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什麽是燒錄器?燒錄器名詞解釋

發布時間:2020-03-31 15:04人氣:

 
  
燒錄器
 
 
  燒錄器在大陸是叫編程器。因為台灣的半導體產業發展的早,到大陸後,客戶之所以叫它為“編程器”是因為現在英文名為PROGRAMMER,這個英文名與一般編寫軟件程式設計師是同名,所以就叫“編程器”。
  燒錄器實際上是一個把可編程的集成電路寫上數據的工具,燒錄器器主要用於單片機(含嵌入式)/存儲器(含BIOS)之類的芯片的編程(或稱刷寫)。
   燒錄器在功能上可分萬用型燒錄器、量產型燒錄器、專用型燒錄器。專用型燒錄器價格最低,適用芯片種類較少,適合以某一種或者某一類專用芯片編程的需要, 例如僅僅需要對PIC係列編程。全功能通用型一般能夠涵蓋幾乎(不是全部)所有當前需要編程的芯片,由於設計麻煩,成本較高,限製了銷量,最終售價極高, 適合需要對很多種芯片進行編程的情況。
  像比如:ISD1700燒錄器,他針對的是ISD1700全係統語音芯片,ISD1700燒錄器又可以分為多片燒錄器和單片拷貝機,還有如:PM50燒錄器,PM60燒錄器,ISD3340燒錄器
   燒錄器英文名為PROGRAMMER,有人叫WRITER,更早期有人叫BURNER,這種機器是用來燒錄〔PROGRAM〕一種稱為可燒錄的IC 〔PROGRAMABLE IC〕,可燒錄這些IC內部的CELL〔細胞〕資料,造成不同的功能,以前的IC大部份都是固定功能的IC〔DEDICATED ID〕,所以設計者若設計一片電路板必須用上多種不同的固定功能的IC,對大量生產者需準備很多類型的IC,自從可燒錄的IC出現後,設計者隻要準備一種 IC便可把它燒錄成不同功能的IC,備料者隻采購一種IC即可,備料方便,但須準備燒錄器去燒錄它。
  在可程式元件選擇眾多的今日,您可以輕易 地將數佰萬位元的程式和資料永久地保存在FLASH / EPROM中,或是將百來顆的傳統數位元件塞進一個指甲般大小的CPLD / FPGA之中;也可以將整個微電腦化為一顆單晶片。隻要研發工程師有創意就有可能在他的實驗桌上,完成這件現今認為稀鬆平常的事。
  回想在微處理器剛興起的年代,隻有部份的公司有能力去開光罩,訂作一個MASK ROM或是一個ASIC,其中除了費用昂貴外,還要承受著很大的風險和不少的庫存壓力。
   隨著半導體廠商的推陳出新,陸續出現了可以由使用者程式化的元件,例如儲存資料的非揮發性記憶體PROM、EPROM、EEPROM、FLASH EPROM…等等,容量由早期的幾K bits到2002年可能供貨的1 G bits。而早期隻能用TTL來設計的數位電路也逐漸地被PLD所替代,由簡單的PAL到現在百萬GATE COUNT級CPLD / FPGA。再配和上IC燒錄器廠商提供的工具日新月異,讓“在桌上就可以定製IC”的美夢成真。
  燒錄器的分類
  燒錄器依使用的需求,大概可以分為研發用和量產用兩大類型,不同的使用目的也造就了不同的設計理念和特性, 分別敘述於下:
 
