Ano ang STDF? Kumpletong gabay na madaling maintindihan

1. Ano ang STDF

Ang STDF (Standard Test Data Format) ay isang simple, flexible, portable at binary na data format para sa pag-iimbak ng mga resultang nalilikha ng semiconductor test equipment. Ginawa ito ng Teradyne at unang inilabas noong 1985. Dahil mahusay itong nadokumento at vendor-neutral, ito ang naging de-facto na pamantayan sa buong industriya ng Automatic Test Equipment (ATE).

Kapag sinusukat ng tester ang isang die sa wafer o isang packaged device, itinatala nito ang mga parametric na sukat, ang pass/fail na resulta, ang bin assignments at ang test conditions sa isang STDF file — karaniwang tinatawag na datalog. Ang isang STDF file ay naglalaman ng test data para sa isang lot ng parts mula sa iisang insertion (isang pagdaan ng lot sa testing).

Ang pangunahing ideya: ang STDF ay hindi database at hindi fixed na report. Ito ay isang tinukoy na hanay ng logical record types. Bawat record ay naglalarawan ng isang bahagi ng test run (isang part, isang wafer, isang solong sukat, isang bin count, at iba pa). Dahil inilalarawan ang data bilang logical records, gumagana ang parehong format kahit nasa memory buffer ang data, nasa file sa disk, o ipinapadala sa network — hindi nakadepende sa isang partikular na database o network architecture.

2. Bakit may STDF

Habang umuunlad ang industriya ng ATE, gumawa ang mga vendor ng networking at analysis systems gamit ang mga karaniwang pamantayan gaya ng Ethernet. Ngunit may isang malaking puwang na natira: hindi compatible ang test-result data sa pagitan ng mga tester mula sa magkakaibang manufacturer — at kung minsan ay maging sa pagitan ng magkaibang product line ng iisang manufacturer.

Kung walang shared na format, kailangan ng bawat fab at bawat OSAT (assembly at test house) ng custom na parser para sa bawat makina. Isinasara ng STDF ang puwang na iyon. Nagbibigay ito ng iisang karaniwang container upang:

• maisulat ng tester ang raw na resulta nito sa sariling native na representasyon, nang mabilis;
• tumanggap ang isang centralized na database engine ng data mula sa malawak na hanay ng tester gamit ang iisang programa;
• ma-export pabalik ang data sa in-house networks sa isang mahusay na dokumentado at lubos na na-debug na anyo;
• maisulat nang minsanan ang portable na reporting at analysis software at magamit saanman.

Walang direktang kalamangan sa komersiyo ang Teradyne mula sa pamantayan — inilathala nito ang STDF nang eksakto upang maging mas produktibo ang buong industriya gamit ang isang karaniwan at ganap na dokumentadong format.

3. Mga layunin ng disenyo

Ginabayan ang disenyo ng STDF ng maliit na hanay ng malinaw na layunin:

• Kayang mag-imbak ng test data para sa lahat ng semiconductor tester at trimmer.
• Magbigay ng karaniwang format para sa parehong pag-iimbak at pagpapadala ng data.
• Magbigay ng batayan para sa portable na reporting at analysis software.
• Ihiwalay ang data-message format sa database format, upang malaya ang bawat isa na umunlad.
• Magbigay ng suporta para sa optional (nawawala o invalid) na data.
• Magbigay ng kumpleto at maigsi na dokumentasyon para sa mga developer at user.
• Gawing madali para sa mga customer na magsulat ng sariling report o mag-reformat ng data para sa sariling database.

4. Paano nakaayos ang STDF file

Ang STDF file ay isang sunod-sunod na records, magkakasunod. Bawat record — anuman ang uri nito — ay nagsisimula sa parehong 4-byte na record header:

Ang pares na (REC_TYP, REC_SUB) ay natatanging nagpapakilala sa bawat record type. Ang paggrupo ayon sa REC_TYP ay nagbibigay-daan sa analysis programs na mabilis na makilala ang mga pamilya ng records (halimbawa, "lahat ng nakolekta bawat part"). Lahat ng type/sub-type codes na mas mababa sa 200 ay nakalaan para sa Teradyne; ang mga codes na mas mataas sa 200 ay malaya para sa custom na aplikasyon.

