CN101017193A - 一种存储器辐照测试方法以及实现该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种存储器辐照测试方法以及实现该方法的装置，其包括：辐射源、电平转换电路、主控单元、数据输入单元以及系统配置和处理单元。用以实现对存储器件的动态辐照测试，首先进行初始化操作，对至少一被测存储器件写入指定数据，然后开启辐射源对被测存储器件进行规定强度、规定距离、规定时间的辐照；在测试过程中根据特定的读写模式向所述被测存储器件读出数据/写入数据；实时的将被测存储器件的实际输出值和预期值进行对比，判断其是否正确；一旦出现错误数据，立刻记录其失效信息；一次实验就能找到被测存储器件失效的临界点。从而达到整个过程都在同步动态记录，减少了实验次数，节约测试成本的目的。

Description

一种存储器辐照测试方法以及实现该方法的装置

技术领域

本发明涉及的是一种芯片检测技术，特别涉及的是一种动态对存储器件进行辐照测试的方法和装置。

背景技术

对于现在的存储器设计领域来说，半导体器件受到高能电子、质子、中子或γ射线照射时就会产生辐照损伤，辐照对半导体材料性能的影响主要与它在半导体中引起的电离和原子位移有关。随着集成电路集成度的提高和单元线度的缩小，单粒子效应等辐照效应变得越来越突出，这些都向硅半导体器件的应用提出了挑战。因此，需要对半导体器件进行辐照测试，测试集成电路抗辐射能力，研究集成电路在辐照环境中工作情况。

发生在存储器中的软失效(即非重复性和非永久性的出错)无法用电源电压噪声也无法用交叉耦合来解释。软失效对于系统设计的影响是很大的。如果找不到对付它们的合适的保护方法，那么他们就有可能造成计算机系统不可逆转的崩溃，毫无办法诊断和消除系统的故障。放射性元素在衰变期发射出来的粒子和宇宙射线是软失效的重要原因。

过去，在辐射设备落后的情况下，只能收集大气空间中的宇宙射线的辐射量来测试半导体器件，比如放在海拔高的山上，长时间接受宇宙射线的辐射，再对失效率进行验证和统计。随着技术的发展，研究人员开始把管脚加上偏压或完全不加偏压或短路的器件放入辐射源下接受定时辐照，取出器件后对其进行测试和统计失效率，但这些都是静态地进行辐照测试，并且很难迅速做出其临界失效点的分析。

为解决上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和试验终于获得本创作的实现。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种存储器辐照测试方法以及实现该方法的装置，用以解决上述缺陷，实现动态测试，并且一次实验就能找到被测存储器件失效的临界点，因为整个过程都在同步作记录，从而减少了实验次数，节约测试成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，首先提供一种存储器辐照测试方法，用以实现对存储器件的动态辐照测试，其包括的流程为：

首先进行初始化操作，对至少一被测存储器件写入指定数据；

开启辐射源对被测存储器件进行规定强度、规定距离、规定时间的辐照；

在辐射测试过程中，根据特定的读写模式向所述被测存储器件读出数据/写入数据；

实时的将被测存储器件的实际输出值和预期值进行对比，判断其是否正确；

一旦出现错误数据，立刻记录其失效信息；

一次实验就能找到被测存储器件失效的临界点；

较佳的，所述的读写模式为测试累积失效的初始化模式以及测试软失效的读写交替模式，其中所述初始化模式为对所有被测存储器件写入固定的信息，再反复进行读操作；

较佳的，所述的失效信息是具有一定格式的，其包括：运行的测试程序的圈数、采用的读写模式、被测芯片的代号、被测存储器的出错信息以及结束标志位。

其次本发明提供一种存储器辐照测试系统，用以实现上述的存储器辐照测试方法，其包括辐射源，还包括，

电平转换电路，与至少一被测存储器件相连，实现对所述被测存储器件的电平驱动，以及数据传输；

主控单元，与所述的电平转换电路相连，其上设置有测试程序，控制对所述被测存储器件的读/写动作，以及进行失效判断，并实时记录存储失效信息；

数据输入单元，其与所述的主控单元相连，给主控单元预置读写模式；

系统配置和处理单元，辐照测试前其与所述的主控单元相连，用于设计测试程序，辐照测试完成后用于读取记录的失效信息，并做出失效率统计；

较佳的，还包括一数据存储单元，用于对较多信息的存储，其与所述的主控单元相连，将被测存储器件的辐照测试失效信息存储在其中；

较佳的，所述的系统配置和处理单元与所述主控单元之间设置有用于将测试程序下载至主控单元的下载线，以及将记录在主控单元或数据存储单元中的信息读出串行线，并在系统配置和处理单元中进行失效率的统计和分析

