибридные микросхемы в виде плотных микромодульных сборок электронных компонентов. Гибридные схемы содержат один или несколько транзисторных чипов и пассивных компонентов, установленных на керамических подложках и соединенных между собой проводами или токопроводящими дорожками. После появления монолитных ИС функции, которые требовали упаковки с высокой плотностью и не могли быть интегрированы по экономическим или техническим причинам, продолжали производиться как гибриды.Примеры включают прецизионные аналоговые устройства, автомобильные средства управления и ранние полупроводниковые запоминающие устройства.

IBM разработала технологию Solid Logic Technology (SLT) для семейства компьютеров System / 360 в 1964 году до того, как монолитные ИС смогли удовлетворить потребности больших компьютеров в стоимости и скорости. Транзисторные микросхемы и пассивные компоненты, установленные на квадратных керамических модулях 0,5 дюйма с вертикальными выводами, потребляли меньше энергии и места, предлагая при этом более высокую скорость и превосходную надежность по сравнению с печатными платами со встроенными транзисторами.IBM произвела сотни миллионов модулей SLT на высокоавтоматизированном специально построенном заводе в Ист-Фишкилле, штат Нью-Йорк. Bell Laboratories использовала устройства Beam Lead Sealed-Junction (BLSJ) и тонкопленочные межсоединения (Milestone 1965) для производства гибридных ИС для телефонных систем до конца 1960-х годов.

Раньше гибридные схемы ручной работы были трудоемкими и дорогими в производстве, но теперь они широко используются в приложениях, где интегрированные устройства не могут удовлетворить конкретные задачи. Многокристальные модули (MCM) и корпуса (MCP) — это современные гибридные схемы машинной сборки, используемые для некоторых высокопроизводительных микропроцессоров и приложений памяти, автомобильных систем и радиочастотных трансиверов в сотовых телефонах и беспроводных локальных сетях.

  • Генри, Р. «Проект Тинкертой: система механизированного производства электроники на основе модульной конструкции», IRE Transactions on Production Techniques , Vol. 1, выпуск 1 (сентябрь 1956 г.) с. 11.
  • Даммер, Г. У. А. и Гранвилл, Дж. У. Миниатюрная и микроминиатюрная электроника (Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья, 1961), стр. 241-262.
  • Дэвис, Э. М., Хардинг, У. Э., Шварц, Р. С., Корнинг, Дж. Дж. «Технология твердой логики: универсальная высокопроизводительная микроэлектроника», Журнал исследований и разработок IBM (апрель 1964), стр. 102-114.
  • Интегрированные микросистемы Fairchild . Рекламная брошюра Fairchild Semiconductor. (1969).
  • Smits, F. M. ed. История инженерии и науки в системе Bell: Электронная технология (1925-1975) (AT&T Bell Laboratories, 1985) стр.110-113.
  • Бассетт, Росс Нокс В век цифровых технологий . (Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса, 2002) стр. 67

General Microcircuits, Inc. — Shat-R-Shield

General Microcircuits, Inc. (GMI) — глобальная компания по производству электроники, которая производит печатные платы для различных отраслей и приложений, включая системы автоматического считывания показаний счетчиков, производство электроэнергии и решения для светодиодного освещения. GMI потребовался партнер по конформному покрытию, чтобы помочь улучшить характеристики и срок службы новой конструкции печатной платы, специально разработанной для модуля управления, который будет использоваться для сбора данных в суровых условиях окружающей среды.

Challenge
Первоначальные технические требования к конструкции печатной платы (PCB) модуля управления не включали защитное конформное покрытие, нанесенное на двустороннюю PCB. Компания GMI быстро осознала, что необходимо превосходное защитное покрытие, чтобы защитить различную электронику и компоненты от непредсказуемой природы окружающей среды. Кроме того, защитное покрытие поможет печатной плате пройти спецификацию на удары и вибрацию, также присущие окружающей среде при эксплуатации.GMI искала партнера по конформному покрытию, который мог бы автоматизировать процесс нанесения и удовлетворить все требования к характеристикам.

Решение
После оценки нескольких компаний, производящих конформные покрытия, служба прецизионных конформных покрытий Shat-R-Shield быстро стала идеальным партнером для удовлетворения уникальных деловых потребностей GMI. Используя Shat-R-Shield, роботизированное дозирующее оборудование наносило покрытие на определенные области на печатной плате, обеспечивая при этом отсутствие покрытия на определенных областях и компонентах.Точность работы в сочетании со спецификациями конструкции печатной платы обеспечивает улучшенную защиту, производительность и долговечность. GMI также требовался партнер, который мог бы поддерживать большие объемы, сохраняя при этом высокое качество и повторяемость, и Shat-R-Shield работал по всем направлениям.

Результаты
Услуга конформного покрытия Shat-R-Shield не только удовлетворяет требованиям GMI по защите печатной платы от внешних элементов, таких как влага, пыль, химические вещества и солевой туман, но и высокоэффективное покрытие также защищает печатную плату от теплового удара. и вибрация для предотвращения повреждения хрупких электрических компонентов.Кроме того, автоматизированный процесс нанесения обеспечил экономию GMI — устранение необходимости нанимать больше людей для ручного нанесения покрытия на печатные платы.