Mga record group (REC_TYP)

Byte order at ang CPU_TYPE trick

Ang magkakaibang processor (DEC, Motorola, Intel, IBM, Sun…) ay nag-iimbak ng integers at floating-point na numero sa magkakaibang bit ordering. Sa halip na piliting mag-convert ang bawat tester habang sumusulat (na magpapabagal sa testing), pinapayagan ng STDF ang bawat system na sumulat sa sarili nitong native na representasyon at itinatala kung aling CPU ang sumulat sa file sa CPU_TYPE field ng pinakaunang record (ang FAR). Kapag binasa ng ibang system ang file, tinitingnan nito ang CPU_TYPE at kino-convert ang bawat record sa sarili nitong representasyon kung kinakailangan lamang. Nagiging transparent ang data conversion sa oras ng pagbasa at hindi kailanman napapabagal ang testing.

Mga petsa at oras

Bawat date/time field ay isang 4-byte na unsigned integer na nagbibilang ng bilang ng segundo mula hatinggabi, Enero 1, 1970 (ang UNIX epoch), sa lokal na time zone.

5. Mga data type code

Gumagamit ang STDF ng maiikli at madaling makilalang codes para sa mga field type nito. Halimbawa, ang R*4 ay nangangahulugang 4-byte na real (float). Ang numero pagkatapos ng * ay ang laki sa bytes; ang isang byte ay 8 bits.

6. Optional, nawawala at invalid na data

Maraming field ang minamarkahang optional. Kailangan pa ring naroon ang optional na field sa record, ngunit may dalawang standard na paraan para sabihing "hindi makahulugan ang value na ito":

1. Isang predefined na reserved value na nangangahulugang "nawawala" — hal. length byte na 0 para sa string, o isang partikular na numero gaya ng -1 para sa numeric na field.
2. Isang Optional Data bit field: isang byte kung saan ang bawat bit ay nagbabandila kung may valid na data ang isang partikular na optional na field.

Para makatipid ng espasyo, maaaring ganap na alisin ang optional na field sa dulo ng record — ngunit tanging kung sila (at lahat ng sumusunod sa kanila) ay naglalaman ng nawawala/invalid na data. Hindi mo kailanman maaaring alisin ang optional na field mula sa gitna ng record.

7. Required records at ang initial sequence

Sa ilalim ng STDF V4, ang isang valid na file ay dapat maglaman ng apat na required record:

• FAR — eksaktong isa, at dapat itong unang record sa file.
• MIR — eksaktong isa, kaagad matapos ang FAR (at matapos ang anumang ATRs).
• PCR — kahit isa (summary PCR na may HEAD_NUM = 255, o isa bawat head/site, o pareho).
• MRR — eksaktong isa, at dapat itong huling record sa file.

Ilang record ang nagsasabi na ang lokasyon nila ay "matapos ang initial sequence." Ang initial sequence ay ang fixed na block ng records sa pinakaumpisa ng file. Ang mga tuntunin nito sa pagkakasunod-sunod:

• Palaging una ang FAR.
• Anumang ATRs (audit trail) ay kaagad sumusunod sa FAR.
• Sumusunod ang MIR matapos ang FAR at ATRs.
• Kung gumagamit ng RDR (retest), kaagad itong sumusunod sa MIR.
• Kung gumagamit ng SDRs (site description), kaagad silang sumusunod sa MIR (at RDR, kung mayroon).

# Ang initial sequence, buo:
FAR → [ATRs] → MIR → [RDR] → [SDRs] → …lahat ng ibang records… → MRR

8. Bawat STDF V4 record type

Nasa ibaba ang bawat record type na tinukoy ng STDF V4, nakagrupo ayon sa kung ano ang inilalarawan nito. Para sa bawat isa ay makukuha mo ang function nito, gaano kadalas lumitaw, saan ito naroon sa file, at — para sa mahahalagang record — ang buong field list. Ang header fields (REC_LEN, REC_TYP, REC_SUB) ay hindi kasama sa mga field table dahil magkakapareho ang mga ito sa bawat record.

