閆慧君 王婕 王曉瑤 李闖
軟件燒錄是指通過仿真器、編程器把程序文件下載到集成電路上,使其實現相應功能的過程。軟件燒錄是產品生產過程中的重要工序之一,軟件版本的正確性及軟件的正確燒錄決定了整個產品的正常使用。
目前生產車間對軟件燒錄并沒有一套成型的管理制度,軟件燒錄還處于混亂管理的狀態,如何規范軟件燒錄管理是最核心的需求。
目前,生產車間需要進行燒錄的項目有28 個,產品有122 種,單板有175 個,芯片有57 種。其中離線燒錄的芯片有32 種,共有17 種封裝形式;在線燒錄的芯片有25 種,共需要9 種燒錄器及7 類燒錄軟件工具。
通過調查,生產車間調試人員共6 人,沒有固定的項目分工,往往是一批單板需要燒錄,誰手中的活少就安排誰,沒有合理的分工制度,造成人員調度混亂;針對多種不同燒錄方式沒有統一的專業培訓,往往是設計人員或者工藝人員口口相傳的方式傳授,造成調試人員技能欠缺。
生產車間有四處存放軟件燒錄設備的地點,但沒有一處地點可以實現所有的燒錄方式,甚至出現同一塊電路板上的兩個芯片要分別在兩處地點進行操作;在線燒錄需要給單板供電,沒有專用供電工裝。每次燒錄都需要借用殼體供電或者自制簡易電源,既降低了燒錄效率,又缺乏安全性。
保證軟件的正確性及軟件的正確燒錄,提前發現軟件的固有缺陷。
規范生產車間軟件的接收、登記、管理、使用流程,確保生產過程中軟件燒錄符合各項要求。
燒錄中心建在生產車間電路板班組,實行集中式管理,燒錄場地、設備固定,專人負責管理。
通過查詢、整理不同項目、不同電路板、不同芯片的供電方式,設計、制造專用燒錄程序供電工裝,在一臺工裝上實現所有電路板的供電,完成軟件程序的燒錄。
1.設計工裝圖紙
按照實際要求,設計襯板、前面板、后面板、上蓋工裝圖紙,滿足使用過程中工裝的穩定性和可靠性;有足夠的承重能力保證在燒錄過程中電路板的插裝;易損零件是可以快速更換的,操作簡便的。
2.電路板燒錄程序供電工裝的明細
分解燒錄程序供電工裝的組成,按需求列出明細表,力求簡單明確。
3.制作電路板燒錄程序供電工裝
根據圖紙生產制造專用的在線燒錄供電工裝,該供電工裝可以實現8 種插座型號、21 種芯片的在線燒錄供電功能。
4.整理各種常用燒錄軟件和下載線
把四個燒錄地點的燒錄軟件、下載線進行整理,按照規定的命名方式進行名字更改、不同項目進行分類,并且標注位號和芯片種類。
按照質量體系文件規定,關鍵過程是指對形成產品質量起決定作用的過程,一般包括形成關鍵特性的過程,加工難度大、質量不穩定、易造成重大經濟損失的過程等。
在程序燒錄過程中,確保燒錄的程序符合產品及用戶要求,保證程序燒錄的可靠性與技術狀態的一致性,控制關鍵過程就顯得尤為重要。程序燒錄的關鍵過程是“四定”,即定版本、定人員、定設備、定工序,并實行專人管理,專人負責,滿足產品的可追溯要求。
1.程序版本管理
(1)程序來源管理
嚴格執行燒錄程序的出入庫管理制度,按規章、按流程辦事,要保證程序版本的一致性,進而加強程序燒錄的可靠性。
燒錄程序保存在指定的路徑,不可以隨意更改,當燒錄程序有變更時,設計部門下發變更單,主管程序工藝人員進行更改并登記,更改完畢后將舊的程序刪除,避免同時存在新舊版本。設計人員因為科研事項要往燒錄中心計算機拷貝程序,必須填寫申請表,經過領導審批,并且由專人負責拷貝,并進行記錄,確保技術狀態的一致性。
(2)程序備份管理
為規范程序管理工作,保證程序的安全性,防止因硬件故障、意外斷電、病毒等因素造成程序的丟失,定期對程序進行安全備份。備份應由專職工藝人員負責,每季度對現有的程序進行目錄整理和備份,備份的介質必須有明確的標識,標識必須使用統一的命名規則,注明介質編號、備份內容、備份日期、備份時間等。備份的程序光盤應交車間資料室進行存檔。備份程序一律不準擅自取用,若要取用需經車間領導簽字,并填寫《備份程序借用登記表》。
2.人員管理
程序燒錄人員要固定,必須有兩人,并設立A、B 角,以保證生產狀態的連續性,不會因突發事件導致生產的延誤。燒寫完成后要對燒寫芯片的型號、狀態、數量、日期等內容進行登記,做好記錄,以方便生產的可追溯性。
3.設備管理
燒錄設備的穩定性、安全性是燒錄程序的必要條件。目前燒錄中心建在生產車間電路板班組,實行集中管理。
燒錄電腦要設置開機密碼,并且只供程序燒錄人員進行使用。電腦中的各種程序和文件應由專職工藝人員進行修改和整理,燒錄員只負責燒寫程序,不能隨意刪減文件或修改各項配置。
程序燒錄人員要定期對設備進行維護,燒錄員發現程序不能正常使用或出現異常時,應及時通知專職工藝人員協助解決,以免造成數據丟失。
燒錄員燒寫完成后,要對各種編程器、適配器、下載線進行整理到位、斷電,并用防塵布進行遮蓋。