Отзывы клиентов
«Shat-R-Shield работала как расширение нашей команды, и их технический опыт имел решающее значение на этапе создания прототипа печатной платы и развертывания производства», — сказал Алан Моррис, менеджер программы, General Microcircuits, Inc. Shat-R-Shield приветствовал нашего клиента на месте и был очень заинтересован в том, чтобы подробно ответить на вопросы, объяснить процессы и требования на своем производственном участке и, прежде всего, … удовлетворить нашего клиента.Передача конформного покрытия Shat-R-Shield на аутсорсинг освобождает ценное производственное время для GMI, и я с нетерпением жду возможности работать с ними в будущем, поскольку мы осознаем ценность, которую они представляют, и их разумную философию бизнеса ».

Высокопроизводительный анализ микросхем человеческого мозга с помощью мультинейронного патч-зажима нового поколения

Существенные изменения:

1) Одной из основных проблем является система очистки пипеток, адаптированная авторами. В соответствии с исходным протоколом CR Forest, необходим дополнительный этап для очистки остаточного детергента, приставшего к внешней поверхности наконечника пипетки с помощью ACSF, перед перемещением пипеток в записывающую камеру для попытки пластыря, однако Пэн и его коллеги пропустили этот шаг.Авторы заявляют, что есть веская практическая причина для пропуска этого шага, но данных в поддержку этой практики предоставлено мало или они отсутствуют. Они утверждают, что не было различий в качестве записи или электрофизиологических свойствах между пипетками вначале и после очистки, но эти утверждения должны быть подтверждены данными. В частности, было бы важно сообщить, как мембранный потенциал, входное сопротивление, синаптические события и параметры потенциала действия (амплитуда, ширина и др.) Изменяются со временем после исправления и повторного сопоставления.

Благодарим вас за понимание нашего обоснования отказа от дополнительной очистки. Мы согласны с тем, что эта практика и наше заявление о неизменной физиологии нейронов должны быть подтверждены дополнительными данными. Чтобы оценить возможное влияние нашего протокола очистки на качество записи и электрофизиологические свойства, мы провели дополнительные эксперименты на острых срезах мозга из моторной коры головного мозга крыс. Мы зарегистрировали 81 нейрон в 12 срезах мозга от 2 животных (P21, P22) с помощью 28 пипеток с двумя последовательными циклами очистки и сравнили клеточную и синаптическую физиологию.Мы исключили 4 интернейрона, кроме того, были исключены 9 клеток с деполяризованным мембранным потенциалом, которые были зарегистрированы на свежих и очищенных пипетках с равной вероятностью (3/28 клеток со свежими пипетками, 2/28 клеток после первой очистки и 4/28 клеток после второй очистки. ), подробнее см. в разделе «Материалы и методы».

Мы построили график распределения клеточных и синаптических свойств свежих и очищенных пипеток на рисунке 3. Кроме того, мы рассчитали среднее относительное изменение и его доверительный интервал для всех запрошенных параметров.Мы обнаружили, что относительное изменение среднего значения этих параметров находится в пределах 10%. Мы также рассчитали доверительный интервал этих относительных средних изменений, который представляет собой границы статистически значимой эквивалентности. В целом, мы не нашли доказательств систематического воздействия нашего подхода к очистке на клеточную или синаптическую физиологию. Мы включили статистические результаты в качестве исходных данных на рис. 3 и соответствующим образом адаптировали раздел «Материалы и методы».

2) В статье слишком много внимания уделяется анализу связности и игнорируются его ограничения, например.г., ложные негативы. Авторы могут пожелать, вместо этого, подчеркнуть, что мультипатч-запись в настоящее время является единственным доступным методом для анализа прочности и краткосрочной пластичности моносинаптической связи.

Мы благодарим рецензента за то, что он поднял этот вопрос, и согласны с тем, что существуют ограничения относительно анализа связности с использованием мультипатч-записей. Мы включили параграф, посвященный потенциальным причинам ложноотрицательных результатов в Обсуждение.

Мы также согласны с тем, что синаптическая сила и кратковременная пластичность являются важными параметрами этих связей.Несмотря на то, что парная конфигурация записи с фиксацией состояния представляет собой оптимальный подход к анализу этих параметров, их также можно определить, комбинируя записи с фиксацией фиксации с двухфотонным снятием каркаса глутамата или оптогенетической стимуляцией. Однако надежность пресинаптической стимуляции может быть ниже, чем при использовании метода патч-кламп. Мы подчеркнули важность этих параметров и технические преимущества мультипатч-подхода в соответствующем разделе «Обсуждение».

3) Важные отсутствующие экспериментальные детали включают указание на возможность исправления ячеек во время записи из других ячеек, время, необходимое для проверки возможности соединения, и анализ распределения расстояний между записанными ячейками (например,g., является ли распределение ячеек по расстояниям, полученным для продления записи, таким же, как полученное изначально?).

Хотя проверка возможности подключения одновременно с установкой исправлений сэкономит время, мы воздержались от этого по нескольким практическим причинам, которые мы изложили в новом абзаце в разделе «Результаты». Мы также включили время, необходимое для проверки возможности подключения и измерения внутренних свойств ячеек (раздел «Результаты»).