9. Paano nakaayos ang records sa file

Ang eksaktong record order ay nakadepende kung nagte-test ka ng wafers o packaged parts, kung naka-on ang parallel testing, at kung naka-enable ang datalogging. Narito ang mga canonical na pattern.

Isang lot ng packaged devices (buong datalog)

FAR                         file-level info
MIR                         global lot info
  PIR                       ┐ nagsisimula ang unang part
    PTR / MPR / FTR …         │ bawat test sa part na iyon
  PRR                       ┘ resulta ng unang part
  PIR … PTR/MPR/FTR … PRR      (ulitin para sa bawat part)
  …
TSR × N                     isang synopsis bawat test sa programa
HBR × N                     isa bawat hardware bin
SBR × N                     isa bawat software bin
PCR                         part-count na kabuuan
MRR                         global lot results (huling record)

Summary lamang (walang per-part datalog)

Katulad ng nasa itaas ngunit inalis ang buong PIR…PRR na block — FAR, MIR lamang, saka ang TSR/HBR/SBR/PCR na summaries at ang MRR.

Isang lot sa wafer probe

FAR · MIR · WCR              wafer dimensions at oryentasyon
  WIR                       ┐ nagsisimula ang unang wafer
    PIR · PTR/MPR/FTR · PRR    │ bawat die sa wafer
    …                         │
  WRR                       ┘ buod ng unang wafer
  WIR … WRR                    (ulitin para sa bawat wafer)
TSR… HBR… SBR… PCR… MRR    lot summaries + huling record

Ang wafer-map-only na file ay pareho ngunit nag-iimbak lamang ng PIR/PRR bawat die (walang PTR/MPR/FTR), na pinananatili lamang ang kinakailangan para ipinta ang map.

Parallel testing

Sa maraming head at site, nagsasalinlahi ang records para sa magkakaibang die: bumubukas muna ang ilang PIR, naglalabas ang tester ng PTR/MPR/FTR na records na tinatakan ng head+site habang tumatakbo ang tests, at lumilitaw ang PRR ng bawat die kaagad matapos matapos ang iyong die (hindi kinakailangang sunod sa start order). Ang WRR ng bawat wafer ay isinusulat kapag tapos na ang lahat ng die ng head na iyon, at kasama sa PCR block ang isang PCR bawat head/site kasama ang summary PCR na may HEAD_NUM = 255.

10. Scaling, units at limits

Sa loob ng PTR/MPR, ang RESULT, limits, at specs ay lahat naka-imbak na normalized sa base unit na pinangalanan sa UNITS. Ibig sabihin, palaging buong unit ang UNITS — "AMPS", hindi kailanman "uAMPS" — at maaari kang direktang mag-arithmetic sa anumang value na magkasundo ang units.

Para sa display, dalawang karagdagang bahagi ang ginagamit: isang scaling exponent at isang ANSI-C na format string. Ang _SCAL na value ay ang power of ten ng scaling factor at pumipili rin ng SI prefix:

Ang scaled na value ay simpleng value × 10^_SCAL. Halimbawa, para mag-imbak ng "123.45 uAMPS":

• RESULT = 123.45 × 10⁻⁶
• RES_SCAL = 6  (ang code para sa "micro")
• C_RESFMT = %7.2f
• UNITS = AMPS

Para ipakita ito: i-multiply sa 10⁶, i-format nang may dalawang decimal, ilagay sa unahan ang "u" na prefix, at idugtong ang units → 123.45 uAMPS.

11. Paggamit ng pin-mapping records

Kapag na-test ang isang device, may mapping sa pagitan ng device pins at tester channels. Tatlong record type ang naglalarawan nito, at tinutukoy sila ng FTR/MPR na records sa pamamagitan ng index:

• PMR (Pin Map Record) — tinutukoy ang isang channel↔pin na kaugnayan at binibigyan ito ng natatanging PMR index (1–32,767). Bawat channel ay may type at name; bawat pin ay may physical at logical na name; itinatala rin ang head at site.
• PGR (Pin Group Record) — pinapangalanan ang isang grupo ng pins (hal. "address bus") at inililista ang PMR indexes rito, kasama ang sariling group index (32,768–65,535).
• PLR (Pin List Record) — para sa isang listahan ng pins/groups, tinutukoy ang display radix (binary, octal, decimal, hex, symbolic), ang operating mode (normal, dual-drive, SCIO…), at ang ASCII characters na ginagamit para i-render ang programmed at returned na states.

