1 測試系統(tǒng)的基本原理
根據(jù)大容量存儲器電路的技術特點,不論EEPROM、DRAM、SDRAM、FLASRAM等,都有快速塊(BANK)、頁(PAGE)、單個單元和連續(xù)多個單元這4種不同的讀和寫方式。本系統(tǒng)充分利用不同的讀和寫方式進行測試,首先以頁面方式測試存儲單元讀和寫的正確性,再以塊方式測試連續(xù)寫入固定數(shù)據(jù)的準確性,然后連續(xù)多個單元方式寫入變化數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,最后測試在單個單元寫連續(xù)循環(huán)變化下數(shù)據(jù)的可靠性,按這樣順序運行4種不同的測試模塊,能非常準確地對存儲器電路的各種狀態(tài)進行分析測試,對大容量存儲器電路SDRAM和flash RAM的測試項目以及存儲單元的可測試度為100%,系統(tǒng)定時精度±500 ps,完全滿足SDRAM和flash的產品指標要求。本項目的技術攻關難題在于大容量存儲器集成電路測試方法的創(chuàng)新和相應測試設備的研制,它具有5項關鍵技術特點。
1.1 采用矢量技術“V2MTM”,測試大容量存儲器
由于存儲器電路容量的不斷增大,測試仿真能力的增強使測試矢量的數(shù)量大大增加,用傳統(tǒng)的中小測試設備是無法做到的,即使一般大型的測試設備,也只尋求復雜的頁面式方案進行線性測試,這是造成測試時間隨著容量的增大而加長、成本增高的主要原因。采用虛擬矢量存儲器測試技術可以提供高達4096個測試矢量,以滿足容量100兆以上,數(shù)據(jù)速率亞納秒的大容量存儲器電路的測試要求。整個測試過程基于矢量技術,實現(xiàn)同時多點多電路測試,使時間和成本基本上保持不變。
如為128兆容量存儲器電路,頁面容量為32K,則該電路具有2048個頁面。測試設備將提供2048個測試矢量,實現(xiàn)同時對2048點的測試,使測試時間比線性測試大大縮短。
1.2 采用變址掃描重讀技術
掃描測試技術,主要針對存儲器電路對電平比較敏感的問題而設計。掃描途徑：邊界存取掃描、頁面存取掃描、單元存取掃描,充分利用存儲器電路行列復用的結構特點,使存儲器任何管腳都可作為掃描管腳而得以測性,提高了可測性和測試準確性。
存儲器電路對電平比較敏感,會給出錯誤測試結果。假設A1內部開路,讀寫時A1將感應為高電平或低電平之一。如感應為低電平即A1=0,試圖對10的單元任何讀寫,由于A1內部開路感應為A1=O,實際只是對OO的單元讀寫,表面上對10單元讀寫測試結果正確,實際只是OO單元讀寫測試結果正確,因而給出錯誤結果。 通過變址掃描重讀技術即可解決此問題。為了提高測試速度,在邊界區(qū)域選取256B或更大容量。假設對應8位地址,先對00000000單元到11111111單元寫入不同的數(shù)據(jù),如分別寫入00H,01H,02H…255。讀出時AO,A2,A3,A4,A5,A6,A7固定為0,改變A1地址：
如地址均可靠,00000000單元將寫入00H,00000010單元將寫入02H,00000000單元讀出時DATA=http:///00H;A1變址為1,00000010單元讀出時DATA=02H
如A1內部開路感應為低電平即A1=O,00H寫入00000000單元,寫00000010單元時由于A1=O,02H將寫入00000000單元覆蓋00H。00000000單元讀出時DATA=http:///02H,A1變址為1,00000010單元讀出時DATA=02H,數(shù)據(jù)相同,即可判定變址管腳A1錯誤。逐一變址每一地址,由讀出時數(shù)據(jù)是否相同,來判定所有變址管腳的可測性和測試準確性。
