(高清版)GBT 42835-2023 半導體集成電路 片上系統(tǒng)（SoC）

半導體集成電路片上系統(tǒng)(SoC)2023-08-06發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國半導體器件標準化技術委員會(SAC/TC78)歸口。本文件起草單位：中國電子技術標準化研究院、北京智芯微電子科技有限公司、北京芯可鑒科技有限公司、杭州萬高科技股份有限公司。1半導體集成電路片上系統(tǒng)(SoC)本文件規(guī)定了片上系統(tǒng)(SoC)的技術要求、電測試方法和檢驗規(guī)則。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T4937.3半導體器件機械和氣候試驗方法第3部分：外部目檢GB/T4937.4半導體器件機械和氣候試驗方法第4部分：強加速穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(HAST)GB/T4937.11半導體器件機械和氣候試驗方法第11部分：快速溫度變化雙液槽法GB/T4937.13半導體器件機械和氣候試驗方法第13部分：鹽霧GB/T4937.14半導體器件機械和氣候試驗方法第14部分：引出端強度(引線牢固性)GB/T4937.15半導體器件機械和氣候試驗方法第15部分：通孔安裝器件的耐焊接熱GB/T4937.21半導體器件機械和氣候試驗方法第21部分：可焊性GB/T4937.23半導體器件機械和氣候試驗方法第23部分：高溫工作壽命GB/T4937.26半導體器件機械和氣候試驗方法第26部分：靜電放電(ESD)敏感度測試人體模型(HBM)GB/T4937.27半導體器件機械和氣候試驗方法第27部分：靜電放電(ESD)敏感度測試機器模型(MM)GB/T9178集成電路術語GB/T12750半導體器件集成電路第11部分：半導體集成電路分規(guī)范(不包括混合電路)GB/T17574—1998半導體器件集成電路第2部分：數字集成電路GB/T17626.2—2018電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.4—2018電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗IEC60749-6半導體器件機械和氣候試驗方法第6部分：高溫貯存(Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part6:Storageathightemperature)IEC60749-8半導體器件機械和氣候試驗方法第8部分：密封(Semiconductordevices—Me-chanicalandclimatIEC60749-9半導體器件機械和氣候試驗方法第9部分：標志耐久性(Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part9:Permanenceofmarking)IEC60749-24半導體器件機械和氣候試驗方法第24部分：加速耐濕-無偏置強加速應力試驗(Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part24:Acceleratedmoisturere-sistance—UnbiasedHIEC60749-28半導體器件機械和氣候試驗方法第28部分：靜電放電(ESD)敏感度測試帶2電器件模型(CDM)器件級[Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part28:Electrostaticdischarge(ESD)sensitivitytesting—Chargeddevicemodel(CDM)—devicelevel]IEC60749-36半導體器件機械和氣候試驗方法第36部分：穩(wěn)態(tài)加速度(Semiconductorde-vices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part36:Acceleration,steadystate)IEC61967-2集成電路電磁發(fā)射測量150kHz至1GHz第2部分：輻射發(fā)射測量橫電磁波傳