Мы благодарим рецензента за то, что он поднял важный вопрос о том, что межсоматические расстояния могут влиять на вероятность соединения, и что необходимо контролировать местоположения репатриированных ячеек, чтобы предотвратить возможное смещение.Как и предполагалось, мы проанализировали эффект очистки с расширением на межсоматическое расстояние в наших предыдущих экспериментах с предубикулумом крыс и обнаружили аналогичное распределение между кластерами, полученными с очисткой с расширением и без нее. Мы построили распределение расстояний на Рисунке 5 — в приложении 1 к рисунку и обсудили их в разделе «Результаты».

4) Авторы подчеркивают некоторые преимущества полуавтоматического подхода, но не определяют другие аспекты мультипатч-экспериментов, которые могут выиграть от автоматизации — например, сбор данных и онлайн-контроль качества, а также обнаружение соединения в реальном времени.Учитывая потенциал для сбора такого большого количества данных, следует рассмотреть формат данных (например, нейроданные без границ), совместное использование данных, автоматизацию обнаружения и анализа соединений.

Мы согласны с тем, что есть несколько аспектов экспериментов, которые можно автоматизировать в дальнейшем, и мы также убеждены, что увеличение объема данных требует стандартизации анализа и формата данных. Однако мы действительно видим компромисс между экспериментальной гибкостью и автоматизацией сбора и анализа данных.Поскольку мы хотели максимизировать применимость для других групп и их конкретных вопросов в этом отчете, мы использовали коммерчески доступное программное обеспечение для сбора данных, в то время как автоматический анализ трассировки для обнаружения соединений, безусловно, важен и является постоянной задачей. Хотя программное обеспечение Signal может также выполнять онлайн-анализ, мы считаем, что это необходимо только для экспериментов с замкнутым циклом. Мы включили новый абзац по этим вопросам в раздел «Обсуждение». Мы также поддерживаем усилия открытой науки и разработки стандартизированного формата данных для облегчения сотрудничества.Мы предоставили предложения по этой теме в разделе «Обсуждение».

5) Несмотря на то, что использование редких живых тканей человека и, особенно, для увеличения объема данных по каждому образцу является веским основанием для разработки систем с несколькими заплатами, возможно, еще не известно, будет ли этого достаточно, чтобы исследовать разницу между частные лица. Какие различия наблюдались при обсуждении различий между людьми? Типы ячеек, связи? Я бы посоветовал авторам смягчить это утверждение.

Мы понимаем озабоченность автора обзора относительно статистической силы размеров нашей выборки для выявления значимых различий между людьми. Мы хотим подчеркнуть, что наша основная цель получения больших выборок от отдельных пациентов состоит не в том, чтобы определить эти различия между отдельными людьми, а, скорее, в том, чтобы получить возможность оценивать индивидуальную изменчивость. Мы считаем, что это очень важно, поскольку ткань получена от очень разнородной группы пациентов.Анализ данных на индивидуальном уровне может помочь нам определить инвариантные параметры, которые могут указывать на общие принципы коры головного мозга человека. С другой стороны, параметры с высокой индивидуальной вариабельностью следует анализировать с осторожностью и проводить дальнейшие исследования. Поэтому мы считаем, что получение статистически значимых наборов данных у одиноких пациентов является важным шагом для мотивации и руководства будущими исследованиями. Мы перефразировали и детализировали нашу претензию в рукописи, чтобы лучше отразить этот аспект (Аннотация; Введение; Обсуждение).

В нашем предварительном анализе мы не обнаружили значительных различий во взаимосвязи пирамидных клеток между пациентами, в то время как мы определили, что доверительный интервал различий в вероятности соединения находился в диапазоне от -5% до 9,5%. В целом, мы полагаем, что полный анализ и обсуждение потенциальных инвариантных и вариантных параметров выходят за рамки этого технического отчета, и их лучше рассмотреть в отдельной исследовательской статье. Мы добавили статистический анализ в соответствующие разделы «Результаты» и «Материалы и методы».

[Примечание редакции: до принятия были запрошены дополнительные исправления, как описано ниже.]

Рукопись была значительно улучшена, но остается одна проблема, которую необходимо решить перед принятием, как указано ниже:

Относительно новых экспериментов по повторному связыванию после обработки Alconox без промывки Alconox (подраздел «Окончательная последовательность удаления не требует дополнительных лунок, содержащих aCSF»). Они убедительны и показывают, что в тканях мозга молодых крыс в целом наблюдается небольшой кумулятивный эффект процесса очистки на последующее здоровье нейронов.Здесь необходимо прояснить два момента.

1) Ожидают ли авторы, что результаты со зрелой тканью мозга человека будут эквивалентны результатам с тканью мозга молодой крысы? Есть ли какие-либо ограничения, о которых нам следует знать в этом валидационном эксперименте.

2) Были ли когда-либо одни и те же нейроны репатриированы после очистки? Это позволит провести прямое сравнение свойств нейронов до и после очистки патч-пипетки.

Мы провели первые ревизионные эксперименты на крысах, потому что у нас редко есть человеческие ткани и мы не получали их во время ревизии.Мы также не пытались перепатчить одни и те же нейроны. Однако нам повезло, и мы дважды получали человеческую ткань за последние две недели, и теперь мы провели дополнительные эксперименты, чтобы оценить влияние очистки на электрофизиологические свойства человеческих нейронов.

