En ingeniería eléctrica , un diagrama shmoo es una representación gráfica de la respuesta de un componente o sistema que varía en una variedad de condiciones o entradas.
El origen de la trama 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 de IBM 2365 Processor Storage . [2]
La invención de la trama shmoo a veces se le atribuye al miembro del Salón de la Fama del VLSI, Robert Huston (1941-2006). [3] Pero esto es poco probable porque Huston no comenzó a trabajar como ingeniero de pruebas hasta 1967. [4]
La trama toma su nombre del Shmoo , una especie ficticia creada por Al Capp en la caricatura Li'l Abner . Estas pequeñas criaturas parecidas a gotas tienen formas similares a los volúmenes "de trabajo" que estarían encerrados en diagramas shmoo dibujados en función de tres variables independientes (como voltaje, temperatura y velocidad de respuesta).
Los chips semiconductores no suelen presentar diagramas de forma "shmoo". [ cita necesaria ] Históricamente, las pruebas de matrices de memoria de núcleo magnético produjeron la forma "shmoo" y el término continuó hasta la era de los semiconductores.
Los gráficos Shmoo se utilizan a menudo para representar los resultados de las pruebas de sistemas electrónicos complejos, como computadoras o circuitos integrados como DRAM , ASIC o microprocesadores. El gráfico generalmente muestra el rango de condiciones en las que opera el dispositivo bajo prueba (de acuerdo con algún 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 encierra 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 diferente calidad que luego se utilizan en el proceso.
A menudo, un 'perilla' o variable se traza en un eje contra otra perilla o variable en otro eje, produciendo un gráfico bidimensional. Esto permite al ingeniero de pruebas observar visualmente los rangos de funcionamiento del dispositivo bajo prueba. Este proceso de variar las condiciones y las entradas al componente o sistema a veces puede denominarse "shmooing", pero más oficialmente se conoce como prueba o calificación eléctrica. Los equipos de prueba automáticos a menudo contienen funciones de software que permiten el ajuste automático de una pieza.
Los equipos de prueba automatizados tradicionalmente han generado una forma ASCII bidimensional del diagrama shmoo que utiliza una "X" para representar puntos funcionales y espacios en blanco para puntos no funcionales. En los tiempos modernos, los gráficos con dos colores (por ejemplo, rojo/verde) o incluso los gráficos multicolores en forma de documentos de hojas de cálculo digitales también se han vuelto comunes, aunque la forma tradicional todavía está en uso. [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, asumiendo así (a menudo de manera razonable) que las áreas fuera de esa transición permanecerán en esos estados. [6]
Si se probaran rangos suficientemente amplios de las dos variables independientes, un gráfico shmoo normal mostraría una envolvente operativa de alguna forma similar al Shmoo de Al Capp , pero en la práctica, esto podría dañar el dispositivo bajo prueba y vistas más detalladas. son de mucho más interés, centrándose particularmente en los márgenes de los componentes publicados (por ejemplo, - 5% Vcc). Cuando se hace esto, la envolvente operativa normalmente se extiende hasta el borde de la parcela 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 ejecuta un programa de prueba de diagnóstico, el voltaje de polarización de ROS y el retardo de tiempo varían y los puntos donde el ROS genera errores se trazan manualmente en un gráfico shmoo (ver ilustración). Para pasar la prueba, el gráfico shmoo debe ser lo suficientemente grande como para contener un rectángulo que represente el rango mínimo permitido sin errores de voltaje de polarización y retardo de tiempo. El voltaje de polarización de ROS y el retardo de tiempo óptimos 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 solo en una parte de un circuito) junto con un funcionamiento normal. En otros casos, podría 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 shmoo puede ser una herramienta útil de verificación de la configuración de la prueba.
Una limitación de la técnica es que la duración prolongada de la prueba del dispositivo puede causar un calentamiento interno adicional del dispositivo, lo que resulta en una distorsión de los datos (las células probadas más tarde en el gráfico pueden funcionar peor que las anteriores). Una forma de evitar esto es ejercitar minuciosamente el dispositivo de manera similar inmediatamente antes de la prueba de shmoo real.