为可程式元件注入灵魂－ＩＣ烧录器

在可程式元件选择众多的今日，您可以轻易地将数佰万位元的程式和资料永久地保存在FLASH / EPROM中，或是将百来颗的传统数位元件塞进一个指甲般大小的CPLD / FPGA之中；也可以将整个微电脑化为一颗单晶片。只要研发工程师有创意就有可能在他的实验桌上，完成这件现今认为稀松平常的事。

回想在微处理器刚兴起的年代，只有部份的公司有能力去开光罩，订作一个MASK ROM或是一个ASIC，其中除了费用昂贵外，还要承受著很大的风险和不少的库存压力。

随著半导体厂商的推陈出新，陆续出现了可以由使用者程式化的元件，例如储存资料的非挥发性记忆体PROM、EPROM、EEPROM、FLASH EPROM…等等，容量由早期的几K bits到2002年可能供货的1 G bits。而早期只能用TTL来设计的数位电路也逐渐地被PLD所替代，由简单的PAL到现在百万GATE COUNT级CPLD / FPGA。再配和上ＩＣ烧录器厂商提供的工具日新月异，让“在桌上就可以定制ＩＣ”的美梦成真。

烧录器的分类

烧录器依使用的需求，大概可以分为研发用和量产用两大类型，不同的使用目的也造就了不同的设计理念和特性, 分别叙述于下：

一、 研究发展用

依据可以处理元件的种类和功能，研发用的烧录器又可以细分为单一功能型和万用型。针对单一种元件提供简单功能的单一功能型烧录器，通常有使用简单价格低廉的优点，但同时也有著无法扩充，品质良莠不齐的问题。由于此类产品的技术门槛低，所以市场上充斥著各种选择，不管是专业的或玩票性质的供应商，只要价格便宜，就上的了货架。

如果说您只是为了单一的开发任务，只需用到EPROM、MCS-51或PIC等简单元件，又不希望不稳定，良率差耽误您的开发时程，专业烧录器制造商或是IC原厂授权生产的产品大概是您比较好的选择。

目前的主流产品，应该是万用型烧录器（ Universal Programmer ），站在研发工程师的立场，可以应用在产品开发上的可程式元件何其多，同一个设计案中混用单晶片、FLASH 、EPROM、CPLD的机会比比皆是。

买一台透过软体升级，就可以支援数仟种IC的万用型烧录器，虽然售价贵了些，但长远来看是不错的选择。

对烧录器的制造商来说，万用型烧录器最主要的困难和挑战来至于半导体厂商的推陈出新，目前市面上烧录的元件大约在4000颗上下，每年又以300～500颗的速度在新陈代谢，这还不含上旧元件更新烧录演算法的数量，所以万用型烧录器的厂商就必需有一个庞大的研发团队，面对永无止尽的软体更新，不但速度要快，还要完全正确无误，否则很快就被淘汰出局，另外绝大部份的IC原厂也不会任由市场上良莠不齐的烧录器产生大量的不良，造成纠纷无法解决，所以只会对认证过的少数优良厂商提供IC样品和烧录演算法（Algorithm）。最后新进入的竞争者又必需面临一次支援4000种以上元件，其中所需要入的庞大人力和费用更令人望之却步。

由此可知这项产品进入门槛之高，维系不坠之难，个中甜蜜辛酸点滴在制造厂商心中，也难怪这些年来欧洲, 美国, 日本 等先进国家的主要厂商都淡出了市场，大陆、韩国等又未出现大的竞争对手，在台湾的业者持续耕耘之下, 又造就了另一项世界第一（ 预估出货数量超过50%以上的市场占有率 ）。

二、量产型 

这一类的烧录器通常已经归属到生产设备的范畴，售价不是最大的考虑，良率、稳定、产能和服务才是重要的决定因素。影响元件烧录良率的要素有三：烧录器、ＩＣ的制程更动、操作人员；其中烧录器又占了最重的比重，只要设计良好，完全遵守ＩＣ厂商规范的Algorithm，并随时配合ＩＣ制造商的变更，在最短时间内让使用者能有最佳的烧录方法可用，再加上恰到好处的防呆设计，避免操作人员的疏失，如此才造就出了近乎完美的烧录良率。

而生产单位不比办公室，除了环境因素复杂之外，一天８小时甚至２４小时的长时间使用，烧录器的稳定度就决定了您的生产线会不会断线。再者如果您是在烧录FLASH/EPROM或其它大容量的ＩＣ就要考虑到烧录器的产出率，在同样合乎ＩＣ的规范下快慢的差异可能达数倍之多，考量您的工时和整体产能，产出率也是一大重点。如果前面几点比较起来差异不大，那烧录器厂商的快速服务和永续经营就决定了一切，毕竟生产线不可能“停线待机”。

