GB∕T 42835-2023 半导体集成电路 片上系统（SoC）（正式版）

半导体集成电路片上系统(SoC)2023-08-06发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本文件起草单位：中国电子技术标准化研究院、北京智芯微电子科技有限公司、北京芯可鉴科技有限公司、杭州万高科技股份有限公司。1半导体集成电路片上系统(SoC)本文件规定了片上系统(SoC)的技术要求、电测试方法和检验规则。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于GB/T191包装储运图示标志GB/T4937.3半导体器件机械和气候试验方法第3部分：外部目检GB/T4937.4半导体器件机械和气候试验方法第4部分：强加速稳态湿热试验(HAST)GB/T4937.11半导体器件机械和气候试验方法第11部分：快速温度变化双液槽法GB/T4937.13半导体器件机械和气候试验方法第13部分：盐雾GB/T4937.14半导体器件机械和气候试验方法第14部分：引出端强度(引线牢固性)GB/T4937.15半导体器件机械和气候试验方法第15部分：通孔安装器件的耐焊接热GB/T4937.21半导体器件机械和气候试验方法第21部分：可焊性GB/T4937.23半导体器件机械和气候试验方法第23部分：高温工作寿命GB/T4937.26半导体器件机械和气候试验方法第26部分：静电放电(ESD)敏感度测试人体模型(HBM)GB/T4937.27半导体器件机械和气候试验方法第27部分：静电放电(ESD)敏感度测试机器模型(MM)GB/T9178集成电路术语GB/T12750半导体器件集成电路第11部分：半导体集成电路分规范(不包括混合电路)GB/T17574—1998半导体器件集成电路第2部分：数字集成电路GB/T17626.2—2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.4—2018电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验IEC60749-6半导体器件机械和气候试验方法第6部分：高温贮存(Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part6:Storageathightemperature)IEC60749-8半导体器件机械和气候试验方法第8部分：密封(Semiconductordevices—Me-chanicalandclimatIEC60749-9半导体器件机械和气候试验方法第9部分：标志耐久性(Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part9:Permanenceofmarking)IEC60749-24半导体器件机械和气候试验方法第24部分：加速耐湿-无偏置强加速应力试验(Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part24:Acceleratedmoisturere-sistance—UnbiasedHIEC60749-28半导体器件机械和气候试验方法第28部分：静电放电(ESD)敏感度测试带2电器件模型(CDM)器件级[Semiconductordevices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part28:Electrostaticdischarge(ESD)sensitivitytesting—Chargeddevicemodel(CDM)—devicelevel]IEC60749-36半导体器件机械和气候试验方法第36部分：稳态加速度(Semiconductorde-vices—Mechanicalandclimatictestmethods—Part36:Acceleration,steadystate)IEC61967-2集成电路电磁发射测量150kHz至1GHz第2部分：辐射发射测量横电磁波传输室和宽带横电磁波传输室法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticemissions,150kHztolGHz—Part2:Measurementofradiatedemissions—TEMcellandwidebandTEMcellmethod)IECTS61967-3集成电路电磁发射测量第3部分：辐射发射测量表面扫描法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticemissions—Part3:Measurementofradiatedemissions—IEC61967-4集成电路电磁发射测量第4部分：传导发射测量1Ω/150Ω直接耦合法(Inte-gratedcircuits—Measurementofelectromagneticemissions—Part4:Measurementofconductedemis-sions—1Ω/150Ωdirectcouplingmethod