輸室和寬帶橫電磁波傳輸室法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticemissions,150kHztolGHz—Part2:Measurementofradiatedemissions—TEMcellandwidebandTEMcellmethod)IECTS61967-3集成電路電磁發(fā)射測量第3部分：輻射發(fā)射測量表面掃描法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticemissions—Part3:Measurementofradiatedemissions—IEC61967-4集成電路電磁發(fā)射測量第4部分：傳導發(fā)射測量1Ω/150Ω直接耦合法(Inte-gratedcircuits—Measurementofelectromagneticemissions—Part4:Measurementofconductedemis-sions—1Ω/150Ωdirectcouplingmethod)橫電磁波傳輸室法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticimmunity—Part2:Meas-urementofradiatedimmunity—TEMcellandwidebandTEMcellmethod)IEC62132-4集成電路電磁抗擾度測量150kHz至1GHz第4部分：射頻功率直接注入法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticimmunity150kHzto1GHz—Part4:DirectRFpowerinjectionmethod)IEC62215-3集成電路脈沖抗擾度測量第3部分：非同步瞬態(tài)注入法(Integratedcircuits—Measurementofimpulseimmunity—Part3:Non-synchronoustransientinjectionmethod)3術語和定義GB/T9178界定的以及下列術語和定義適用于本文件。片上系統(tǒng)systemonchip;SoC包含一個或多個處理器以及至少一個其他功能電路單元、在單一芯片上實現(xiàn)系統(tǒng)功能的集成電路。嵌入式軟件embeddedsoftware嵌入在片上系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及完成特定功能的應用軟件。4技術要求片上系統(tǒng)(SoC)工作溫度宜為以下溫度范圍，在此溫度范圍內片上系統(tǒng)(SoC)可以正常工作：a)0℃~70℃;b)-40℃~85℃;c)-40℃~105℃;d)-40℃~125℃;3e)-55℃~125℃;f)更寬范圍。貯存溫度范圍宜比工作溫度范圍更寬。片上系統(tǒng)(SoC)的貯存溫度宜為：-65℃~150℃。片上系統(tǒng)(SoC)的電源電壓應在詳細規(guī)范中規(guī)定。4.3功能及電特性片上系統(tǒng)(SoC)應根據特定應用實現(xiàn)系統(tǒng)功能，并應具備滿足功能需求的嵌入式軟件。其處理器、存儲器、接口及其他功能模塊以及嵌入式軟件的功能、性能應在詳細規(guī)范中規(guī)定。片上系統(tǒng)(SoC)宜滿足以下要求。a)上電后首先處理器工作，當系統(tǒng)完成初始化過程后，控制其他功能模塊工作。b)提供休眠功能。c)提供復位功能。d)提供中斷機制。e)擁有1種或1種以上與外界的交互能力。f)含存儲器接口或內嵌存儲器：含隨機存取存儲器，如含非易失性存儲器，正常工作時發(fā)生意外掉電不損壞已有數據的完整性與正確性。g)支持完整的指令系統(tǒng)，所有功能模塊都能通過指令或指令的組合進行操作。h)保證程序數據和用戶數據不被非法用戶獲取。4.4電磁兼容性片上系統(tǒng)(SoC)應具有抗電磁干擾能力，電磁抗擾度、脈沖抗擾度、靜電放電抗擾度、電磁發(fā)射等應滿足應用場景要求。4.5封裝片上系統(tǒng)(SoC)應給出封裝外形圖：包括封裝形式、封裝尺寸、引出端定義功能符號等。