電気工学において、シュムープロットとは、さまざまな条件や入力に対して変化するコンポーネントまたはシステムの応答をグラフで表示したものである。
シュムープロットの起源は不明である。1966年のIEEE論文で言及されている。[ 1 ]また、 IBM 2365プロセッサーストレージのマニュアルにも初期の言及がある。[ 2 ]
シュムープロットの発明は、VLSI殿堂入りを果たしたロバート・ヒューストン(1941年~2006年)によるものとされることがある。[ 3 ]しかし、ヒューストンがテストエンジニアとして働き始めたのは1967年なので、これはありそうもない。 [ 4 ]

このプロットの名前は、アル・キャップが漫画『リル・アブナー』で創造した架空の生物「シュムー」に由来しています。これらの小さな塊状の生物は、3つの独立変数(電圧、温度、応答速度など)に対して描かれたシュムープロットで囲まれる「作業」ボリュームに似た形状をしています。
半導体チップは通常、「シュムー」形状のグラフを示しません。歴史的に見ると、磁気コアメモリ配列のテストで「シュムー」形状が得られたことから、この用語が半導体時代にも引き継がれました。
シュムープロットは、コンピュータやDRAM 、ASIC、マイクロプロセッサなどの集積回路といった複雑な電子システムのテスト結果を表すためによく用いられます。このプロットは通常、テスト対象デバイスが(残りの仕様セットに準拠して)動作する条件の範囲を示します。
例えば、半導体メモリのテストでは、電圧、温度、リフレッシュレートを規定の範囲内で変化させることができ、これらの要素の特定の組み合わせでのみデバイスが動作します。動作値の範囲を独立した軸(電圧、温度、リフレッシュレート)にプロットすると、通常は奇妙な形状の3次元領域が囲まれます。その他、周波数、温度、タイミングパラメータ、システムまたはコンポーネント固有の変数、さらにはシリコンチップ製造中に調整可能な可変ノブなど、変化させることができる条件や入力の例としては、品質の異なる部品を製造し、それを製造工程で使用するものもあります。
多くの場合、一方の軸に1つの「つまみ」または変数を、もう一方の軸に別のつまみまたは変数をプロットして、2次元グラフを作成します。これにより、テストエンジニアはテスト対象デバイスの動作範囲を視覚的に確認できます。コンポーネントまたはシステムへの条件や入力を変化させるこのプロセスは、「シュムーイング」と呼ばれることもありますが、より正式には電気テストまたは電気適格性評価として知られています。自動テスト装置には、部品の自動シュムーイングを可能にするソフトウェア機能が搭載されていることがよくあります。




自動テスト機器は従来、機能点を「X」で、非機能点を空白で表す2次元ASCII形式のシュムープロットを生成してきました。現代では、従来の形式がまだ使用されているものの、2色(赤/緑など)のプロットや、デジタルスプレッドシート文書などの形式で多色のプロットも一般的になっています。[ 5 ]テスト効率のために、関心のある境界(特定の値が状態を変える場所)のみが図のデータで裏付けられ、その遷移の外側の領域はその状態にとどまると(多くの場合、妥当に)想定されることがあります。[ 6 ]
2つの独立変数の十分な範囲をテストする場合、通常のシュムープロットでは、アル・キャップのシュムーに似た形状の動作範囲が示されますが、実際には、テスト対象のデバイスが損傷する可能性があるため、より詳細なビュー、特に公開されているコンポーネントのマージン(例:-5% Vcc)に焦点を当てたビューの方がはるかに重要です。このようにすると、動作範囲は通常、1つ以上の方向にプロットの境界まで広がります。
このような「シュムーイング」の一例として、 IBM S/360 Model 65中央処理装置(CPU)の読み取り専用ストレージ (ROS) の 2 つの動作変数を最適化する手順が挙げられます。CPU が診断テスト プログラムを実行している間、ROS のバイアス電圧と時間遅延を変化させ、ROS がエラーを生成するポイントを手動でグラフィカルなシュムー プロットにプロットします (図を参照)。テストに合格するには、シュムー プロットが、バイアス電圧と時間遅延の最小許容エラーフリー範囲を表す長方形を包含できる十分な大きさである必要があります。最適な ROS バイアス電圧と時間遅延は、長方形の中心にある点で示されます。
シュムープロットは、時として通常とは異なる、あるいは予想外の形状を示すことがあります。正確な原因を特定するのは困難ですが、回路の一部に異常な欠陥が生じ、それ以外は正常に動作している場合などが考えられます。また、電気的なテスト設定やテストプログラム、特に競合状態が原因である可能性もあります。このように、シュムープロットはテスト設定の検証ツールとして有用です。
この手法の限界として、デバイスのテスト時間が長くなると、デバイス内部の発熱が起こり、データが歪む可能性がある(グラフ上で後からテストされたセルは、先にテストされたセルよりも性能が劣る可能性がある)という点が挙げられる。これを回避する一つの方法は、実際のシュムーテストの直前に、同様の方法でデバイスを十分に動作させることである。