Apa itu STDF? Panduan lengkap yang mudah difahami

1. Apa itu STDF

STDF (Standard Test Data Format) ialah format data binari yang ringkas, fleksibel dan mudah alih untuk menyimpan keputusan yang dihasilkan oleh peralatan ujian semikonduktor. Ia dicipta oleh Teradyne dan mula diperkenalkan pada tahun 1985. Kerana ia didokumenkan dengan baik dan neutral daripada mana-mana vendor, ia menjadi standard de-facto di seluruh industri Automatic Test Equipment (ATE).

Apabila tester mengukur satu die pada wafer atau peranti yang telah dibungkus, ia merekodkan ukuran parametrik, keputusan lulus/gagal, penetapan bin dan keadaan ujian ke dalam sebuah fail STDF — lazimnya dipanggil datalog. Satu fail STDF menyimpan data ujian untuk satu lot part daripada satu insertion (satu laluan sesuatu lot melalui proses ujian).

Idea utamanya: STDF bukan pangkalan data dan bukan laporan tetap. Ia ialah satu set jenis rekod logik yang tertakrif. Setiap rekod menerangkan satu bahagian daripada larian ujian (satu part, satu wafer, satu ukuran tunggal, satu kiraan bin, dan seterusnya). Kerana data diterangkan sebagai rekod logik, format yang sama berfungsi sama ada data itu berada dalam buffer memori, dalam fail pada cakera, atau sedang dihantar merentas rangkaian — bebas daripada sebarang pangkalan data atau seni bina rangkaian tertentu.

2. Mengapa STDF wujud

Ketika industri ATE semakin matang, para vendor membina sistem rangkaian dan analisis di sekeliling standard bersama seperti Ethernet. Namun satu jurang yang ketara masih kekal: data keputusan ujian tidak serasi antara tester daripada pengeluar berbeza — dan kadangkala tidak serasi walaupun antara barisan produk daripada pengeluar yang sama.

Tanpa format yang dikongsi, setiap fab dan setiap OSAT (rumah pemasangan & ujian) memerlukan parser khusus untuk setiap mesin. STDF menutup jurang itu. Ia menyediakan satu bekas bersama supaya:

• tester boleh menulis keputusan mentahnya dalam perwakilan asalnya sendiri, dengan pantas;
• enjin pangkalan data berpusat boleh menerima data daripada pelbagai jenis tester dengan satu program;
• data boleh dieksport semula ke rangkaian dalaman dalam bentuk yang didokumenkan dengan baik dan telah dinyahpepijat secara menyeluruh;
• perisian pelaporan dan analisis yang mudah alih boleh ditulis sekali dan digunakan di mana-mana.

Teradyne tidak memperoleh sebarang manfaat komersial langsung daripada standard ini — mereka menerbitkan STDF justeru supaya seluruh industri dapat menjadi lebih produktif dengan satu format bersama yang didokumenkan sepenuhnya.

3. Objektif reka bentuk

Reka bentuk STDF dipandu oleh satu set objektif yang jelas dan ringkas:

• Mampu menyimpan data ujian untuk semua tester dan trimmer semikonduktor.
• Menyediakan format bersama untuk kedua-dua penyimpanan dan penghantaran data.
• Menyediakan asas untuk perisian pelaporan dan analisis yang mudah alih.
• Memisahkan format mesej data daripada format pangkalan data, supaya kedua-duanya boleh berkembang secara bebas.
• Menyediakan sokongan untuk data pilihan (hilang atau tidak sah).
• Menyediakan dokumentasi yang lengkap dan padat untuk pembangun dan pengguna.
• Memudahkan pelanggan menulis laporan mereka sendiri atau memformat semula data untuk pangkalan data mereka sendiri.

4. Bagaimana fail STDF distrukturkan

Fail STDF hanyalah satu urutan rekod, satu demi satu. Setiap rekod — tidak kira apa jenisnya — bermula dengan header rekod 4 bait yang sama:

Pasangan (REC_TYP, REC_SUB) mengenal pasti setiap jenis rekod secara unik. Pengumpulan mengikut REC_TYP membolehkan program analisis mengenali keluarga rekod dengan cepat (contohnya, “segala yang dikumpul bagi setiap part”). Semua kod jenis/sub-jenis di bawah 200 dikhaskan oleh Teradyne; kod melebihi 200 bebas untuk aplikasi tersuai.