1.3 實時數(shù)據(jù)分析技術
系統(tǒng)主機通過邏輯分析功能,能迅速將被測器件的錯誤分離出來并顯示有關數(shù)據(jù),也能在某個指定矢量上,在故障時停下來或保存起來,做邏輯統(tǒng)計分析,快速、準確地顯示存儲單元的狀態(tài),對測試電路作出級別分類顯示,提高存儲器電路的可用性。
對于大容量存儲器電路,很難保證整個電路正確性。往往由于少部分單元的損壞而廢棄整個電路。為了使電路得以充分利用,可將電路作出分級別處理。如為128兆容量存儲器電路,當損壞單元部分集中在電路的高半部時,通過下拉最高位地址選中低半部,或損壞單元部分集中在電路的低半部時,通過上拉最高位地址選中高半部,即可作為64兆容量存儲器電路來使用。通過調整地址結構,還可繼續(xù)細分為32/1618/412兆容量的存儲器電路來使用。
1.4 CHIP SET初始化技術和多CPU技術
系統(tǒng)的測試控制終端的設計采用CHIP GROUP(芯片組合)技術,具有一個主CPU(上位機)和多個測試CPU(下位機),系統(tǒng)軟件對控制終端進行初始化設計,根據(jù)存儲器電路的測試特定,開發(fā)設計了新的BIOS系統(tǒng)程序,包括設計全局變量描述符GDT的結構、局部變量描述符IDT的結構、全局變量描述符表GDT-TABLE向量、代碼段CODE-DES向量、數(shù)據(jù)段DATA-DES向量、存儲選擇MEMORY-SEL向量、測試段TEST-DES向量,定義全局變量描述符寄存器GDT-R、局部變量描述符寄存器IDT-R等。這樣,對控制終端的BIOS進行重新設計,使終端直接對待測存儲器進行測試。而測試的容量由軟件控制,針對不同芯片源和不同容量,具有多種選擇。測試時只需設定要測試的存儲器的類別、容量、測試開始矢量及結束矢量,就可以使測試系統(tǒng)按要求對存儲器進行自定測試。通過對CHIPSET的初始化,定義了各種內參數(shù)、變量和向量,令主CPU只執(zhí)行對各個測試CPU的管理和測試結果的數(shù)據(jù)邏輯分析,以滿足存儲器電路測試的要求。
1.5 測試程序模塊化技術
系統(tǒng)采用四種不同的測試程序模塊對存儲器電路進行測試,以不同的讀寫方式測試存儲單元的準確性和可靠性。
(1)Page-WR-RD讀功能模塊,測試存儲器電路讀寫的正確性。
(2)FAST-WR-RD功能模塊,測試存儲器電路連續(xù)寫入固定數(shù)據(jù)的準確性。
(3)MODIFY-WR-RD模塊,測試存儲器電路在連續(xù)寫變化的數(shù)據(jù)時的準確性。
(4)MOVE-WR-RD功能模塊,測試存儲器電路在快速寫連續(xù)循環(huán)變化的數(shù)據(jù)的準確性。
存儲器電路測試系統(tǒng)采用計算機作為控制終端,采用虛擬矢量技術、變址掃描技術,實時數(shù)據(jù)分析技術,CHIP SET技術和設計計算機CHIP SET的初始化配置,時序控制技術,開發(fā)測試存儲器電路應用程序,并配備相應的機械手和探針臺接口,實現(xiàn)大容量存儲器電路的測試。
系統(tǒng)不同的功能模塊,以不同的方式對存儲器電路進行測試,實現(xiàn)對存存儲單元的各種參數(shù)進行測試,綜合不同測試方式和所有測試矢量的結果,對存儲單元的準確性和可靠性進行分類、輸出顯示。存儲器電路測試程序是測試系統(tǒng)的核心部分。
2.1 Page-WR-RD模塊