较佳的，所述的系统配置和处理单元为计算机或嵌入式系统；

较佳的，所述的主控单元为一单片机；

较佳的，还包括一辐射防护罩将辐射源与系统其它部件隔离开。

附图说明

图1为本发明存储器辐照测试系统的结构示意图；

图2为本发明存储器辐照测试系统在测试过程中设置辐射防护罩的结构示意图；

图3为本发明存储器辐照测试方法中失效信息的格式。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

由于辐射是一个积累的过程，它所带来的破坏性因而呈现一个上升的趋势。所以过去那种辐射完之后再作测试记录的方法无法看出这一现象，不能够完全分析辐射的破坏力。基于上述问题，本发明提出动态测试方法，即在辐射过程中就能对被测器件进行测试和记录，以便更全面认识辐射过程的破坏程度。其模拟创造出一种辐射环境，首先进行初始化操作，对所有被测存储器件写入指定数据，接下来通过开启辐射源对被测存储器件进行规定强度、规定距离、规定时间的辐照；在测试过程中根据特定的读写模式向所述被测存储器件读出数据/写入数据；所述的读写模式为测试累积失效的初始化模式以及测试软失效的读写交替模式，其中所述初始化模式为对所有被测存储器件写入固定的信息，再反复进行读操作；所述的读写交替的模式是用来考查软失效，因为软失效是非永久性的，刷新后能覆盖出错的数据，但是由于写操作也可能发生软失效，因此该模式主要针对写过程发生的软失效；然后实时的将被测存储器件的实际输出值和预期值进行对比，判断其是否正确；一旦出现错误数据，立刻记录其失效信息，事实上这样就达到动态测试的目的，经过这样一次实验就能找到被测存储器件失效的临界点，上面所述的失效信息是以一定的格式存在的，请参阅图3所示，其为本发明存储器辐照测试方法中失效信息的格式，其具有至少40位二进制的失效格式其包括：8位表示运行的测试程序的圈数、4位表示采用的读写模式、4位表示被测芯片的代号、16位表示被测存储器的出错信息以及8位表示结束标志位。

请参阅图1所示，其为本发明存储器辐照测试系统的结构示意图，其用以实现所述的对存储器件的动态测试，其包括：辐射源、电平转换电路、主控单元、数据输入单元以及系统配置和处理单元，其中，所述的电平转换电路主要起到电平驱动作用，目的是用以进行数据传输，产生和硬件相匹配的电信号，其与至少一被测存储器件相连；主控单元是该测试电路的核心，其上设置有测试程序，在辐射测试期间，其控制模式已经存在运行的测试程序中了，由测试人员在辐射之前选择并预置，所述的主控单元可以是单片机等具有处理器功能的器件，其与所述的电平转换电路相连，控制对所述被测存储器件的读/写动作，以及进行失效判断，并实时记录存储失效信息；所述的数据输入单元，其与所述的主控单元相连，测试人员通过所述的数据输入单元给所述主控单元预置读写模式；所述的系统配置和处理单元与所述的主控单元相连接，我们一般采用计算机，嵌入式系统等具有处理器的设备，用以完成测试程序的设计，完成读取记录的失效信息，并最终做出失效的统计和分析。虽然主控单元也具有一定的存储功能，但是对于存储较多错误信息，依靠主控单元本身存储能力是不够的，因而设置了一数据存储单元，用于对较多信息的存储，其与所述的主控单元相连，将被测存储器件的辐照测试失效信息存储在其中，当所述的系统配置和处理单元需要进行失效率统计和分析时，则将其存储的数据信息传输至所述的系统配置和处理单元。同时由于系统配置和处理单元需要对整个系统进行配置因此其与所述主控单元之间设置有用于将测试程序下载至主控单元的下载线，以及将记录在主控单元或数据存储单元中的信息读出的串行线，并在系统配置和处理单元进行失效率统计和分析，由于程序运行每一圈的时间相对固定，根据圈数可以计算单位时间的出错率。

请参阅图2所示，为本发明存储器辐照测试系统设置辐射防护罩的结构示意图；由于被测存储器件需要暴露在辐射源下，利用辐射源的垂直照射从而进行测试，但同时还要保护整个辐照测试系统其它电子器件完好和稳定，因此需要有专用的辐射防护罩将存储器辐照测试系统保护起来。需要强调的是图2所示的只是防护的方法之一，也可以将被测存储器件和辐射源单独隔离起来也起到这样的作用，本领域技术人员可以根据情况自行处理。

