CN105677527B - 一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统及方法，该系统除了一个外设的测试机台和若干个置于芯片上的嵌入式存储器，还包括同样位于所述芯片上的锁相环、加法器（或减法器）、状态机、参考数据产生器和数据比较器等5个模块。本发明通过内建自动化测试系统，将嵌入式存储器的工作时钟频率的的调节功能置于芯片内部而不是通过测试机台来完成，由于内建锁相环输出的时钟稳定且不受芯片IO最大工作频率的限制，所以本发明可以真正测到嵌入式存储器得最大工作频率，因而可以在较短的时间里将芯片内部某个或者某几个嵌入式存储器工作的最低电源电压测量出来，这大大减少了测量嵌入式存储器最大的工作频率的时间，提升了测试效率。

Description

一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统及方法

技术领域

本发明涉及嵌入式存储器最大工作频率的测量技术，具体而言，涉及一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统及方法。

背景技术

存储器的最大时钟工作频率就是存储器开始失效工作的频率值。参见图1、图2所示，传统的测量嵌入式存储器最大工作频率的方法为：测试机台预先设定输入时钟频率变化步长，逐步由高到低（或者由低到高）调节嵌入式存储器的工作时钟频率，然后对嵌入式存储器进行写数据与读数据操作，测试机台端从嵌入式存储器读取数据并与测试机台设定的参考数据作比较，判定存储器在该时钟频率下是否正常工作。如果读出的数据与参考数据一致，则该时钟频率下存储器能够在正常工作，如果读取的数据与参考数据不一致，则说明在此种时钟频率，存储器工作失效。

传统的采用测试机台测量嵌入式存储器输入时钟频率的方法，虽然直观，但是由于每次调节输入时钟频率后都要通过芯片IO输送至内嵌的存储器，受限于大部分芯片IO的最大工作频率只有100MHz以下，而内部嵌入式存储器的最大工作频率达到了1000MHz以上，因此利用外部机台直接输入时钟到嵌入式存储器来测量其最大工作频率的方法显然是不可行的。因此目前急需找到一种快速有效测量嵌入式存储器最大工作频率的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统及方法，旨在解决通过外部输入时钟测试嵌入式存储器最大工作频率所遇到的瓶颈，提高测试效率，减少芯片成本。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统，包括一个外设的测试机台和若干个置于芯片上的嵌入式存储器，还包括同样位于所述芯片上的锁相环、加法器、状态机、参考数据产生器和数据比较器5个模块；所述测试机台分别与所述状态机和所述锁相环连接，所述状态机分别连接所述加法器、所述数据比较器和所述参考数据产生器，所述状态机还通过输入总线分别与每个所述嵌入式存储器连接，所述加法器分别与所述状态机和所述锁相环连接，所述锁相环与所述状态机连接，且还与每个所述嵌入式存储器连接，每个所述嵌入式存储器均通过输出总线与所述数据比较器连接，所述参考数据产生器与所述数据比较器连接，所述数据比较器与所述测试机台连接。

进一步的，所述加法器可替换为减法器。

一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的方法，包括以下步骤：

步骤1）所述测试机台向所述状态机发送开始信号和时钟信号，并同时向所述锁相环发送参考时钟信号；

步骤2）所述状态机产生进位使能信号，并发送给所述加法器或减法器，控制所述加法器或减法器产生可选择位；

步骤3）所述加法器或减法器将产生的可选择位发送给所述锁相环，进而调节所述锁相环的输出时钟频率；

步骤4）所述锁相环将设定好的输出时钟频率同时发送到所述状态机和每个所述嵌入式存储器；

步骤5）所述状态机产生存储器数据输入与控制信号，并发送给每个所述嵌入式存储器，对所述嵌入式存储器进行写操作和读操作；同时所述状态机产生参考数据使能信号，并发送给所述参考数据产生器，使所述参考数据产生器产生参考数据；

步骤6）每个所述嵌入式存储器读出的存储阵列数据发送给所述数据比较器；同时，所述参考数据产生器将产生的参考数据发送给所述数据比较器；

步骤7）所述状态机产生数据比较使能信号，并发送给所述数据比较器，所述数据比较器将所述存储阵列数据与所述参考数据作比较，并将数据比较结果同时发送给所述测试机台和所述状态机；

步骤8）若数据比较结果不一致，则测试立即结束；若数据比较结果一致，则返回步骤2，所述状态机经所述加法器或减法器控制所述锁相环自动下调或上调输出时钟频率，继续测试，周而复始，直至数据比较结果不一致。

进一步的，步骤5中，所述的存储器数据输入与控制信号包括片选信号、时钟信号、写使能信号、读使能信号、地址输入总线和数据输入总线。

本发明的各个模块的功能及工作原理如下：

状态机：接收测试机台送入的时钟信号与开始信号以及比较结果信号；产生“进位使能”信号控制加法器（或减法器）；产生“存储器数据输入与控制信号”如片选信号，时钟信号，写使能信号，读使能信号，地址输入总线，数据输入总线，控制存储器的写与读操作；产生参考数据使能信号，控制参考数据产生器。