Kumpulan rekod (REC_TYP)

Susunan bait dan helah CPU_TYPE

Pemproses yang berbeza (DEC, Motorola, Intel, IBM, Sun…) menyimpan integer dan nombor titik terapung dengan susunan bit yang berbeza. Daripada memaksa setiap tester menukar data ketika ia menulis (yang akan memperlahankan proses ujian), STDF membenarkan setiap sistem menulis dalam perwakilan asalnya sendiri dan merekodkan CPU mana yang menulis fail itu dalam medan CPU_TYPE pada rekod yang pertama sekali (iaitu FAR). Apabila sistem lain membaca fail itu, ia menyemak CPU_TYPE dan menukar setiap rekod kepada perwakilannya sendiri hanya apabila perlu. Penukaran data menjadi telus pada masa pembacaan dan proses ujian tidak sekali-kali diperlahankan.

Tarikh dan masa

Setiap medan tarikh/masa ialah integer tidak bertanda 4 bait yang mengira bilangan saat sejak tengah malam, 1 Januari 1970 (epoch UNIX), dalam zon waktu tempatan.

5. Kod jenis data

STDF menggunakan kod pendek yang mudah dikenali untuk jenis medannya. Contohnya R*4 bermaksud real 4 bait (float). Nombor selepas * ialah saiz dalam bait; satu bait ialah 8 bit.

6. Data pilihan, hilang & tidak sah

Banyak medan ditanda sebagai pilihan. Medan pilihan masih perlu hadir dalam rekod, tetapi terdapat dua cara standard untuk menyatakan “nilai ini tidak bermakna”:

1. Satu nilai khas yang ditakrifkan terlebih dahulu bermaksud “hilang” — cth. bait panjang bernilai 0 bagi string, atau nombor tertentu seperti -1 bagi medan berangka.
2. Satu medan bit Data Pilihan: satu bait di mana setiap bit menandakan sama ada medan pilihan tertentu mengandungi data yang sah.

Untuk menjimatkan ruang, medan pilihan di hujung rekod boleh ditinggalkan sepenuhnya — tetapi hanya jika ia (dan segalanya selepasnya) mengandungi data hilang/tidak sah. Anda tidak boleh sekali-kali meninggalkan medan pilihan di tengah rekod.

7. Rekod wajib & urutan awal

Di bawah STDF V4, fail yang sah mesti mengandungi empat rekod wajib:

• FAR — tepat satu, dan ia mesti menjadi rekod pertama dalam fail.
• MIR — tepat satu, tepat selepas FAR (dan selepas mana-mana ATR).
• PCR — sekurang-kurangnya satu (satu PCR ringkasan dengan HEAD_NUM = 255, atau satu setiap head/site, atau kedua-duanya).
• MRR — tepat satu, dan ia mesti menjadi rekod terakhir dalam fail.

Beberapa rekod menyatakan lokasinya sebagai “selepas urutan awal.” Urutan awal ialah blok rekod tetap pada permulaan fail. Peraturan susunannya:

• FAR sentiasa pertama.
• Mana-mana ATR (audit trail) datang sebaik selepas FAR.
• MIR datang selepas FAR dan ATR.
• Jika RDR (retest) digunakan, ia datang sebaik selepas MIR.
• Jika SDR (penerangan site) digunakan, ia datang sebaik selepas MIR (dan RDR, jika hadir).

# Urutan awal, secara penuh:
FAR → [ATR] → MIR → [RDR] → [SDR] → …semua rekod lain… → MRR

8. Setiap jenis rekod STDF V4

Di bawah ialah setiap jenis rekod yang ditakrifkan oleh STDF V4, dikumpulkan mengikut apa yang diterangkannya. Bagi setiap satu anda memperoleh fungsinya, seberapa kerap ia muncul, di mana ia berada dalam fail, dan — bagi rekod penting — senarai medan penuh. Medan header (REC_LEN, REC_TYP, REC_SUB) ditinggalkan daripada jadual medan kerana ia sama bagi setiap rekod.

