En ingeniería eléctrica , un diagrama Shmoo es una representación gráfica de la respuesta de un componente o sistema que varía según un rango de condiciones o entradas.
El origen del diagrama shmoo no está claro. Se hace referencia a él en un artículo del IEEE de 1966. [ 1 ] Otra referencia temprana se encuentra en los manuales del procesador de almacenamiento IBM 2365. [2]
La invención del complot Shmoo se atribuye a veces a Robert Huston (1941-2006), miembro del Salón de la Fama de VLSI. [3] Pero esto es poco probable porque Huston no comenzó a trabajar como ingeniero de pruebas hasta 1967. [4]
La trama toma su nombre de Shmoo , una especie ficticia creada por Al Capp en la serie de dibujos animados Li'l Abner . Estas pequeñas criaturas con forma de gota tienen formas similares a los volúmenes "de trabajo" que estarían encerrados en las tramas de Shmoo dibujadas en función de tres variables independientes (como voltaje, temperatura y velocidad de respuesta).
Los chips semiconductores no suelen presentar gráficos con forma de "shmoo". [ cita requerida ] Históricamente, las pruebas de matrices de memoria de núcleo magnético produjeron la forma de "shmoo" y el término continuó durante la era de los semiconductores.
Los gráficos Shmoo se utilizan a menudo para representar los resultados de las pruebas de sistemas electrónicos complejos, como ordenadores o circuitos integrados, como DRAM , ASIC o microprocesadores. El gráfico suele mostrar el rango de condiciones en las que funciona el dispositivo sometido a prueba (de acuerdo con un conjunto restante de especificaciones).
Por ejemplo, al probar la memoria de semiconductores : los voltajes , la temperatura y las frecuencias de actualización se pueden variar en rangos específicos y solo ciertas combinaciones de estos factores permitirán que el dispositivo funcione. Trazado en ejes independientes (voltaje, temperatura, frecuencias de actualización), el rango de valores de trabajo encerrará un volumen tridimensional, generalmente de forma extraña. Otros ejemplos de condiciones y entradas que se pueden variar incluyen frecuencia , temperatura , parámetros de tiempo, variables específicas del sistema o componente e incluso perillas variables que se pueden ajustar durante la fabricación de chips de silicio que producen piezas de calidad variable que luego se utilizan en el proceso.
A menudo, se traza un "botón" o variable en un eje contra otro botón o variable en otro eje, lo que produce un gráfico bidimensional. Esto permite al ingeniero de pruebas observar visualmente los rangos operativos del dispositivo bajo prueba. Este proceso de variación de las condiciones y las entradas del componente o sistema a veces se conoce como "shmooing", pero oficialmente se lo conoce como prueba o calificación eléctrica. Los equipos de prueba automáticos a menudo contienen funciones de software que permiten el shmooing automatizado de una pieza.
Los equipos de prueba automatizados han generado tradicionalmente una forma ASCII bidimensional del gráfico shmoo que utiliza una "X" para representar los puntos funcionales y un espacio en blanco para los puntos no funcionales. En los tiempos modernos, los gráficos con dos colores (por ejemplo, rojo/verde) o incluso gráficos multicolor en forma de documentos de hojas de cálculo digitales y similares también se han vuelto comunes, incluso si la forma tradicional todavía se usa. [5] Para probar la eficiencia, a veces solo el borde de interés (donde un cierto valor cambia su estado) se respalda con datos en los diagramas, por lo que (a menudo de manera razonable) se supone que las áreas fuera de esas transiciones permanecerán en ese estado. [6]
Si se probaran rangos suficientemente amplios de las dos variables independientes, un gráfico shmoo normal mostraría una envolvente operativa de alguna forma no muy diferente a la Shmoo de Al Capp , pero en la práctica, esto podría dañar el dispositivo bajo prueba , y las vistas más detalladas son de mucho más interés, particularmente centrándose en los márgenes de los componentes publicados (por ejemplo, - 5% Vcc). Cuando se hace esto, la envolvente operativa normalmente se extiende hasta el borde del gráfico en una o más direcciones.
Un ejemplo de este tipo de “shmooing” es el procedimiento para optimizar las dos variables operativas del almacenamiento de solo lectura (ROS) en la unidad central de procesamiento (CPU) IBM S/360 Modelo 65. Mientras la CPU está ejecutando un programa de prueba de diagnóstico, se varían el voltaje de polarización y el retardo de tiempo del ROS y los puntos donde el ROS genera errores se trazan manualmente en un gráfico shmoo (ver la ilustración). Para pasar la prueba, el gráfico shmoo debe ser lo suficientemente grande como para contener un rectángulo que represente el rango mínimo permisible libre de errores de voltaje de polarización y retardo de tiempo. El voltaje de polarización y el retardo de tiempo óptimos del ROS se indicarán mediante un punto en el centro del rectángulo.
A veces, un diagrama de shmoo tiene una forma inusual y sorprendente y, si bien es difícil determinar la causa exacta, a veces se debe a algún defecto inusual (quizás en solo una parte de un circuito) junto con un funcionamiento normal. En otros casos, puede ser un artefacto de la configuración de prueba eléctrica o del programa de prueba utilizado, en particular una condición de carrera . Como tal, un diagrama de shmoo puede ser una herramienta útil de verificación de la configuración de prueba.
Una limitación de la técnica es que la duración prolongada de la prueba del dispositivo puede provocar un calentamiento interno adicional del mismo, lo que da como resultado una distorsión de los datos (las celdas que se prueban más tarde en el gráfico pueden tener un peor rendimiento que las que se prueban antes). Una forma de evitar esto es ejercitar el dispositivo a fondo de una manera similar inmediatamente antes de la prueba shmoo real.