Мы сравнили свойства нейронов, покрытых свежими (n = 24) или очищенными пипетками (n = 9, рисунок 3 — приложение к рисунку 1). Мы также перепрограммировали те же нейроны той же очищенной пипеткой (n = 9, рисунок 3 — приложение к рисунку 2) или другой свежей пипеткой (n = 5, рисунок 3 — приложение к рисунку 3).Мы смогли показать, что внутренние электрофизиологические свойства человеческих нейронов были и оставались схожими в разных условиях (статистические данные и тесты на рисунке 3 — исходные данные 1). Хотя мы действительно наблюдали значительное снижение входного сопротивления в клетках, повторно сопоставленных с помощью очищенной пипетки, несколько дополнительных факторов могли способствовать изменчивости в этих нейронах, например, эффект самовоспроизведения или прошедшее время. Эти не зависящие от очистки изменения отражаются в вариабельности, обнаруженной также в нейронах, повторно обработанных свежими пипетками (рис. 3 — приложение к рис. 3).

Поскольку мы показали, что сама пипетка не оказывает систематического влияния на внутренние свойства, мы также рассмотрели возможность того, что внеклеточный раствор, в котором были промыты пипетки, мог иметь эффект (Рисунок 3 — рисунок Приложение 4). Поэтому мы исправили кластеры нейронов (n = 19) и сравнили их свойства и синаптические связи (n = 7) до и после очистки других пипеток, чтобы смоделировать изменения во внеклеточном растворе после промывания.Опять же, мы обнаружили, что потенциал мембраны покоя и кинетика потенциала действия оставались очень стабильными (средняя относительная разница в пределах 2%), в то время как входное сопротивление и сопротивление доступа увеличивались. Мы также не наблюдали особой тенденции в постсинаптических амплитудах между этими двумя состояниями, которая показывала как небольшое увеличение, так и уменьшение (n = 7, Рисунок 3 — приложение к рисунку 5, Рисунок 3 — исходные данные 2). Мы соответствующим образом скорректировали разделы «Результаты» и «Материалы и методы» в рукописи.

В целом, мы смогли показать, что результаты наших экспериментов по очистке нейронов человека аналогичны тем, которые мы продемонстрировали на нейронах крысы, даже когда та же самая клетка была репатриирована.Мы действительно увидели, что входное сопротивление уменьшилось в клетках, повторно обработанных с помощью очищенной пипетки, и увеличилось в клетках, зарегистрированных в ACSF после промывки. Хотя повторная синхронизация, время записи и нейронная изменчивость могут повлиять на эти параметры, мы не можем исключить эффект очистки пипетки в этом случае. Поэтому мы подчеркиваем, что эти валидационные эксперименты ограничиваются нашими настройками и вопросами исследования и что любая реализация нашей процедуры очистки другими должна быть тщательно проверена на параметры и в интересующем модельном организме.Тем более, что прилипший детергент на пипетке может зависеть от множества факторов, которые необходимо учитывать и настраивать для каждой экспериментальной установки (подраздел «Окончательная последовательность изгнания не обязательно требует дополнительных лунок, содержащих aCSF»).

Кроме того, поскольку каждый патч-электрод использовался более одного раза, возможно, релевантным статистическим сравнением здесь является дисперсионный анализ повторных измерений, а не статистика популяции групп, как, по-видимому, показано на рис. 3J, K и L.

Спасибо за полезный совет. Мы выполнили повторные измерения ANOVA для 14 пипеток, с помощью которых были получены три успешных записи пирамидных клеток (свежие, 1x очистка, 2x очистка). Он не показал значимой тенденции, и мы включили результаты в Рисунок 3 — исходные данные 2. Мы также соответствующим образом адаптировали разделы «Результаты» и «Материалы и методы».

https://doi.org/10.7554/eLife.48178.sa2

Практические вопросы и решения | Cogiscan

В этом документе описываются некоторые ключевые проблемы, с которыми столкнулась производственная группа Raytheon Integrated Defense Systems в Андовере, Массачусетс, во время реализации новой программы обращения с PEM.Этот проект был инициирован требованием заказчика соответствовать последней редакции [1] IPC / JEDEC J-STD-033. Было обнаружено, что промышленный стандарт очень сложно внедрить на производственном участке с использованием традиционных ручных журналов и процедур. Ключевые проблемы были связаны со сложной логистикой, связанной с отслеживанием и мониторингом широкого спектра PEM и их оставшегося срока службы пола в различных средах.

Решение, которое в конечном итоге было реализовано в Raytheon Integrated Defense Systems, основано на программной системе, которая автоматизирует отслеживание и мониторинг PEM в полном соответствии с рекомендациями отраслевого стандарта (PEM также известны как чувствительные к влаге устройства или MSD).Проект прошел несколько этапов, включая проверку настройки машины с использованием «интеллектуальных питателей» с акцентом на системную интеграцию и обучение сотрудников, чтобы убедиться, что все поддерживают новую программу и правильно используют новую систему.