9. Bagaimana rekod disusun dalam fail

Susunan rekod yang tepat bergantung pada sama ada anda menguji wafer atau part yang dibungkus, sama ada ujian selari dihidupkan, dan sama ada datalogging didayakan. Berikut ialah corak kanonik.

Satu lot peranti yang dibungkus (datalog penuh)

FAR                         maklumat peringkat fail
MIR                         maklumat lot global
  PIR                       ┐ part pertama bermula
    PTR / MPR / FTR …         │ setiap test pada part itu
  PRR                       ┘ keputusan part pertama
  PIR … PTR/MPR/FTR … PRR      (ulang bagi setiap part)
  …
TSR × N                     satu sinopsis bagi setiap test dalam program
HBR × N                     satu bagi setiap hardware bin
SBR × N                     satu bagi setiap software bin
PCR                         jumlah kiraan part
MRR                         keputusan lot global (rekod terakhir)

Ringkasan sahaja (tiada datalog setiap part)

Sama seperti di atas tetapi dengan seluruh blok PIR…PRR dibuang — hanya FAR, MIR, kemudian ringkasan TSR/HBR/SBR/PCR dan MRR.

Satu lot pada wafer probe

FAR · MIR · WCR              dimensi & orientasi wafer
  WIR                       ┐ wafer pertama bermula
    PIR · PTR/MPR/FTR · PRR    │ setiap die pada wafer
    …                         │
  WRR                       ┘ ringkasan wafer pertama
  WIR … WRR                    (ulang bagi setiap wafer)
TSR… HBR… SBR… PCR… MRR    ringkasan lot + rekod akhir

Fail wafer-map-sahaja adalah sama tetapi hanya menyimpan PIR/PRR bagi setiap die (tiada PTR/MPR/FTR), mengekalkan hanya apa yang diperlukan untuk melukis map.

Ujian selari

Dengan berbilang head dan site, rekod bagi die berlainan berselang-seli: beberapa PIR dibuka dahulu, tester mengeluarkan rekod PTR/MPR/FTR yang ditanda dengan head+site ketika test berjalan, dan PRR setiap die muncul sebaik die itu selesai (tidak semestinya mengikut susunan mula). WRR setiap wafer ditulis apabila semua die head itu selesai, dan blok PCR merangkumi satu PCR setiap head/site serta satu PCR ringkasan dengan HEAD_NUM = 255.

10. Scaling, unit & had

Di dalam PTR/MPR, RESULT, had, dan spec semuanya disimpan dinormalkan kepada unit asas yang dinamakan dalam UNITS. Ini bermaksud UNITS sentiasa satu unit penuh — “AMPS”, bukan “uAMPS” — dan anda boleh melakukan aritmetik terus pada mana-mana nilai yang unitnya sepadan.

Untuk paparan, dua bahagian tambahan digunakan: satu eksponen scaling dan satu string format ANSI-C. Nilai _SCAL ialah kuasa sepuluh bagi faktor scaling dan juga memilih awalan SI:

Nilai berskala hanyalah nilai × 10^_SCAL. Contohnya, untuk menyimpan “123.45 uAMPS”:

• RESULT = 123.45 × 10⁻⁶
• RES_SCAL = 6  (kod untuk “micro”)
• C_RESFMT = %7.2f
• UNITS = AMPS

Untuk memaparkannya: darab dengan 10⁶, format dengan dua tempat perpuluhan, tambah awalan “u” di hadapan, dan tambah unit di belakang → 123.45 uAMPS.

11. Menggunakan rekod pin mapping

Apabila sesuatu peranti diuji, terdapat pemetaan antara pin peranti dan channel tester. Tiga jenis rekod menerangkannya, dan rekod FTR/MPR merujuknya melalui indeks:

• PMR (Pin Map Record) — mentakrifkan satu kaitan channel↔pin dan memberikannya satu indeks PMR yang unik (1–32,767). Setiap channel mempunyai jenis dan nama; setiap pin mempunyai nama fizikal dan logik; head dan site turut direkodkan.
• PGR (Pin Group Record) — menamakan satu kumpulan pin (cth. “address bus”) dan menyenaraikan indeks PMR di dalamnya, dengan indeks kumpulannya sendiri (32,768–65,535).
• PLR (Pin List Record) — bagi satu senarai pin/kumpulan, mentakrifkan radix paparan (binari, oktal, perpuluhan, heksa, simbolik), mod operasi (normal, dual-drive, SCIO…), dan aksara ASCII yang digunakan untuk menggambarkan keadaan yang diprogramkan dan yang dikembalikan.