本发明测试系统对存储器件的辐照测试除了体现在动态性上，还体现在简便性上，用户只需根据不同的读写模式通过数据输入单元对主控单元进行设定就能完成测试，省去了对主控单元的修改和调试，提高了测试效率。

以下通过一实际操作流程来说明整个测试系统的运行过程：

步骤a：将至少一被测存储器件与所述的电平转换电路相连；

步骤b：通过系统配置和处理单元完成测试系统的配置，

步骤c：测试系统进行初始化，这是开机后必然要进行的程序；

步骤d：测试人员通过数据输入单元预置读写模式，比如说读写的顺序和具体内容；

步骤e：主控单元把相应的指令数据发送给电平转换电路，所述电平转换电路完成主控单元与被测器件的电气衔接；

步骤f：相应的信号送到被测存储器件开始实时的进行功能操作，即读/写，不断的把数据送回给主控单元与预置数据进行比对分析；

步骤g：打开辐射源对处于工作状态的被测存储器件进行规定强度、规定距离、规定时间的辐照；

步骤h：主控单元对从多个被测存储器获得的信息进行比对，做出失效信息的记录；

步骤i：并将大量错误信息转至数据存储单元；

步骤j：辐射完毕系统配置和处理单元读取记录的信息并作失效率的统计或重新加载其他控制程序。

经过上述流程步骤，本发明实现了多被测器件动态辐照测试，可记录更多被测存储器件辐照测试信息；能够增加测试统计意义；动态测试能够使实验更接近真实的应用环境，并且能够通过实验过程中记录的失效数据还原被测器件在整个辐照过程中的性能变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1、一种存储器辐照测试方法，用以实现对存储器件的动态辐照测试，其特征在于：

进行初始化操作，对至少一被测存储器件写入指定数据；

开启辐射源对被测存储器件进行规定强度、规定距离、规定时间的辐照；

在辐照过程中，根据特定的读写模式向所述被测存储器件读出数据/写入数据；

实时的将被测存储器件的实际输出值和预期值进行对比，判断其是否正确；

一旦出现错误数据，立即记录其失效信息；

一次实验就能找到被测存储器件失效的临界点。

2、根据权利要求1所述的存储器辐照测试方法，其特征在于：所述的读写模式为测试累积失效的初始化模式以及测试软失效的读写交替模式，其中所述初始化模式为对所有被测存储器件写入固定的信息，再反复进行读操作。

3、根据权利要求1所述的存储器辐照测试方法，其特征在于：所述的失效信息是具有一定格式的，其包括：运行的测试程序的圈数、采用的读写模式、被测芯片的代号、被测存储器的出错信息以及结束标志位。

4、一种存储器辐照测试系统，用以实现上述的存储器辐照测试方法，其包括辐射源，其特征在于：其还包括，

电平转换电路，与至少一被测存储器件相连，实现对所述被测存储器件的电平驱动，以及数据传输；

主控单元，与所述的电平转换电路相连，其上设置有测试程序，控制对所述被测存储器件的读/写动作，以及进行失效判断，并实时记录存储失效信息；

数据输入单元，其与所述的主控单元相连，给主控单元预置读写模式；

系统配置和处理单元，辐照测试前其与所述的主控单元相连，用于设计测试程序，辐照测试完成后用于读取记录的失效信息，并做出失效率统计。

5、根据权利要求4所述的存储器辐照测试系统，其特征在于：还包括一数据存储单元，用于对较多信息的存储，其与所述的主控单元相连，将被测存储器件的辐照测试失效信息存储在其中。

6、根据权利要求4所述的存储器辐照测试系统，其特征在于：所述的系统配置和处理单元与所述主控单元之间设置有用于将测试程序下载至主控单元的下载线，以及将记录在主控单元或数据存储单元中的信息读出的串行线，并在系统配置和处理单元中进行失效率的统计和分析。

7、根据权利要求4或6所述的存储器辐照测试系统，其特征在于：所述的系统配置和处理单元为计算机或嵌入式系统。

8、根据权利要求4或5所述的存储器辐照测试系统，其特征在于：所述的主控单元为一单片机。

9、根据权利要求4所述的存储器辐照测试系统，其特征在于：还包括一辐射防护罩将辐射源与系统其它部件隔离开。

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