POWER 2 - luglio/agosto 2013
VIII
Power
un sistema di distribuzione a backplane.
Le schede di test dedicano parte della
loro superficie a dei DC/DC converter,
posti di solito nelle zone periferiche, le
cui uscite sono tarate esattamente sulle
esigenze dei circuiti di misura interni.
Oggi, per funzionare, una circuiteria di
test richiede molta più potenza; paralle-
lamente, le specifiche di tensione/cor-
rente coprono un range di valori estre-
mamente ampio. Contemporaneamen-
te, la strumentazione di test richiede
non solo un’elevata potenza ma anche
la capacità di modulare rapidamente e
accuratamente tensioni di alimentazio-
ne differenti, soprattutto al fine di po-
tere caratterizzare completamente le
parti analogiche del DUT. Il sistema di
alimentazione rappresenta pertanto un
elemento chiave dell’ATE, le cui caratte-
ristiche sono pilotate dai crescenti livelli
di prestazioni e densità imposti da progetti VLSI o
SOC allo stato dell’arte.
Il trend verso densità e comportamenti dinamici sem-
pre più spinti sta imponendo delle sfide anche alle
tensioni nel range dei 48V dove, all’interno di schede
popolate più densamente, sono richiesti conduttori
in rame con sezioni maggiori, capaci di far fronte a
correnti più elevate. Saranno analizzati alcuni nuovi
concetti legati alla distribuzione dell’alimentazione,
come ad esempio la Factorized Power Architecture
e la distribuzione a 400V DC. Sarà quindi approfon-
dito come le specifiche degli strumenti su scheda e
dei DUT influenzino l’architettura di distribuzione
dell’alimentazione di un sistema ATE, nonché i prin-
cipali parametri di progetto da considerare per otti-
mizzare la rete di distribuzione all’interno del rack
ATE e tra i vari strumenti su scheda, arrivando fino
alla circuiteria di misura.
Considerazioni nel progetto di una rete
di distribuzione dell’alimentazione
Come menzionato nel precedente paragrafo ed
esposto in figura 2, le architetture di alimentazio-
ne centralizzata sono state abbandonate da qualche
tempo: oggi, l’approccio basato sull’alimentazione
distribuita su backplane rappresenta la soluzione più
comune. Le industrie telecom e datacom utilizzano
questo schema da molto tempo. Per numerosi aspetti
tali industrie affrontano le stesse sfide sostenute dai
moderni ATE: buona parte dei chip in silicio che gli
ATE sono chiamati a verificare e a caratterizzare sono
infatti destinati ai sistemi di telecomunicazione, di
elaborazione e di routing che i progettisti telecom
utilizzano in tutto il mondo per muovere volumi sem-
pre maggiori di dati via cavo e in modalità wireless.
La somiglianza più evidente tra i due “mondi” è rap-
presentata dalla necessità di utilizzare sistemi di ali-
mentazione “densi” e “granulari”, benché con obiet-
tivi differenti: throughput e flessibilità per gli ATE;
total-cost-of-ownership (TCO) per i sistemi telecom
e datacom.
Considerazioni di progettazione da una prospettiva
di sistema.
Distinta materiali
Obiettivo: ridurre al minimo le distinte materiali
Le distinte materiali dei sistemi di distribuzione ali-
mentazione sono influenzate direttamente da un pa-
rametro: la tensione di distribuzione del backplane.
Già una considerazione elementare, quale le perdite
di distribuzione, determina il giusto compromesso
nella scelta della sezione del rame. La preoccupazio-
ne principale nei progetti ATE è di evitare proble-
mi di gestione termica: le perdite di distribuzione
devono pertanto essere mantenute in un intervallo
facilmente gestibile dal sistema di raffreddamento
esistente. Inoltre, se le schede degli strumenti devo-
no essere inserite “a caldo”, cioè quando il sistema
è in funzione, è necessario installare appropriati di-
spositivi di selezione (OR-ing) su ogni unità. La ta-
bella 1 fornisce una linea guida ricavata da studi sui
data center telecom. Benché gli ATE che richiedono
più di 20 kW siano limitati ai sistemi che effettuano
un numero elevato di test in parallelo, è chiaro che i
Fig. 2 - Perdite normalizzare della potenza di distribuzione ri-
spetto alla tensione di distribuzione (sezione trasversale del ra-
me costante)