Контекст

Платы собираются с использованием влагочувствительных устройств. МСД — это компоненты, которые инкапсулированы влагопроницаемым материалом (обычно эпоксидным материалом). Поскольку эпоксидный материал проницаем, эти устройства классифицируются как чувствительные к влаге, что просто означает, что они впитывают влагу после того, как их открыли из запечатанной упаковки, и количество поглощенной влаги со временем увеличивается.Чтобы избежать повреждения компонентов или возможного выхода из строя, вызванного расширением влаги и растрескиванием во время процесса пайки оплавлением, необходимо отслеживать и контролировать содержание влаги в этих компонентах. Обычно это можно сделать вручную. Однако это подвержено человеческой ошибке. Компания Raytheon решила, что необходима автоматизированная система слежения и контроля.

Проблемы перед внедрением автоматизированной системы управления МСД

  • Сборочные линии простаивали по много часов каждый день, в то время как производственные операторы были заняты расчетом оставшегося срока службы пола всех чувствительных к влаге компонентов.
  • Инженеры-технологи
  • столкнулись с серьезными проблемами при переводе требований отраслевых стандартов в простые ручные процедуры, которые оказали бы минимальное влияние на общую производительность. Они также тратили много времени на обновление этих процедур, чтобы не отставать от постоянных изменений отраслевых стандартов.

Производственная группа хотела найти решение, которое повысило бы урожайность и ускорило производство. Идеальная система обеспечит отслеживание в реальном времени, полную прослеживаемость и, что более важно, полный контроль над устройствами, чувствительными к влаге [2].Желаемое решение могло бы сократить время простоя и предоставить записи, демонстрирующие качество готовой продукции.

Оценка системы

Учитывая сложность и критический характер этой проблемы, компания Raytheon хотела приобрести лучшую систему, доступную на рынке. Сравнив ведущего поставщика решений с альтернативными поставщиками, компания Raytheon пришла к выводу, что они обладают превосходным опытом и четко ориентированы на контроль материалов в промышленности электронной промышленности.Они предложили запатентованное решение для MSD Control, которое полностью соответствовало отраслевому стандарту J-STD-033, чего требовали клиенты Raytheon.

Решение

  • Компания Raytheon начала постепенно использовать систему управления MSD, чтобы убедиться, что операторы производства примут и поддержат эту систему.
  • Они начали с отслеживания PEM в производственной зоне SMT, и в конечном итоге они интегрировали приложение Line Set-up Control в свою процедуру, чтобы операторы не могли забыть сканировать любые PEM в системе во время смены продукта.
  • Операторы точно знают, где находятся все МСД в цехе, и точный оставшийся срок их службы до истечения срока годности. Система заставляет операторов загружать в систему каждое задание и рецепт.
  • Он также предоставляет им простые инструкции о том, какая часть должна быть загружена или выгружена, когда линия не проверена.

Система полностью защищена от ошибок, что повысило общую эффективность и уменьшило количество деталей, которые необходимо выпекать.

С предыдущими ручными процедурами, в любой ситуации, когда точное время выдержки не было четко установлено, приходилось проявлять консервативность и подвергать компоненты запеканию. Этого никогда не происходит с автоматизированной системой управления МСД, поскольку она обеспечивает полную историю времени экспонирования для каждого отдельного лотка и барабана с компонентами.

Льготы

Сократить время простоя на 83%

При использовании старых ручных процедур операторы должны были вычислить оставшийся срок службы пола всех МСД с обеих сторон печатных плат для сборок двустороннего оплавления.Перед использованием автоматизированной системы управления МСД требовалось от одного до двух часов на настройку линии. Сегодня на пуленепробиваемую настройку уходит всего 10–20 минут. В результате компания Raytheon устранила трату времени на отслеживание своих МСД вручную и значительно повысила их производительность.

Сокращение циклов выпечки на 94%

Поскольку внедренная система отслеживает все воздействия МСД и имеет правила промышленного стандарта J-STD-033, встроенные в программное обеспечение, ненужное сухое выпекание сокращается или исключается *.Он также понимает все правила, касающиеся «кратковременного воздействия», которое позволяет детали перезагружать, если она правильно хранится в безопасном сухом хранилище. Компании, которые не контролируют свои MSD эффективно, обычно используют чрезмерные циклы выпечки, чтобы снизить риск будущих проблем. Поскольку у нас есть такой контроль и уверенность в системе отслеживания, мы точно знаем, какие детали требуют цикла выпечки. * Промышленный стандарт не позволяет приостанавливать часы для МСД с уровнем чувствительности к влаге 4 и 5 даже при хранении в сухом виде; поэтому нам все равно нужно запечь компоненты, связанные с этим условием.

Пошаговая эволюция системы

Система управления MSD была реализована в несколько этапов, чтобы облегчить внедрение и внедрение операторами. Система изначально была установлена ​​как полностью автономное приложение. Через некоторое время он был интегрирован с существующим приложением управления материальными потоками для автоматического обмена транзакциями движения материалов и создания новых компонентов.

Новые интеллектуальные кормушки

В 2008 году компания Raytheon приступила к модернизации своих существующих линий SMT, добавив серию новых машин для укладки.Raytheon провела оценку 6 ведущих поставщиков оборудования. Одним из основных требований к новым машинам было включение интеллектуальных питателей для проверки настройки, поскольку в предыдущем оборудовании использовалась система на основе штрих-кода, которая не была полностью замкнутой и защищенной от ошибок. В конце концов, многие факторы сыграли роль в окончательном решении выбрать машины для размещения SMT от конкретного поставщика. Существенный вес был придан тому факту, что эта машина предлагала превосходную интеллектуальную систему подачи RFID [3], которая была фактически разработана той же компанией, что и система управления MSD, в соответствии с соглашением о перепродаже OEM.В результате существующее приложение MSD Control может быть легко интегрировано с интеллектуальной системой подачи с общим пользовательским интерфейсом и общей базой данных.