)横电磁波传输室法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticimmunity—Part2:Meas-urementofradiatedimmunity—TEMcellandwidebandTEMcellmethod)IEC62132-4集成电路电磁抗扰度测量150kHz至1GHz第4部分：射频功率直接注入法(Integratedcircuits—Measurementofelectromagneticimmunity150kHzto1GHz—Part4:DirectRFpowerinjectionmethod)IEC62215-3集成电路脉冲抗扰度测量第3部分：非同步瞬态注入法(Integratedcircuits—Measurementofimpulseimmunity—Part3:Non-synchronoustransientinjectionmethod)3术语和定义GB/T9178界定的以及下列术语和定义适用于本文件。片上系统systemonchip;SoC包含一个或多个处理器以及至少一个其他功能电路单元、在单一芯片上实现系统功能的集成电路。嵌入式软件embeddedsoftware嵌入在片上系统的操作系统及完成特定功能的应用软件。4技术要求片上系统(SoC)工作温度宜为以下温度范围，在此温度范围内片上系统(SoC)可以正常工作：a)0℃~70℃;b)-40℃~85℃;c)-40℃~105℃;d)-40℃~125℃;3e)-55℃~125℃;f)更宽范围。贮存温度范围宜比工作温度范围更宽。片上系统(SoC)的贮存温度宜为：-65℃~150℃。片上系统(SoC)的电源电压应在详细规范中规定。4.3功能及电特性片上系统(SoC)应根据特定应用实现系统功能，并应具备满足功能需求的嵌入式软件。其处理器、存储器、接口及其他功能模块以及嵌入式软件的功能、性能应在详细规范中规定。片上系统(SoC)宜满足以下要求。a)上电后首先处理器工作，当系统完成初始化过程后，控制其他功能模块工作。b)提供休眠功能。c)提供复位功能。d)提供中断机制。e)拥有1种或1种以上与外界的交互能力。f)含存储器接口或内嵌存储器：含随机存取存储器，如含非易失性存储器，正常工作时发生意外掉电不损坏已有数据的完整性与正确性。g)支持完整的指令系统，所有功能模块都能通过指令或指令的组合进行操作。h)保证程序数据和用户数据不被非法用户获取。4.4电磁兼容性片上系统(SoC)应具有抗电磁干扰能力，电磁抗扰度、脉冲抗扰度、静电放电抗扰度、电磁发射等应满足应用场景要求。4.5封装片上系统(SoC)应给出封装外形图：包括封装形式、封装尺寸、引出端定义功能符号等。5电测试方法5.1一般说明除另有规定外，试验在下列环境条件下进行：a)相对湿度：25%～75%(适用时);5.2测试条件除另有规定外，片上系统(SoC)测试应在符合详细规范的如下条件下进行：a)环境温度；b)电源电压；c)输入数字波形激励；d)期望输出波形；4e)电压或电流条件；f)规定的输出负载。5.3测试通则片上系统(SoC)的电测试不限定测试方式和设备，但是推荐在集成电路自动测试机(ATE)上进行。当片上系统(SoC)功能需要配置外围电路才能进行验证时，应设计必要的仿真验证电路板完成板级测试。必要时，片上系统(SoC)应采取可测性设计。测试所使用的向量宜有产生该向量的电子设计自动化(EDA)工具生成的统计报告，在报告中应具有EDA工具对向量实现的测试覆盖率的统计。静态特性、动态特性应按照GB/T17574—1998第IN篇的规定进行测试。5.5功能测试5.5.1功能测试通则片上系统(SoC)进行功能测试，通常需要片内预置测试软件，在测试工装\测试板\读写器内利用测试信号完成相应功能的验证。功能测试应针对片上系统(SoC)的运行、休眠、交互、存储、数据安全等功片上系统(SoC)的运行、休眠、交互、存储、数据安全等功能测试宜按照a)运行测试：在片上系统(SoC)上电过程中施加标称电平范围以内的电压，工作过程中电平可以发生技术规格许可的浪涌、尖峰，其功能不发生永久性损坏。运行测试覆盖片上系统(SoC)已定义的各项功能。b)休眠测试：能通过特定指令使片上系统(SoC)进入休眠状态(休眠状态下片上系统(SoC)对命令的执行及运行功耗明显区别于正常工作状态),且能通过特定指令使片上系统(SoC)结束休眠状态。c)交互测试：针对片上系统(SoC)支持的交互方法所包含的各种交互协议进行测试，测试结果能明确表达交互是否成功。d)存储测试：通过指令完成存储器特定数据的写入与读出功能验证，并在存储器操作的任意时刻，对片上系统(SoC)电源进行下电操作，重新上电后验证存储器数据的完整性和正确性。e)数据安全测试：验证片上系统(SoC)保存的数据是否能够抵御功耗分析(功耗分析指通过大量算法运行实例来观察电流变化从而归纳出用户关键数据)。5.5.3启动方式测试按规定配置片上系统(SoC)相关引出端，启动方式应与所期望一致，并应能正常工作。按规定启动BootLoader,应能通过全部可用接口完成所有指令检测。5.5.5(同构)处理器核数量测试通过并发程序(多进程程序)在多核CPU上运行的时间判断其同构核的数量。55.5.6处理器核频率测试采用周期法测算CPU核的频率。