FP-WR-RD模塊就是測試存儲器電路以PAGE(頁)方式時的正確性。該方式在寫讀數(shù)據(jù)時均以“WORD”32bit/次的方式進行,每次寫數(shù)據(jù)時不是將所有存儲單元一次全部填充完畢,而是按照存儲器電路的特性,將存儲器電路共64M bytes(以8M×8為例)待測存儲單元以64K bytes為單位將存儲單元分為不同的區(qū)(400I-王個)。以64K bytes為單位寫入存儲單元后再讀出比較正確性,若有錯則調用記錄錯誤子程序,若無錯誤則繼續(xù)下一數(shù)據(jù)的寫入。將待寫數(shù)據(jù)以字符串形式處理,每次取用一個數(shù)據(jù)。
2.2 FAST-WRITE-READ模塊
FAST-WRITE-READ模塊就是測試存儲器電路連續(xù)寫入固定數(shù)據(jù)的準確性,它以32bit/次將16M bytes存儲單元全部寫同一數(shù)據(jù),然后再讀出全部數(shù)據(jù)以測試其準確性。此模塊目的在于測試存儲器電路在快速連續(xù)寫入/讀出的工作方式下各個存儲單元的準確性。
2.3 MODIFY-WRITE-READ模塊
MODIFY-WRITE-READ模塊測試存儲器電路在連續(xù)寫變化數(shù)據(jù)時的準確性,將每次寫數(shù)據(jù)的變量內容取反,則每連續(xù)兩次寫入的內容相反,在讀數(shù)據(jù)時若檢測出每兩次內容并非相反則存儲單元有錯。此功能對檢測其存儲單元是否有相互干擾而產生不穩(wěn)定的情況。
2.4 MOVE-WRITE-READ模塊
MOVE-WRITE-READ模塊測試存儲器電路在快速寫連續(xù)循環(huán)變化數(shù)據(jù)的準確性。每次寫入的數(shù)據(jù)變量EAX的內容向左循環(huán)移一位,則相鄰每次寫入數(shù)據(jù)均不相同,進一步檢查存儲單元確穩(wěn)定性。
2.5 結果顯示輸出模塊
進行存儲器電路測試的目的是將存儲器電路按其錯誤存儲單元的情況進行分類標識,標識的結果必須易于記錄、區(qū)分、焊接和使用,以滿足實際生產的需要,而經過上述模塊測試的結果數(shù)據(jù)存放在EAX內,地址存放在ES：[DI]內,對存儲器電路必須對其進行分類作出標識,控制機械手輸送到相應的分配卡位。
2.6 顯示界面功能模塊
測試系統(tǒng)開機后在顯示屏應出現(xiàn)測試界面,顯示測試系統(tǒng)配置,正在處理的存儲器電路規(guī)格類型,顯示正在執(zhí)行的運行模式,以便觀察該存儲器電路對于何種模式較為敏感,在處理時有針對性地加強該測試模式處理。顯示測試運行LOOP數(shù),觀察正在測試的存儲器電路在工作狀態(tài)的性能,以便觀察存儲器電路工作長時間的穩(wěn)定性。各大容量存儲器電路生產商在存儲技術上略有不同,在測試界面中,用軟件技術解決在產品變換中的適應性問題。只要設置相關軟件變量,即可適用各種不同的存儲器電路。
3 技術優(yōu)勢
系統(tǒng)采用了上述關鍵的技術和獨特的測試模塊方式,測試存儲器電路的各項指標(速度、準確率、穩(wěn)定性),擁有自主的知識產權。作為存儲器電路專用測試設備,程序設計完全仿真存儲器電路在實際工作中的各種狀態(tài),測試能力強、速度快、可測試率高、適應于各種不同的存儲器電路,具有較大的靈活性。由于采用虛擬矢量存儲器技術,使本測試系統(tǒng)在測試容量方面具有相當?shù)陌l(fā)展空間,測試成本非常低。在存儲器集成電路的測試技術領域和測試系統(tǒng)市場中具有一定之優(yōu)勢。
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