Интеллектуальные тележки-кормораздатчики

В отличие от других типов интеллектуальных питателей, которые ограничены установочной машиной, интеллектуальная система подачи RFID основана на глобальной платформе для отслеживания материалов и может быть расширена для других типов материалов по всему предприятию. В качестве примера компания Raytheon недавно добавила в складские помещения интеллектуальные тележки для хранения с подающим механизмом.Это обычные питающие тележки, оборудованные RFID-антеннами, аналогичные тем, которые установлены на питающих тележках машин. Как только это новое оборудование подключено к системе управления материалами, оно обеспечивает инвентаризацию всех питателей и связанных с ними компонентов в режиме реального времени в режиме онлайн и офлайн.

Интеграция с программным обеспечением машины

Еще одним преимуществом интеллектуальной системы подачи по сравнению с предыдущим программным обеспечением для управления материалами является прямая интеграция между центральной базой данных отслеживания материалов и фактическим программным обеспечением машины.Важные производственные данные в реальном времени могут совместно использоваться обеими системами, что дает множество преимуществ. Например, машина остановит производство, если срок годности компонента MSD истечет. Машина также обеспечивает точное потребление компонентов, что позволяет получать предупреждения низкого уровня и другие уровни упреждающего управления материалами. В будущем Raytheon также выиграет от этого более высокого уровня интеграции, когда они начнут собирать данные прослеживаемости на уровне компонентов, вплоть до местоположения индивидуального позиционного обозначения на каждой печатной плате.

Проверка автономной настройки и контроль комплектования

Интеллектуальная система подачи также имеет программный модуль для проверки автономной настройки. Когда операторы в нашей автономной области комплектования создают комплекты для производства, они устанавливают катушки на питатели и питатели на мобильных тележках в отдельном складском помещении. На этом этапе информация о компонентах должна быть связана с интеллектуальным питателем, поэтому для этого процесса пришлось использовать программное обеспечение автономной настройки вместо предыдущего программного обеспечения для управления комплектованием.Это создало дополнительные требования для интеграции программного обеспечения с глобальной системой отслеживания запасов. После этого внедрения сотрудники складских помещений смогли воспользоваться улучшенным графическим пользовательским интерфейсом. Это позволило им быстрее и точнее увидеть статус каждой тележки для каждого задания во время настройки.

Планы на будущее

На протяжении многих лет одной из наиболее важных особенностей системы управления материалами была модульная и масштабируемая архитектура. Это позволило компании Raytheon легко разбить большой проект на более мелкие этапы, которыми легче управлять и реализовывать.Более или менее каждый год Raytheon расширяет исходную систему, чтобы получить все больше и больше преимуществ, связанных с контролем материалов в различных частях завода.

Заключение

С 2003 года Raytheon Andover является лидером в области автоматизации управления PEM в производственных цехах. Как только была установлена ​​первая фаза системы MSD Control, они добились значительной экономии с точки зрения производительности за счет сокращения времени, необходимого для настройки производственных линий, и уменьшения количества ненужных циклов выпечки.Система управления материалами обеспечивает видимость и контроль всех компонентов в производственном цехе в режиме реального времени. Он гарантирует, что все детали находятся в нужном месте в нужное время, обрабатываются в соответствии с отраслевыми стандартами, и предоставляет исторические записи, подтверждающие это. За прошедшие годы система была расширена в несколько этапов, чтобы охватить все больше и больше аспектов контроля материалов как на нашем производственном участке, так и на участке комплектования. Добавляя новые функции небольшими порциями, инженерные разработки Raytheon Circuit Card Assembly (CCA) улучшили наш критически важный процесс, снизив при этом риски и усилия, связанные с внедрением новых систем, и это гарантирует быструю окупаемость с минимальным нарушением текущих операций.

Список литературы

  1. IPC / JEDEC J-STD-033B, октябрь 2005 г.
  2. Франсуа Монет, Cogiscan Inc., «Критические производственные проблемы и решения для отслеживания чувствительных к влаге устройств», SMTAI 2001
  3. Роберт Дж. Блэк, младший, Juki Automations Systems, «Применение интеллектуальных фидеров RFID для управления производством», SMTAI 2005 257
Контакты:

Raytheon Integrated Defense Systems, Рик Йодис, США

Экологические испытания микросхем в пластиковом корпусе

В течение более чем 10 лет промышленность по производству электронных компонентов для военной и аэрокосмической промышленности подвергалась инициативам по сокращению производства, инициированным Министерством обороны, которые сокращают производство герметичных микросхем (HSM).В результате в этих отраслях промышленности было пересмотрено использование коммерческих микросхем в пластмассовом корпусе (PEM). Эти PEM должны быть подвергнуты серии испытаний на надежность, адаптированных к функциональным требованиям их спецификаций.

