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1. 概述 STDFStandard Test Data Format标准测试数据格式是半导体测试行业的最主要的数据格式包含了summary信息和所有测试项的测试结果是半导体行业芯片测试数据的存储规范。 在半导体行业每粒芯片在投放市场之前都要经过两道严格的测试分别是 封装之前的CP测试 和封装之后的FT测试 之前开发STDF之前不同厂商提供的测试机会生成不同格式的测试结果这会导致测试结果的转换、分析和存储变的非常困难STDF规范就是为解决这一问题而诞生的。 它由Teradyne开发统一了各项测试结果的数据格式只要测试机供应商支持该规范那么生成的测试数据就可以很容易的被解析成结构化数据并保存到数据库后续的数据分析因此而变得更加容易且全面。 2. 所解决的问题 其采用统一格式/规范保存着CP或FT芯片测试所能产生的所有类型的测试数据解决了芯片测试行业不同品牌测试机所生成的测试数据格式不统一的问题。 3. STDF规范特点 提供一个通用的格式来保存和转换测试数据所以可以来保存所有厂商提供的芯片测试机的测试结果
虽然STDF规范了很多 记录/字段 类型但实际应用时可以根据需要灵活 存or取 其中的一部分
每个STDF文件都是一个独立的数据库保存着所有类型的测试数据所以用户只需相应的STDF文件即可对测试结果进行全面的分析
4. 优点 STDF规范采用了统一格式保存所有测试数据所以通常情况下只需要解析一个STDF文件就可以对芯片测试结果作360°全方位的分析无论是基于Lot的分析基于Wafer的分析CP还是基于Die的分析甚至是每个测试项的分析都可以轻松胜任这便是它的最大优势。 5. 局限性 因为要把所有测试数据都保存在一个文件里导致文件很大动辄就几个G因此在以下方面具有局限性 规范复杂性、专业性强 如 数据效验bit位、半字节数据类型、不定长度的数组、大/小端字节序的区分、衬垫字段等概念还是挺让人难以理解的此外它的实际数据是以二进制形式保存到文件中的即一个STDF实际上会是一个二进制的文件并非ASCII字符的明文字符所以无法直接打开查看结果需要解析后才能看到具体数据。基于上述复杂性解析它其实相当不容易开发人员至少得具备测试机工作原理、芯片测试、程序开发这3项专业性相当强的专业技能才能胜任。 存储空间大 因为文件很大所以单个文件就需要很大的存储空间而一般测试企业每天能完成几十个甚至几百个Lot的测试就是说对于芯片测试企业每天光STDF就能消耗几百G到1T的磁盘空间而且因为数据是不断生成的对磁盘的I/O要求也很高所以对企业的存储服务器要求很高成本较大。 传输时间长传输设备要求高 绝大部分芯片测试企业的客户会要求将STDF文件传给他们如上文所述这么大量的数据要通过互联网分别传送给不同客户往往需要较长的时间测试企业为了满足客户要求及时将测试数据传给客户往往不得不架设多台服务器同时上传对企业的IT基础设施建设网络带宽服务器要求也很高。 解析速度慢失败率高 因为文件很大所以解析STDF文件的时候速度较慢且会大量消耗内存解析后的数据往往也必须先保存在内存中再转存到数据库或ASCII码文件所以解析过程往往不太顺利因为很容易中断。 以上局限性在一定程度上限制了STDF的应用范围大部分半导体企业往往只能利用他人开发的转换工具解析STDF文件并保存为txt或Excel文件较难做到系统化的解析测试结果并存储到数据库也就很难用STDF实现系统化的数据分析。 二、STDF数据介绍
1. 规范介绍 STDF 以二进制字节流的形式保存包含最多 25 种类型的测试数据(测试程序可能会根据实际情况只写入必要数据所以并非所有 STDF 文件都会包含 25种类型的测试数据)文件的前 6 个固定字节是 FAR (File Attributes Record.信息其它24 种类型的测试数据在整个 STDF 文件中的位置和长度都不固定但都以 4个字节的头信息开始,头信息后则是具体的测试数据内容头信息包括 2. 测试数据记录分组和类型 如上表所述STDF 文件中每种类型测试数据开始前的 4 个字节中的第 3 个字节会指定记录类型所属的第一类别信息即 REC_TYP ;第 4个字节指定记录类型所属的第二类别信息即 REC SUBREC TYP 和 REC SUB 组合则形成了测试数据记录在整个 STDF 文件中的唯一类型标识。下面列出 REC_TYP 和REC SUB 的值范围和组合后代表的测试数据记录类型 3. 字段值数据类型 STDF 文件中的字段值都有相应的数据类型用以区分是数字型的数据还是字符型的数据下面是 STDF 支持的常用数据类型 4. 数据的存储字节序 因为所有数据在 STDF 中都是以二进制的形式存储的,所以需要关注大/小端字节序的问题即这些数据在存储器中是按照从最低有效字节到最高有效字节的顺序存储对象还是从最高有效字节到最低有效字节的顺序存储对象前者称为小端字节序法后者则为大端字节序法我们读取或解析的 STDF 文件的时候必须明确知道其排序方法否则会导致读取的数字型数据完全混乱。 STDF 文件的字节序和生成该文件的主机 CPU 有关无法人工干涉采用何种字节序的标识保存在 STDF 文件的第 5 个字节是 File Attributes Record(FAR)的一个字段一般值为 0,1或2 ,1 表示大端字节序0/2 表示小端字节序。根据 STDF 的规范该字段的命名为: CPU TYPE所以我们解析 STDF文件时必须首先读取该字段值确定好字节序后再解析后续二进制流。 5. 可选字段和默认值 STDF 中不是每个字段都必须有一个值有些字段在生成的时候是可以忽略的即不用填入相应的值这些字段本身可能会自动填入一个默认值比如: 对一些字符型的数据默认值是空对一些数字型的数据默认值则是 1或 0。另外有一些字段虽然有值但可能是无效的STDF 通常会某字节中设一个或多个标识位(bl]来区分字段值是否有效通常情况下字段的值若是合法且有效的那么对应标识位的值会是默认值 0(二进制的 0)即标识位的值是不会被改动反过来说如果标识为被改为 1 (二进制的 1) 那么意味着对应字段的值就是无效的。 以上所述的两种类型的字段在 STDF 规范中被统称为可选字段为了节约STDF文件的存储空间,如果这两种可选字段出现在记录的尾部,那么在生成STDF文件的时候就有可能会被 STDF 直接省略当然仅限于这些字段连续排在记录的尾部若在其它位置出现则不会被省略。下表列出STDF中各种数据类型的字段值在何种情况下可被认为是可选字段