笔者个人浅见认为除了前述点外，一台可以不接电脑能独立运作、操作简单，又可以更换众多模组的量产烧录器才是您的上上之选。

量产用的烧录器早期几乎都是国外知名品牌的天下，高达几十万甚至佰万的售价更是国内厂商的一大负担，近年来由于国内供应商的努力和精进，物美价廉又高品质的量产烧录器，大量满足了国内的市场需求，对于台湾的ＰＣ产业能成为世界第一，也算小有供献。

一些隐藏的成本问题

在您衡量购入烧录器需要多少预算时，有些隐藏在背后的成本和可能遇上的麻烦也是您必需计算内的：

不良率所带来的直接金钱损失

一般设计良好的烧录器，不良率大概是0.15 % 到0.3%，甚至可以用ppm来计算，有的烧录器却有可能失控到2% - 3%；其中的差异即代表著 - 您每处理一百颗ＩＣ即有两三颗不良和损坏。先不论每颗ＩＣ的单价是高是低，一段时日之后，也许您当初购买烧录器时所省下的金额又都倒贴回去，当然这都还未算入工时的增加，交期的延后……等等影响。

资料流失（Data Lose）所造成的梦靥

当您烧录器烧好并判为PASS的ＩＣ，焊上了PCB，锁好了外殼，甚至出货到了客户手上，才发觉开不了机，功能不正常，几番波折后才发觉，原来是BIOS或单晶片内的程式及资料流失了！向客户道歉、回收不良品、扣货款，还造成了商誉受损！而生产单位和工程师又是一番惊天动地的开会检讨、忙乱和重新加工。

这些情况并不是只出现在恶梦当中，而是时有所闻的事情。任何的问题防范于未然是最有智慧的，为了避免日后的恶梦成真，您在选购烧录器时就不能不更慎重了。

烧录器的SOCKET是消秏品

烧录器都有SOCKET（或称TEXTOOL TM），用来置入待处理的元件，一般来说接触的磨损和机械性的疲乏，让SOCKET成了有使用寿命的秏材。 DIP包装的SOCKET大约是15,000到20,000次，PLCC, TSOP或QFP等更精细的SOCKET更只有10,000到15,000次的使用寿命；超过了使用次数后，良率就有可能降低，甚至会完全不能烧录，所以定期或定量更换SOCKET是必要的支出。

烧录器支援元件的数量和新元件的支援能量评估

如果您是研发工程师，烧录器支援的元件种类和数量是您第一个要比较的条件，然而众多的ＩＣ包装（如DIP、PLCC、SOP、TSOP、VSOP、QFP、TQFP、μBGA……等）也是日后扩充时的一笔支出，有的烧录器因为不是真正的万用型, 光是配合PLCC包装的IC就有超过上百个的模组，以平均3,000～5,000元的单价来计算，可真是一笔不小的负担。所以有的厂商推出了真正的万用型烧录器，每一个Pin Drive都有Vcc,Vpp,GND,CLOCK和逻辑讯号, 才能在一个PLCC模组中就支援了所有的接脚型式（由20-84Pin, SOP模组是由8到44Pin）, 虽然购入时较一般的烧录器为贵，但是长远来看，还是划算的。

此外低耗电的IC，是目前的主流产品， 3.3V、3V、2.5V都己非特殊，1.8V的元件更是接踵而来，FLASH EPROM、单晶片、CPLD都有这电源规格的编号，毕竟低电压带来的好处不只是省电、速度快、不发热，也是半导体制程改变中不得不的选择。

所以烧录器不只是要能送出1.8V的电源给待测IC，逻辑讯号的准位如果不能随著调整，处理IC时就有可能造成Latch Up问题。 （ 注：当ＩＣ的输入接脚的电压低过GND或高过VCC时，就有可能产生瞬间的大电流，造成ＩＣ的特性改变或永久损坏 ）

烧录元件的前置检查

为了避免人为的疏失，在使用者将ＩＣ置入SOCKET时，烧录器应该可以对ＩＣ的每一个Pin进行接触检查，以排除元件放反、移位、或IC接脚数目不正确；通过接触检查后再辨认元件的ＩＤ Code以确认IC厂牌及型号无误。

只有通过严密的前置检查，烧录器才可以送出电源和讯号开始处理ＩＣ, 这点对于越来越精密的SMD元件非常的重要。

结论

更快的速度，更大的容量，更精密的包装，更多的接脚，更低的操作电压，半导产业的一日千里，带来了快速而巨大的改变，您除了随时吸收新讯息，研发出更好的产品，生产更多更有价值的商品外，您所选择的ＩＣ烧录器，是否也能跟随您的脚步大步向前，助您一臂之力？还是延宕您的工作，造成时间和金钱的损失呢？ 相信这点值得所有的烧录器制造商和使用者的您细加思量。