圖1:各種煩燒寫芯片、編程器、燒寫器
4.關鍵工序管理
燒錄中心要放置在鋪有靜電皮的工作臺上,燒錄所需硬件設備必須全部接入設備地線,程序燒錄人員須正確佩戴靜電手環,在防靜電措施合格前提下進行燒寫。
為保證芯片的燒寫質量,芯片在燒寫前,需要先在干燥存儲柜中進行干燥處理。
燒錄前燒錄員先確認需要使用的下載線、供電插座位置、供電按鈕。
對于首次燒寫程序時要查看相關工藝文件確定燒寫前跳線器、撥碼開關的位置,燒寫完之后再次進行確認跳線器、撥碼開關的位置。
將設計工裝形成的文字資料、圖紙等進行了整理。根據燒錄形式編寫通用化的離線燒錄指導手冊和在線燒錄指導手冊,保證覆蓋所需燒錄的所有芯片型號,做到燒錄人員有冊可依,提高燒錄準確率。
SUPERPRO 6100N 的離線燒錄指導手冊;
Quartus Ⅱ 9.0 在線燒錄指導手冊;
IspVM System 在線燒錄指導手冊;
CCS Studio V3.3 在線燒錄指導手冊;
Code Warrior IDE 在線燒錄指導手冊等。
為了使芯片類組件燒寫流程規范化,加強芯片燒寫流程的管理,編寫《專用燒錄程序設備管理制度》特制定程序燒錄管理制度和流程。
1.自制件燒錄程序流程

圖2:自制件燒錄程序流程
2.外協配套廠家來所燒錄程序流程

圖3:外協配套廠家來所燒錄程序流程
經過不斷地嘗試,已基本實現程序的集中燒錄,全面實施了軟件燒錄過程規范化管理,對優化措施進行了驗證。通過專業燒錄人員對燒錄工裝的使用反饋,使用過程良好,使用期間無任何故障,操作簡單方便,燒錄過程穩定,降低了勞動強度,增強了燒錄軟件的正確性和穩定性。燒錄人員由原來的6 人縮減到目前的2 人,減少了人力成本,單個芯片燒錄時間由原來的10min 降低到目前的5min,節省了時間,效率提高了50%。
經過驗證,軟件燒錄平臺現可燒錄軟件離線芯片32 種,在線芯片21 種;目前可以達到十幾種項目,共計600 多類產品,燒寫次數已達到3571 次,除去芯片和程序本身問題,燒寫的正確率達到100%,充分驗證了軟件燒錄平臺的正確性和穩定性。
下一步將對新項目的芯片燒錄進行梳理,進一步拓展和完善工裝上的供電功能。同時把這種創新、大膽嘗試的精神繼續應用到生產、工作的各個環節,提高生產效率,保證產品質量。