 
一. 研發用
   依據可以處理元件的種類和功能,研發用的燒錄器又可以細分為單一功能型和萬用型。針對單一種元件提供簡單功能的單一功能型燒錄器,通常有使用簡單價格低 廉的優點,但同時也有著無法擴充,品質良莠不齊的問題。由於此類產品的技術門檻低,所以市場上充斥著各種選擇,不管是專業的或玩票性質的供應商,隻要價格 便宜,就上的了貨架。
  如果說您隻是為了單一的開發任務,隻需用到EPROM、MCS-51或PIC等簡單元件,又不希望不穩定,良率差耽誤您的開發時程,專業燒錄器製造商或是IC原廠授權生產的產品大概是您比較好的選擇。
  目前的主流產品,應該是萬用型燒錄器( Universal Programmer ),站在研發工程師的立場,可以應用在產品開發上的可程式元件何其多,同一個設計案中混用單晶片、FLASH 、EPROM、CPLD的機會比比皆是。
  買一台透過軟體升級,就可以支援數仟種IC的萬用型燒錄器,雖然售價貴了些,但長遠來看是不錯的選擇。
   對燒錄器的製造商來說,萬用型燒錄器最主要的困難和挑戰來至於半導體廠商的推陳出新,目前市麵上燒錄的元件大約在4000顆上下,每年又以 300~500顆的速度在新陳代謝,這還不含上舊元件更新燒錄演算法的數量,所以萬用型燒錄器的廠商就必需有一個龐大的研發團隊,麵對永無止盡的軟體更 新,不但速度要快,還要完全正確無誤,否則很快就被淘汰出局,另外絕大部份的IC原廠也不會任由市場上良莠不齊的燒錄器產生大量的不良,造成糾紛無法解 決,所以隻會對認證過的少數優良廠商提供IC樣品和燒錄演算法(Algorithm)。最後新進入的競爭者又必需麵臨一次支援4000種以上元件,其中所 需要入的龐大人力和費用更令人望之卻步。
  由此可知這項產品進入門檻之高,維係不墜之難,個中甜蜜辛酸點滴在製造廠商心中,也難怪這些年來歐 洲, 美國, 日本等先進國家的主要廠商都淡出了市場,大陸、韓國等又未出現大的競爭對手,在台灣的業者持續耕耘之下, 又造就了另一項世界第一(預估出貨數量超過50%以上的市場占有率)。
 
 
二. 量產型 (自動燒錄生產設備)
 
   這一類的燒錄器通常已經歸屬到生產設備的範疇,售價不是最大的考慮,良率、穩定、產能和服務才是重要的決定因素。影響元件燒錄良率的要素有三:燒錄器、 IC的製程更動、操作人員;其中燒錄器又占了最重的比重,隻要設計良好,完全遵守IC廠商規範的Algorithm,並隨時配合IC製造商的變更,在最短 時間內讓使用者能有最佳的燒錄方法可用,再加上恰到好處的防呆設計,避免操作人員的疏失,如此才造就出了近乎完美的燒錄良率。
  而生產單位不比 辦公室,除了環境因素複雜之外,一天8小時甚至24小時的長時間使用,燒錄器的穩定度就決定了您的生產線會不會斷線。再者如果您是在燒錄 FLASH/EPROM或其它大容量的IC就要考慮到燒錄器的產出率,在同樣合乎IC的規範下快慢的差異可能達數倍之多,考量您的工時和整體產能,產出率 也是一大重點。如果前麵幾點比較起來差異不大,那燒錄器廠商的快速服務和永續經營就決定了一切,畢竟生產線不可能“停線待機”。
  筆者個人淺見認為除了前述點外,一台可以不接電腦能獨立運作、操作簡單,又可以更換眾多模組的量產燒錄器才是您的上上之選。
  量產用的燒錄器早期幾乎都是國外知名品牌的天下,高達幾十萬甚至佰萬的售價更是國內廠商的一大負擔,近年來由於國內供應商的努力和精進,物美價廉又高品質的量產燒錄器,大量滿足了國內的市場需求,對於台灣的PC產業能成為世界第一,也算小有供獻。
 