按规定配置中断设置，在片上系统(SoC)正常运行中，触发中断条件，观察片上系统(SoC)是否能正常跳转执行中断程序。5.5.8复位功能测试在片上系统(SoC)正常运行中，按规定触发复位条件，观察片上系统(SoC)是否能执行复位程序，进入复位状态5.5.9内部非易失性存储器测试将与内部非易失性存储器可用空间大小相同的数据下载到内部非易失性存储器空间，写入后校验5.5.10内部随机存取存储器测试确定内部随机存取存储器程序占用空间及剩余空间，指定地址将数据写入内部随机存取存储器剩余空间，程序占用空间与写入数据占用空间之和即为内部随机存取存储器空间。5.5.11通信接口测试按规定通过片上系统(SoC)的一种通信接口向片上系统(SoC)内部存储器写入特征数据，通过另一个接口读出相应地址数据。所有接口交叉进行验证，各种通信接口所有工作模式均需遍历，通信过程中不应出现误码。5.5.12其他接口测试通过验证被测接口与标准接口设备或被测接口之间的数据收发的功能确认接口功能是否正常。通过测量被测接口的电参数确认接口电参数是否符合要求。6检验规则6.1通则产品应经检验合格方能出厂，并附有证明产品质量合格的文件或标记。检验规则按GB/T12750的规定，与GB/T12750的要求不一致时，以本文件为准。6.2质量评定类别片上系统(SoC)的质量评定类别，对各类别的最低要求如下：a)I类：该类的批符合A组和B组逐批检验要求以及C组周期检验要求；b)Ⅱ类：该类的批符合A组和B组逐批检验要求以及C组和D组周期检验要求；c)Ⅲ类：该类的批需进行100%筛选，并符合A组和B组逐批检验要求以及C组和D组周期检验要求。6抽样应按表1和表2的规定进行。分组LTPDAQLⅢ类Ⅲ类AQLAQLAQLA1A2A2aA2bA3A3aA3bA4A4aA4b715—333233577333233577ⅡⅡⅡ0.150.65 ⅡⅡⅡⅡⅡ0.250.65ⅡⅡⅡⅡⅡ0.250.65“LTPD指批允许不合格品率，最大合格判定数为4。分组LTPDI类Ⅲ类Ⅱ类和Ⅲ类B1B4'B5B8C2cC3°C5aC8D8C11D13～D19(不适用)555LTPD指批允许不合格品率，最大合格判定数为2。指器件引出端数，分配给至少4只器件。76.4检验批构成一个检验批应由相同类型、在基本相同的条件下、采用相同原材料和工艺生产、并在同一时间内提交检验的产品组成。6.5鉴定检验鉴定检验由本文件规定的A组、B组、C组检验和当有规定时的D组检验组成。6.6质量一致性检验质量一致性检验由本文件规定的A组(见表3)、B组(见表4)、C组(见表5)检验和当有规定时的D组(见表6)检验组成。除另有规定外，试验在25℃下进行。标有(D)的试验是破坏性的。分组检验或试验引用标准或条件极限值外部目检—————最高工作温度下功能验证(不适用于I类)“A2b最低工作温度下功能验证(不适用于I类)“TA=TA(min)或Tc=Tc(min)——25℃下静态特性———A3a最高工作温度下静态特性极限值可以与A3分组不同A3b最低工作温度下静态特性TA=TA(min)或Tc=Tc(min)极限值可以与A3分组不同25℃下动态特性———A4a最高工作温度下动态特性(不适用于I类)”极限值可以与A4分组不同A4b最低工作温度下动态特性(不适用于I类)“TA=TA(min)或Tc=Tc(min)极限值可以与A4分组不同如果制造厂商能定期证明2个极限温度下的试验结果与25℃下的试验结果相关，则可使用25℃下的结果。8分组检验或试验引用标准条件B1尺寸———B4可焊性(D)GB/T4937.21按规定B5(仅适用于空封器件)密封非空封器件和环氧封接的空封器件温度快速变化随后：·外部目检·强加速稳态湿热GB/T4937.11GB/T4937.3GB/T4937.4按规定10次循环，贮存温度范围130℃,相对湿度85%,96h;110℃,相对湿度85%,264h;B8寿命电测试GB/T4937.23最高工作温度，时间：168h,偏置条件按详细规范的规定CRRL放行批证明记录就B4、B5和B8分组提供计数检测结果分组检验或试验引用标准条件尺寸———C2cESD(D)HBMMMCDM电测试GB/T4937.26GB/T4937.27IFC60749-28按规定按规定按规定引出端强度(D)GB/T4937.14按相应封装的规定耐焊接热GB/T4937.15按规定9分组检验或试验引用标准条件温度快速变化a)空封器件温度快速变化随后：电测试密封b)非空封器件和环氧封接的空封器件(D)温度快速变化随后：外部目检强加速稳态湿热电测试GB/T4937.11GB/T4937.11GB/T4937.3GB/T4937.4100次循环，贮存温度范围按规定500次循环，贮存温度范围130℃,相对湿度85%,96h;110℃,相对湿度85%,264h;盐雾GB/T4937.13—恒定加速度(对空封器件)按规定稳态湿热a)空封器件b)非空封器件和环氧封接的空封器件(D)随后：电测试严酷度：I类21d,Ⅱ类和Ⅲ类56d;严酷度：I类500h,Ⅱ类和Ⅲ类1000h寿命电测试GB/T4937.23最高工作温度，时间：1000h,偏置条件按详细规范的规定高温贮存电测试1000h,Tsg最大值标志耐久性 一CRRL放行批证明记录——就C3、C4、C6、C7