锁相环：接收测试机台送入的参考时钟和加法器（或减法器）产生的频率调节所需的可选择位，调节“锁相环时钟输出”（存储器的工作时钟），同时该“锁相环时钟输出”被送入到每个所述嵌入式存储器与状态机。

加法器（或减法器）：产生锁相环时钟输出频率调节所需的可选择位，控制锁相环的输出时钟频率。

参考数据产生器：接收状态机送入的“参考数据使能”信号，产生用于比较器的参考数据。

数据比较器：接收状态机送入的“数据比较使能”信号，接收参考数据比较器送入的参考数据，接收存储器读出的存储阵列数据，将存储阵列数据与参考数据作比较，送出“数据比较结果”信号到测试机台与状态机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过内建自动化测试系统，将嵌入式存储器的工作时钟频率的的调节功能置于芯片内部而不是通过测试机台来完成，解决了通过外部测试机台直接输入时钟去测试嵌入式存储器所遇到的芯片IO最大工作频率瓶颈问题。由于内建锁相环输出的时钟稳定且不受芯片IO最大工作频率的限制（一般频率范围能从几十MHz到几个GHz），所以本发明可以真正测到嵌入式存储器得最大工作频率，因而可以在较短的时间里将芯片内部某个或者某几个嵌入式存储器工作的最低电源电压测量出来。

2、采用本发明的电路系统与外部测试机台产生交互所需的管脚数量比传统方法要少，大大节省了芯片封装成本。

3、本发明在测试机台发出“开始”测试信号后，测试人员只需要在测试机台端检查从芯片内部送出的“数据比较结果”信号以及“可选择位”，即可确定芯片内部嵌入式存储器的最大工作频率，这大大减少了测量嵌入式存储器最大的工作频率的时间，提升了测试效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为传统的嵌入式存储器最大工作频率测量系统的结构示意图；

图2为传统的嵌入式存储器最大工作频率测量方法的测试流程图；

图3为本发明的系统结构示意图；

图4为本发明的测试流程图。

图中标号说明：1、测试机台；2、锁相环；3、加法器；4、状态机；5、参考数据产生器；6、数据比较器；7、嵌入式存储器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图3所示，一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统，包括一个外设的测试机台1和若干个置于芯片上的嵌入式存储器7，还包括同样位于所述芯片上的锁相环2、加法器3、状态机4、参考数据产生器5和数据比较器6；所述测试机台1分别与所述状态机4和所述锁相环2连接，所述状态机4分别连接所述加法器3、所述数据比较器6和所述参考数据产生器5，所述状态机4还通过输入总线分别与每个所述嵌入式存储器7连接，所述加法器3分别与所述状态机4和所述锁相环2连接，所述锁相环2与所述状态机连接，且还与每个所述嵌入式存储器7连接，每个所述嵌入式存储器7均通过输出总线与所述数据比较器6连接，所述参考数据产生器5与所述数据比较器6连接，所述数据比较器6与所述测试机台1连接。

进一步的，所述加法器3可替换为减法器。

本发明的各个模块的功能及工作原理如下：

状态机：接收测试机台送入的时钟信号与开始信号以及比较结果信号；产生“进位使能”信号控制加法器（或减法器）；产生“存储器数据输入与控制信号”如片选信号，时钟信号，写使能信号，读使能信号，地址输入总线，数据输入总线，控制存储器的写与读操作；产生参考数据使能信号，控制参考数据产生器。

锁相环：接收测试机台送入的参考时钟和加法器（或减法器）产生的频率调节所需的可选择位，调节“锁相环时钟输出”（存储器的工作时钟），同时该“锁相环时钟输出”被送入到每个所述嵌入式存储器与状态机。

加法器（或减法器）：产生锁相环时钟输出频率调节所需的可选择位，控制锁相环的输出时钟频率。

参考数据产生器：接收状态机送入的“参考数据使能”信号，产生用于比较器的参考数据。

数据比较器：接收状态机送入的“数据比较使能”信号，接收参考数据比较器送入的参考数据，接收存储器读出的存储阵列数据，将存储阵列数据与参考数据作比较，送出“数据比较结果”信号到测试机台与状态机。

参见图4所示，一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的方法，包括以下步骤：

步骤1）所述测试机台1向所述状态机4发送开始信号和时钟信号，并同时向所述锁相环2发送参考时钟信号；

步骤2）所述状态机4产生进位使能信号，并发送给所述加法器3或减法器，控制所述加法器3或减法器产生可选择位；

步骤3）所述加法器3或减法器将产生的可选择位发送给所述锁相环2，进而调节所述锁相环2的输出时钟频率；

步骤4）所述锁相环2将设定好的输出时钟频率同时发送到所述状态机4和每个所述嵌入式存储器7；

步骤5）所述状态机4产生存储器数据输入与控制信号，并发送给每个所述嵌入式存储器7，对所述嵌入式存储器7进行写操作和读操作；同时所述状态机4产生参考数据使能信号，并发送给所述参考数据产生器5，使所述参考数据产生器5产生参考数据；