 
三. 一些隱藏的成本問題
 
 
  在您衡量購入燒錄器需要多少預算時,有些隱藏在背後的成本和可能遇上的麻煩也是您必需計算內的:
  1、不良率所帶來的直接金錢損失
   一般設計良好的燒錄器,不良率大概是0.15 % 到0.3%,甚至可以用ppm來計算,有的燒錄器卻有可能失控到2% - 3%;其中的差異即代表著 - 您每處理一百顆IC即有兩三顆不良和損壞。先不論每顆IC的單價是高是低,一段時日之後,也許您當初購買燒錄器時所省下的金額又都倒貼回去,當然這都還未 算入工時的增加,交期的延後…等影響。
  2、資料流失(Data Lose)所造成的夢靨
  當您燒錄器燒好並判為PASS的IC,焊 上了PCB,鎖好了外殼,甚至出貨到了客戶手上,才發覺開不了機,功能不正常,幾番波折後才發覺,原來是BIOS或單晶片內的程式及資料流失了!向客戶道 歉、回收不良品、扣貨款,還造成了商譽受損!而生產單位和工程師又是一番驚天動地的開會檢討、忙亂和重新加工。
  這些情況並不是隻出現在惡夢當中,而是時有所聞的事情。任何的問題防範於未然是最有智慧的,為了避免日後的惡夢成真,您在選購燒錄器時就不能不更慎重了。
  3、燒錄器的SOCKET是消秏品
   燒錄器都有SOCKET(或稱TEXTOOL TM),用來置入待處理的元件,一般來說接觸的磨損和機械性的疲乏,讓SOCKET成了有使用壽命的秏材。 DIP包裝的SOCKET大約是15,000到20,000次,PLCC, TSOP或QFP等更精細的SOCKET更隻有10,000到15,000次的使用壽命;超過了使用次數後,良率就有可能降低,甚至會完全不能燒錄,所以 定期或定量更換SOCKET是必要的支出。
 
 
四、燒錄器支援元件的數量和新元件的支援能量評估
 
 
   如果您是研發工程師,燒錄器支援的元件種類和數量是您第一個要比較的條件,然而眾多的IC包裝(如DIP、PLCC、SOP、TSOP、VSOP、 QFP、TQFP、μBGA……等)也是日後擴充時的一筆支出,有的燒錄器因為不是真正的萬用型, 光是配合PLCC包裝的IC就有超過上百個的模組,以平均3,000~5,000元的單價來計算,可真是一筆不小的負擔。所以有的廠商推出了真正的萬用型 燒錄器,每一個Pin Drive都有Vcc,Vpp,GND,CLOCK和邏輯訊號, 才能在一個PLCC模組中就支援了所有的接腳型式(由20-84Pin, SOP模組是由8到44Pin), 雖然購入時較一般的燒錄器為貴,但是長遠來看,還是劃算的。
  此外低耗電的IC,是目前的主流產品, 3.3V、3V、2.5V都己非特殊,1.8V的元件更是接踵而來,FLASH EPROM、單晶片、CPLD都有這電源規格的編號,畢竟低電壓帶來的好處不隻是省電、速度快、不發熱,也是半導體製程改變中不得不的選擇。
  所以燒錄器不隻是要能送出1.8V的電源給待測IC,邏輯訊號的準位如果不能隨著調整,處理IC時就有可能造成Latch Up問題。(注:當IC的輸入接腳的電壓低過GND或高過VCC時,就有可能產生瞬間的大電流,造成IC的特性改變或永久損壞)
 
 
五、燒錄元件的前置檢查
  IC放置在Socket 上時 燒錄器有6步來驗證 確保燒錄的穩定性
  第一步inertion check(IC放置檢測)
  第二步check ID (檢查位地址)
  第三步Erase if balank check Fail (芯片裏麵有內容執行擦除)
  第四步program 燒錄
  第五步Venfy 校驗
  第六步check sum 對比原始燒錄文件內存大小來判定燒錄
  為了避免人為的疏失,在使用者將IC置入SOCKET時,燒錄器應該可以對IC的每一個Pin進行接觸檢查,以排除元件放反、移位、或IC接腳數目不正確;通過接觸檢查後再辨認元件的ID Code以確認IC廠牌及型號無誤。
  隻有通過嚴密的前置檢查,燒錄器才可以送出電源和訊號開始處理IC, 這點對於越來越精密的SMD元件非常的重要。
六. 結 論
   更快的速度,更大的容量,更精密的包裝,更多的接腳,更低的操作電壓,半導產業的一日千裏,帶來了快速而巨大的改變,您除了隨時吸收新訊息,研發出更好 的產品,生產更多更有價值的商品外,您所選擇的IC燒錄器,是否也能跟隨您的腳步大步向前,助您一臂之力?還是延宕您的工作,造成時間和金錢的損失呢?相 信這點值得所有的燒錄器製造商和使用者的您細加思量。

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