5電測試方法5.1一般說明除另有規(guī)定外，試驗在下列環(huán)境條件下進行：a)相對濕度：25%～75%(適用時);5.2測試條件除另有規(guī)定外，片上系統(tǒng)(SoC)測試應在符合詳細規(guī)范的如下條件下進行：a)環(huán)境溫度；b)電源電壓；c)輸入數字波形激勵；d)期望輸出波形；4e)電壓或電流條件；f)規(guī)定的輸出負載。5.3測試通則片上系統(tǒng)(SoC)的電測試不限定測試方式和設備，但是推薦在集成電路自動測試機(ATE)上進行。當片上系統(tǒng)(SoC)功能需要配置外圍電路才能進行驗證時，應設計必要的仿真驗證電路板完成板級測試。必要時，片上系統(tǒng)(SoC)應采取可測性設計。測試所使用的向量宜有產生該向量的電子設計自動化(EDA)工具生成的統(tǒng)計報告，在報告中應具有EDA工具對向量實現(xiàn)的測試覆蓋率的統(tǒng)計。靜態(tài)特性、動態(tài)特性應按照GB/T17574—1998第IN篇的規(guī)定進行測試。5.5功能測試5.5.1功能測試通則片上系統(tǒng)(SoC)進行功能測試，通常需要片內預置測試軟件，在測試工裝\測試板\讀寫器內利用測試信號完成相應功能的驗證。功能測試應針對片上系統(tǒng)(SoC)的運行、休眠、交互、存儲、數據安全等功片上系統(tǒng)(SoC)的運行、休眠、交互、存儲、數據安全等功能測試宜按照a)運行測試：在片上系統(tǒng)(SoC)上電過程中施加標稱電平范圍以內的電壓，工作過程中電平可以發(fā)生技術規(guī)格許可的浪涌、尖峰，其功能不發(fā)生永久性損壞。運行測試覆蓋片上系統(tǒng)(SoC)已定義的各項功能。b)休眠測試：能通過特定指令使片上系統(tǒng)(SoC)進入休眠狀態(tài)(休眠狀態(tài)下片上系統(tǒng)(SoC)對命令的執(zhí)行及運行功耗明顯區(qū)別于正常工作狀態(tài)),且能通過特定指令使片上系統(tǒng)(SoC)結束休眠狀態(tài)。c)交互測試：針對片上系統(tǒng)(SoC)支持的交互方法所包含的各種交互協(xié)議進行測試，測試結果能明確表達交互是否成功。d)存儲測試：通過指令完成存儲器特定數據的寫入與讀出功能驗證，并在存儲器操作的任意時刻，對片上系統(tǒng)(SoC)電源進行下電操作，重新上電后驗證存儲器數據的完整性和正確性。e)數據安全測試：驗證片上系統(tǒng)(SoC)保存的數據是否能夠抵御功耗分析(功耗分析指通過大量算法運行實例來觀察電流變化從而歸納出用戶關鍵數據)。5.5.3啟動方式測試按規(guī)定配置片上系統(tǒng)(SoC)相關引出端，啟動方式應與所期望一致，并應能正常工作。按規(guī)定啟動BootLoader,應能通過全部可用接口完成所有指令檢測。5.5.5(同構)處理器核數量測試通過并發(fā)程序(多進程程序)在多核CPU上運行的時間判斷其同構核的數量。55.5.6處理器核頻率測試采用周期法測算CPU核的頻率。按規(guī)定配置中斷設置，在片上系統(tǒng)(SoC)正常運行中，觸發(fā)中斷條件，觀察片上系統(tǒng)(SoC)是否能正常跳轉執(zhí)行中斷程序。5.5.8復位功能測試在片上系統(tǒng)(SoC)正常運行中，按規(guī)定觸發(fā)復位條件，觀察片上系統(tǒng)(SoC)是否能執(zhí)行復位程序，進入復位狀態(tài)5.5.9內部非易失性存儲器測試將與內部非易失性存儲器可用空間大小相同的數據下載到內部非易失性存儲器空間，寫入后校驗5.5.10內部隨機存取存儲器測試確定內部隨機存取存儲器程序占用空間及剩余空間，指定地址將數據寫入內部隨機存取存儲器剩余空間，程序占用空間與寫入數據占用空間之和即為內部隨機存取存儲器空間。5.5.11通信接口測試按規(guī)定通過片上系統(tǒng)(SoC)的一種通信接口向片上系統(tǒng)(SoC)內部存儲器寫入特征數據，通過另一個接口讀出相應地址數據。所有接口交叉進行驗證，各種通信接口所有工作模式均需遍歷，通信過程中不應出現(xiàn)誤碼。5.5.12其他接口測試通過驗證被測接口與標準接口設備或被測接口之間的數據收發(fā)的功能確認接口功能是否正常。通過測量被測接口的電參數確認接口電參數是否符合要求。6檢驗規(guī)則6.1通則產品應經檢驗合格方能出廠，并附有證明產品質量合格的文件或標記。檢驗規(guī)則按GB/T12750的規(guī)定，與GB/T12750的要求不一致時，以本文件為準。