步骤6）每个所述嵌入式存储器7读出的存储阵列数据发送给所述数据比较器6；同时，所述参考数据产生器5将产生的参考数据发送给所述数据比较器6；

步骤7）所述状态机4产生数据比较使能信号，并发送给所述数据比较器6，所述数据比较器6将所述存储阵列数据与所述参考数据作比较，并将数据比较结果同时发送给所述测试机台和所述状态机4；

步骤8）若数据比较结果不一致，则测试立即结束；若数据比较结果一致，则返回步骤2，所述状态机4经所述加法器3或减法器控制所述锁相环2自动下调或上调输出时钟频率，继续测试，周而复始，直至数据比较结果不一致。

进一步的，步骤5中，所述的存储器数据输入与控制信号包括片选信号、时钟信号、写使能信号、读使能信号、地址输入总线和数据输入总线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统，包括一个外设的测试机台（1）和若干个置于芯片上的嵌入式存储器（7），其特征在于：还包括同样位于所述芯片上的锁相环（2）、加法器（3）、状态机（4）、参考数据产生器（5）和数据比较器（6）；所述测试机台（1）分别与所述状态机（4）和所述锁相环（2）连接，所述状态机（4）分别连接所述加法器（3）、所述数据比较器（6）和所述参考数据产生器（5），所述状态机（4）还通过输入总线分别与每个所述嵌入式存储器（7）连接，所述加法器（3）分别与所述状态机（4）和所述锁相环（2）连接，所述锁相环（2）与所述状态机连接，且还与每个所述嵌入式存储器（7）连接，每个所述嵌入式存储器（7）均通过输出总线与所述数据比较器（6）连接，所述参考数据产生器（5）与所述数据比较器（6）连接，所述数据比较器（6）与所述测试机台（1）连接；

所述状态机（4）的功能为接收所述测试机台（1）送入的时钟信号与开始信号以及比较结果信号；产生“进位使能”信号控制所述加法器（3）；产生包括片选信号，时钟信号，写使能信号，读使能信号，地址输入总线，数据输入总线在内的“存储器数据输入与控制信号”，控制所述嵌入式存储器（7）的写与读操作；产生参考数据使能信号，控制所述参考数据产生器（5）；

所述锁相环（2）的功能为接收所述测试机台（1）送入的参考时钟和所述加法器（3）产生的频率调节所需的可选择位，调节“锁相环时钟输出”，同时将该“锁相环时钟输出”送入到每个所述嵌入式存储器（7）与所述状态机（4）；

所述加法器（3）的功能为产生“锁相环时钟输出”频率调节所需的可选择位，控制所述锁相环（2）的输出时钟频率；

所述参考数据产生器（5）的功能为接收所述状态机（4）送入的“参考数据使能”信号，产生用于所述数据比较器（6）的参考数据；

所述数据比较器（6）的功能为接收所述状态机（4）送入的“数据比较使能”信号，接收所述参考数据产生器（5）送入的参考数据，接收所述嵌入式存储器（7）读出的存储阵列数据，将存储阵列数据与参考数据作比较，送出“数据比较结果”信号到所述测试机台（1）与所述状态机（4）。

2.根据权利要求1所述的自动测量嵌入式存储器最大工作频率的系统，其特征在于：所述加法器（3）可替换为减法器。

3.一种如采用权利要求1或2中任意一项所述的系统的自动测量嵌入式存储器最大工作频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）所述测试机台（1）向所述状态机（4）发送开始信号和时钟信号，并同时向所述锁相环（2）发送参考时钟信号；

步骤2）所述状态机（4）产生进位使能信号，并发送给所述加法器（3）或减法器，控制所述加法器（3）或减法器产生可选择位；

步骤3）所述加法器（3）或减法器将产生的可选择位发送给所述锁相环（2），进而调节所述锁相环（2）的输出时钟频率；

步骤4）所述锁相环（2）将设定好的输出时钟频率同时发送到所述状态机（4）和每个所述嵌入式存储器（7）；

步骤5）所述状态机（4）产生存储器数据输入与控制信号，并发送给每个所述嵌入式存储器（7），对所述嵌入式存储器（7）进行写操作和读操作；同时所述状态机（4）产生参考数据使能信号，并发送给所述参考数据产生器（5），使所述参考数据产生器（5）产生参考数据；

步骤6）每个所述嵌入式存储器（7）读出的存储阵列数据发送给所述数据比较器（6）；同时，所述参考数据产生器（5）将产生的参考数据发送给所述数据比较器（6）；

步骤7）所述状态机（4）产生数据比较使能信号，并发送给所述数据比较器（6），所述数据比较器（6）将所述存储阵列数据与所述参考数据作比较，并将数据比较结果同时发送给所述测试机台和所述状态机（4）；

步骤8）若数据比较结果不一致，则测试立即结束；若数据比较结果一致，则返回步骤2，所述状态机（4）经所述加法器（3）或减法器控制所述锁相环（2）自动下调或上调输出时钟频率，继续测试，周而复始，直至数据比较结果不一致。

4.根据权利要求3所述的自动测量嵌入式存储器最大工作频率的方法，其特征在于：步骤5中，所述的存储器数据输入与控制信号包括片选信号、时钟信号、写使能信号、读使能信号、地址输入总线和数据输入总线。