PEM представляет собой микросхему с кристаллом и выводной рамкой, заключенными в твердый пластиковый герметик, как показано на Рис. 1 . 1 Сегодня только автомобильная промышленность устанавливает 2,7 миллиона PEM в день. 2

Поскольку военные и аэрокосмические конструкции склоняются к более широкому использованию PEM, экологические лабораторные испытания, такие как оценка температуры компонентов, температурный цикл, тепловой удар, стабилизационная выпечка, высокоускоренные стресс-тесты (HAST), автоклав, соляная атмосфера, влагостойкость, статические и динамическое приработка играет жизненно важную роль в оценке показателей надежности.

В июне 1994 года министр обороны Уильям Перри опубликовал «План перемен», инициативу по реформе закупок, предлагающую изменение политики в отношении военных спецификаций и стандартов.Директива содержала более 80 рекомендаций, большинство из которых касались индустрии электронных компонентов. 3 Г-н Перри призвал руководителей военных программ использовать коммерческие детали и технические характеристики для новых систем, а также отказаться от дорогостоящих и трудоемких военных спецификаций и стандартов. 4

Еще одним фактором, лежащим в основе директивы Perry, является изменение методов приобретения коммерческих запчастей для военных систем. Это изменение было предложено как необходимое для здоровья отечественной военно-промышленной базы и, как следствие, здоровья нашей национальной безопасности. 5

Наиболее существенно от этой политики зависит судьба HSM, производимых в соответствии с военными стандартами и спецификациями. Хотя HSM являются предпочтительными микросхемами военных и их подрядчиков, многие из них постепенно выводятся из эксплуатации. Однако от руководителей программ не ожидается, что они будут полностью полагаться на коммерческие микросхемы. В директиве г-на Перри не указано, что коммерческие части должны использоваться исключительно, но что коммерческие части становятся правилом, а военные части — исключением.

История PEM

Изначально считалось, что PEM

более подвержены выходу из строя из-за множества структурных и материальных факторов. Эти факторы сделали PEM непригодными для работы в условиях высоких нагрузок и высокой надежности военных приложений. В частности, пластиковые упаковки считались менее надежными, чем HSM, по двум причинам:

В PEM
    использовались материалы с более широкими вариациями коэффициентов теплового расширения (CTE), что приводило к проблемам, связанным с температурой.PEM поглощали влагу, которая часто проникала в матрицу и вызывала коррозию или испарение пара во время нагрева, вызывая растрескивание или вспучивание. 6

Эти убеждения небезосновательны. До 1980-х годов для ПЭМ были обычным явлением отказы из-за проникновения влаги, коррозии, растрескивания и расслоения. К концу 1980-х годов, однако, технический прогресс в пластических материалах, процессах формования и выходе штампов удовлетворительно устранил большую часть истории ранних отказов. 7

Изучение процедур испытаний

Следующие ниже экологические тесты — некоторые новые и некоторые более распространенные — в настоящее время используются для оценки экологических характеристик PEM.

Повышение температуры

Как правило, воздействие повышенных температур на ИС ускоряет химическое разложение из-за неправильного сочетания материалов во время изготовления или наличия загрязнений внутри корпуса. Для военных приложений общий диапазон от -55 ° C до + 125 ° C применяется для оценки функциональных характеристик. Повышенные температуры также снимают остаточные механические напряжения в металлах контура.

Циклическое изменение температуры и тепловой удар

Цикл температуры использует среду кондиционирования воздуха и может потребовать несколько минут для переключения между средами температуры.В случае теплового удара среда жидкость-жидкость создает среду с сильным температурным ударом и не требует времени выдержки при комнатной температуре при переходе между крайними значениями температуры.

Для обоих приложений военные обычно требуют температуры в диапазоне от -65 ° C до + 150 ° C. Отказы, вызванные циклическим изменением температуры или тепловым ударом, следующие:

    Плохие облигации. Температурное несоответствие материалов, таких как интерфейсы между кристаллами и корпусами. Аномалии крышки-уплотнения герметично закрытых упаковок.Неадекватно или неправильно отвержденные пластиковые упаковки или материалы, такие как эпоксидная смола, прикрепляют матрицу. Треснувшие матрицы или монтаж на подложке.

Стабилизационная выпечка

Стабилизационная выпечка выполняется на электрически несмещенных ПЭМ при воздействии температуры окружающей среды. Эта процедура ускоряет механизмы разрушения, такие как дефекты металлизации, коррозия, нестабильность поверхности и загрязнения, дефекты упаковки из-за теплового несоответствия материалов, дегазация внутренних материалов и дефекты покрытия.Типичная стабилизационная выпечка проводится при + 125 ° C в соответствии с MIL-STD-883 Method 1008 Condition B.

Высокоускоренные стресс-тесты

HAST — это испытание на влагостойкость под давлением, при котором влага проходит через пластиковую оболочку, подвергая испытываемый образец статическому электрическому смещению при типичных рабочих напряжениях и токовых нагрузках. Типичное применение включает диапазон температур от + 105 ° C до + 140 ° C, относительную влажность 85% и давление паров от 17.От 6 до 44,5 фунтов на квадратный дюйм в течение от 25 до 200 часов в соответствии со стандартом JEDEC № 22-A100.

HAST обычно определяет механизмы отказа, такие как дефекты упаковки, пассивация и слабые места металлизации. Тест может быть проведен без смещения или с включением и выключением питания.