Kapag dini-decode ng software ang isang functional na resulta, binabasa nito ang PMR index arrays sa FTR/MPR para malaman kung aling pins ang may aling values, ginagamit ang PMR para makuha ang physical/logical/channel na names ng pin at ang head/site nito, ginagamit ang PGR para makita kung anong grupo kabilang ang pin, at ginagamit ang PLR para i-render ang states sa anyong kilala ng mga engineer para sa tester at device na iyon.

12. Pag-iimbak ng repair information

Kayang magdala rin ng STDF ng repair data para sa memory, PC boards, at iba pang parts, na ipinapasa ito sa pagitan ng test at repair processes. Ang repair information para sa bawat part ay nasa PART_FIX field ng PRR. Ito ay application-specific — bit-encoded, integer, float, o text — kung saan ibinibigay ng unang byte ang bilang ng bytes na sumusunod, kaya ma-decode lamang ito ng katugmang analysis program. Ang isang minimal na repair file ay maaaring alisin ang per-test records nang buo at panatilihin lamang ang FAR · MIR · (WIR ·) PRR… · PCR · MRR.

13. STDF filenames

Inirerekomenda ng spec ang filename na anyong filename.STD[string] kung saan:

• filename ay 1–39 na character mula sa A–Z a–z 0–9 _, na nagsisimula sa titik.
• ang extension ay nagsisimula sa .STD at, sa case-sensitive na system, pinakamainam na isulat nang lowercase (.std).
• ang dollar sign na $ ay hindi na pinapayagan (nagdulot ito ng problema sa ilang operating system).
• gumamit lamang ng isang tuldok, at panatilihing maikli ang extension — maaaring magdagdag ang software ng character dito para ipakita ang processing state.

Ang mahusay na filenames ay natatangi sa buong system, nagpapahiwatig ng nilalaman at oras ng paggawa nito, at gumagana sa iba't ibang operating system.

14. Pagkakaiba ng STDF V3 at V4

Inilabas ang STDF noong 1985 at lumago ito bilang de-facto na pamantayan ng industriya. Matapos mangolekta ng halos isang daang kahilingan mula sa mga customer at ibang ATE vendor, inilabas ng Teradyne ang Version 4, ang bersyong ginagamit ngayon. Ang pinakamalaking pagbabago:

• Apat na required record (nangailangan lamang ang V3 ng MIR at MRR): FAR, MIR, PCR, MRR — at dapat na ngayong magsimula ang file sa FAR.
• Bagong records: ATR, PCR, PGR, PLR, RDR, SDR, at MPR.
• Inalis na records: ang description records na PDR at FDR (ang kanilang semi-static na info ay nasa unang PTR/FTR na ngayon ng bawat test), at ang lahat ng site-specific na records na SHB, SSB, STS, SCR (hinahawakan na ngayon ang kanilang function ng head/site fields sa HBR, SBR, TSR, at PCR).
• Inilipat ang part counts palabas ng MRR papunta sa bagong PCR; ang CPU_TYPE at STDF_VER ay nasa FAR na lamang.
• Muling dinisenyo ang pin mapping: ang V3 PMR (na maaari ring magtukoy ng groups) ay hinati sa PMR + PGR + PLR.
• Pinabago ang display fields: ang lumang digit-count na fields ay pinalitan ng ANSI-C na format strings (C_RESFMT atbp.), at idinagdag ang spec limits (LO_SPEC/HI_SPEC) sa PTR/MPR.
• Bagong data types na D*n at N*1 ang idinagdag at nilinaw ang B*n na bit ordering.
• Hindi nagbagong records: BPS, EPS, GDR, at DTR.

15. Glossary

↑ Balik sa itaas