6.2質量評定類別片上系統(tǒng)(SoC)的質量評定類別，對各類別的最低要求如下：a)I類：該類的批符合A組和B組逐批檢驗要求以及C組周期檢驗要求；b)Ⅱ類：該類的批符合A組和B組逐批檢驗要求以及C組和D組周期檢驗要求；c)Ⅲ類：該類的批需進行100%篩選，并符合A組和B組逐批檢驗要求以及C組和D組周期檢驗要求。6抽樣應按表1和表2的規(guī)定進行。分組LTPDAQLⅢ類Ⅲ類AQLAQLAQLA1A2A2aA2bA3A3aA3bA4A4aA4b715—333233577333233577ⅡⅡⅡ0.150.65 ⅡⅡⅡⅡⅡ0.250.65ⅡⅡⅡⅡⅡ0.250.65“LTPD指批允許不合格品率，最大合格判定數為4。分組LTPDI類Ⅲ類Ⅱ類和Ⅲ類B1B4'B5B8C2cC3°C5aC8D8C11D13～D19(不適用)555LTPD指批允許不合格品率，最大合格判定數為2。指器件引出端數，分配給至少4只器件。76.4檢驗批構成一個檢驗批應由相同類型、在基本相同的條件下、采用相同原材料和工藝生產、并在同一時間內提交檢驗的產品組成。6.5鑒定檢驗鑒定檢驗由本文件規(guī)定的A組、B組、C組檢驗和當有規(guī)定時的D組檢驗組成。6.6質量一致性檢驗質量一致性檢驗由本文件規(guī)定的A組(見表3)、B組(見表4)、C組(見表5)檢驗和當有規(guī)定時的D組(見表6)檢驗組成。除另有規(guī)定外，試驗在25℃下進行。標有(D)的試驗是破壞性的。分組檢驗或試驗引用標準或條件極限值外部目檢—————最高工作溫度下功能驗證(不適用于I類)“A2b最低工作溫度下功能驗證(不適用于I類)“TA=TA(min)或Tc=Tc(min)——25℃下靜態(tài)特性———A3a最高工作溫度下靜態(tài)特性極限值可以與A3分組不同A3b最低工作溫度下靜態(tài)特性TA=TA(min)或Tc=Tc(min)極限值可以與A3分組不同25℃下動態(tài)特性———A4a最高工作溫度下動態(tài)特性(不適用于I類)”極限值可以與A4分組不同A4b最低工作溫度下動態(tài)特性(不適用于I類)“TA=TA(min)或Tc=Tc(min)極限值可以與A4分組不同如果制造廠商能定期證明2個極限溫度下的試驗結果與25℃下的試驗結果相關，則可使用25℃下的結果。8分組檢驗或試驗引用標準條件B1尺寸———B4可焊性(D)GB/T4937.21按規(guī)定B5(僅適用于空封器件)密封非空封器件和環(huán)氧封接的空封器件溫度快速變化隨后：·外部目檢·強加速穩(wěn)態(tài)濕熱GB/T4937.11GB/T4937.3GB/T4937.4按規(guī)定10次循環(huán)，貯存溫度范圍130℃,相對濕度85%,96h;110℃,相對濕度85%,264h;B8壽命電測試GB/T4937.23最高工作溫度，時間：168h,偏置條件按詳細規(guī)范的規(guī)定CRRL放行批證明記錄就B4、B5和B8分組提供計數檢測結果分組檢驗或試驗引用標準條件尺寸———C2cESD(D)HBMMMCDM電測試GB/T4937.26GB/T4937.27IFC60749-28按規(guī)定按規(guī)定按規(guī)定引出端強度(D)GB/T4937.14按相應封裝的規(guī)定耐焊接熱GB/T4937.15按規(guī)定9分組檢驗或試驗引用標準條件溫度快速變化a)空封器件溫度快速變化隨后：電測試密封b)非空封器件和環(huán)氧封接的空封器件(D)溫度快速變化隨后：外部目檢強加速穩(wěn)態(tài)濕熱電測試GB/T4937.11GB/T4937.11GB/T4937.3GB/T4937.4100次循環(huán)，貯存溫度范圍按規(guī)定500次循環(huán)，貯存溫度范圍130℃,相對濕度85%,96h;110℃,相對濕度85%,264h;鹽霧GB/T4937.13—恒定加速度(對空封器件)按規(guī)定穩(wěn)態(tài)濕熱a)空封器件b)非空封器件和環(huán)氧封接的空封器件(D)隨后：電測試嚴酷度：I類21d,Ⅱ類和Ⅲ類56d;嚴酷度：I類500h,Ⅱ類和Ⅲ類1000h壽命電測試GB/T4937.23最高工作溫度，時間：1000h,偏置條件按詳細規(guī)范的規(guī)定高溫貯存電測試1000h,Tsg最大值標志耐久性 一CRRL放行批證明記錄——就C3、C4、C6、C7