Соляная атмосфера

Солевые испытания оценивают внешнюю обшивку и коррозию для моделирования воздействия атмосферы морского побережья. Кондиционирование соли обычно выполняется при температуре 95 ± 5 ° F, а продолжительность воздействия может составлять от 24 до 240 часов, как указано в MIL-STD-883E Method 1009.

Приработка

Пригорание — это искусственное старение электронного компонента для повышения его приемлемости и снижения частоты отказов.

При статическом выгорании смещение постоянного тока применяется при повышенной температуре (питание и нагрузка для максимального рассеивания мощности в прямом или обратном направлении) к как можно большему количеству соединений устройства. Этот процесс окружающей среды помогает идентифицировать ионное загрязнение, инверсию, образование каналов, оксидные дефекты, дефекты металлизации и термически активированные дефекты поверхности.

Процесс динамического приработки служит той же цели и определяет те же аномальные условия, что и статические. Однако во время динамического приработки на входы устройства подаются импульсы напряжения или синусоидальные напряжения, а выходы измеряются в единицах времени или мгновенных напряжений.

Температура приработки составляет + 125 ° C в соответствии с MIL-STD-883 Method 1015, условия A-E. В более распространенной практике используются температуры, которые не превышают максимальную рабочую температуру окружающей среды устройства, чтобы уменьшить искусственное старение при оценке дефектов.

Испытание на влагостойкость / чувствительность к влаге стрессу

При испытании на влагостойкость компоненты подвергаются воздействию высоких температур и влажности. Этот тест выявляет устройства, чувствительные к стрессу, вызванному влагой, поэтому их можно правильно упаковать, хранить и обращаться с ними, чтобы избежать механических повреждений. Типичные температуры применения для этого процесса составляют 85 ° C / 85% относительной влажности, как указано в стандарте JEDEC JESD22-A112.

Автоклав

Автоклав, или ускоренный тест на влагостойкость, использует жесткие условия давления, влажности и температуры для ускорения проникновения влаги через внешнее уплотнение для оценки влагостойкости устройства.Типичные температурные области применения: +121 ± 1 ° C и относительная влажность 100% при давлении пара 15 ± 1 фунт / кв.дюйм, как указано в стандарте JEDEC JESD22-A102-B. Продолжительность пребывания может варьироваться от 24 до 336 часов.

Заключение

Испытания на экологическую надежность PEM продолжают быть неотъемлемой частью военных и аэрокосмических оценок. Они также иллюстрируют, как экологические испытания играют жизненно важную роль в обеспечении возможности использования PEM в суровых условиях.

PEM

будут продолжать играть жизненно важную роль в этих отраслях, потому что они прочнее по конструкции, меньше по размеру, легче по весу, менее хрупкие и менее дорогие, чем керамические.Кроме того, прочная конструкция легко выдерживает механические удары, вибрацию и центробежные силы.

Для полного использования этих преимуществ необходимо, чтобы военные конструкторы и инженеры знали о рисках, чтобы они могли принять соответствующие меры предосторожности. В конце концов, эти тесты экологической надежности будут иметь важное значение для предоставления конструкторам и инженерам информации, необходимой для того, чтобы идти в ногу с постоянно совершенствующимися невоенными электронными технологиями.

Список литературы

  1. Хаким, Э., Презентация по PEM, Армейская исследовательская лаборатория, июль 1993 г.
  2. Уотсон, Г.Ф., «ИС в пластиковом корпусе в военном оборудовании», IEEE Spectrum, февраль 1991 г.
  3. «Перри представляет план по рационализации практики закупок Министерства обороны США», пресс-релиз: Офис помощника министра обороны (по связям с общественностью), № 390-94, Вашингтон, округ Колумбия, 1994, контакт: 703-697-3189.
  4. Райнер, Б., «Perry Scraps MIL-Specs», Military & Aerospace Electronics, , август 1994 г.
  5. Кинселла, М.Э. и Винсен П.М., «Продукция военного назначения формирует коммерческие линии», IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine , 10 (9), сентябрь 1995 г.
  6. Condra, LW, O’Rear, S., Freedman, L., Pecht, M., and Barker, D., «Сравнение пластиковых и герметичных микросхем при смещении температуры и влажности», IEEE Transactions on Components, Hybirds и Manufacturing Technology , 15 (5), октябрь 1992 г.
  7. Nguyen, L.T., Lo, R.H.Y., Chen, A.S., и Belani, J.G., «Тенденции в области формования компаундов в мире более плотной упаковки: квалификационные испытания и проблемы надежности», IEEE Transactions on Reliability, 42 (4), декабрь 1993 г.

Благодарность

Касаснова, Дж. У., Программа ВМС F / A-18 и микросхемы в пластиковом корпусе.

Об авторе

Джозеф Г. Федерико является директором по проектированию и эксплуатации в компании Micro-Electronic Testing в Нью-Джерси и имеет более чем 20-летний опыт экологических лабораторных испытаний. Он получил различные сертификаты лабораторных инспекций от Министерства обороны, а также степени бакалавра и младшего научного сотрудника в области электронных технологий в Университете Фэрли Дикинсона и Метрополитенском техническом институте.Тестирование микроэлектроники в Нью-Джерси, 1240 Main Ave., Clifton, NJ 07011, (973) 546-5393.

Авторские права 2000 Nelson Publishing Inc.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.