Apabila perisian menyahkod satu keputusan functional, ia membaca array indeks PMR dalam FTR/MPR untuk mengetahui pin mana yang mempunyai nilai mana, menggunakan PMR untuk mendapatkan nama fizikal/logik/channel pin dan head/site-nya, menggunakan PGR untuk melihat kumpulan mana pin itu tergolong, dan menggunakan PLR untuk menggambarkan keadaan dalam bentuk yang dikenali jurutera bagi tester dan peranti itu.

12. Menyimpan maklumat pembaikan

STDF juga boleh membawa repair data untuk memori, papan PC, dan part lain, menghantarnya antara proses ujian dan proses pembaikan. Maklumat pembaikan bagi setiap part berada dalam medan PART_FIX pada PRR. Ia khusus aplikasi — terkod bit, integer, float, atau teks — dengan bait pertama memberikan bilangan bait yang mengikutinya, jadi ia hanya boleh dinyahkod oleh program analisis yang sepadan. Fail pembaikan minimum boleh menggugurkan rekod setiap test sepenuhnya dan mengekalkan hanya FAR · MIR · (WIR ·) PRR… · PCR · MRR.

13. Nama fail STDF

Spesifikasi mengesyorkan nama fail berbentuk filename.STD[string] di mana:

• filename ialah 1–39 aksara daripada A–Z a–z 0–9 _, bermula dengan huruf.
• sambungan bermula dengan .STD dan, pada sistem yang sensitif huruf besar/kecil, paling baik ditulis dengan huruf kecil (.std).
• tanda dolar $ tidak lagi dibenarkan (ia menyebabkan masalah pada sesetengah sistem pengendalian).
• gunakan hanya satu titik, dan pastikan sambungan pendek — perisian mungkin menambah aksara padanya untuk menunjukkan keadaan pemprosesan.

Nama fail yang baik adalah unik merentas sistem, memberi petunjuk kandungan dan masa penjanaannya, serta berfungsi merentas pelbagai sistem pengendalian.

14. Perbezaan antara STDF V3 dan V4

STDF diperkenalkan pada tahun 1985 dan berkembang menjadi standard de-facto industri. Setelah mengumpul hampir seratus permintaan daripada pelanggan dan vendor ATE lain, Teradyne mengeluarkan Versi 4, versi yang digunakan hari ini. Perubahan terbesar:

• Empat rekod wajib (V3 hanya memerlukan MIR dan MRR): FAR, MIR, PCR, MRR — dan fail kini mesti bermula dengan FAR.
• Rekod baharu: ATR, PCR, PGR, PLR, RDR, SDR, dan MPR.
• Rekod digugurkan: rekod penerangan PDR dan FDR (maklumat separa statiknya kini berada dalam PTR/FTR pertama setiap test), dan semua rekod khusus site SHB, SSB, STS, SCR (fungsinya kini dikendalikan oleh medan head/site dalam HBR, SBR, TSR, dan PCR).
• Kiraan part dipindahkan keluar dari MRR ke PCR baharu; CPU_TYPE dan STDF_VER kini berada hanya dalam FAR.
• Pin mapping direka semula: PMR V3 (yang juga boleh mentakrif kumpulan) dipecahkan kepada PMR + PGR + PLR.
• Medan paparan dimodenkan: medan kiraan digit lama digantikan dengan string format ANSI-C (C_RESFMT dsb.), dan had spec (LO_SPEC/HI_SPEC) ditambah ke PTR/MPR.
• Jenis data baharu D*n dan N*1 ditambah dan susunan bit B*n diperjelaskan.
• Rekod tidak berubah: BPS, EPS, GDR, dan DTR.

15. Glosari

↑ Kembali ke atas