CN105679367A - 一种适用于mtm反熔丝prom的编程器 - Google Patents

一种适用于mtm反熔丝prom的编程器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器，包括对PROM电路基本的空检、读出、编程及校验功能，还增加了对MTM反熔丝PROM的冗余反熔丝单元的测试功能。此编程器正常模式下的功能可以满足使用者对PROM电路的基本操作，而测试模式下的功能可以在不影响PROM正常反熔丝阵列条件下，提前对PROM进行预编程筛选，剔除有缺陷的电路，提高MTM反熔丝PROM的编程成功率及编程后数据可靠性。

Description

一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器
技术领域
本发明涉及反熔丝编程器技术领域，尤其是一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器。
背景技术
反熔丝一次可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)是一种高可靠非易失性存储器，常被用作航天电子系统中程序代码以及其他关键信息的存储。由于其特殊的应用领域，国外此类电路往往对国内处于禁运状态，而且此类MTM反熔丝PROM的编程方法也被国外厂家垄断且保密。
由于MTM反熔丝PROM的重要作用，国内也逐渐开展了MTM反熔丝PROM电路的研究和设计。由于国内研制的MTM反熔丝PROM电路在工艺和设计上与国外相似产品存在较大差异，国外反熔丝编程器不能很好的满足自主设计的反熔丝PROM电路，所以亟需自主设计一款能满足要求、且能灵活优化编程条件的MTM反熔丝PROM编程器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器，对MTM反熔丝PROM能有效进行编程及测试，提高MTM反熔丝PROM编程成功率、缩短编程时间以及通过预编程方法早期剔除编程有缺陷的电路，极大改善了编程效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器，包括MTM反熔丝PROM、逻辑电平转换、数模转换器DAC、可编程逻辑门阵列、电源管理单元、串行通讯接口和大容量静态随机存储器SRAM，可编程逻辑门阵列通过控制数模转换器DAC产生0V～15V之间可变的编程电压和编程时序；可编程逻辑门阵列通过电源管理单元控制待编程PROM电路的电源电压，通过拉偏MTM反熔丝PROM的电源电压的方式读取校验数据；可编程逻辑门阵列对要烧写的反熔丝位数进行分步编程；串行通讯接口在PROM电路编程时，实时反馈编程信息；串行通讯接口采用了下载数据保存在大容量静态随机存储器SRAM中并校验的方式保证下载编程文件无误；可编程逻辑门阵列通过逻辑电平转换对MTM反熔丝PROM进行测试。
进一步地，数模转换器DAC的后级设置有高电压、高驱动电流运放OPA，以提供烧写反熔丝时必要的电流。
进一步地，MTM反熔丝PROM的电源电压与其读出数据的冗宽有关。
进一步地，可编程逻辑门阵列预先对待编程的数据进行处理，计算待编程数据要烧写的反熔丝个数，再根据待编程数据反熔丝位个数，采用一次编程或两次编程所有的反熔丝位。
进一步地，行通讯接口接收来自上位机PC传输的编程文件，并将编程文件保存在大容量静态随机存储器SRAM中，传输完毕后通过串行通讯接口将大容量静态随机存储器SRAM中保存的编程文件回传给上位机PC并与待编程文件进行比较。
进一步地，串行通讯接口在PROM电路编程时，实时向上位机PC反馈编程信息，上位机PC将反馈编程信息保存为编程日志文件。
进一步地，可编程逻辑门阵列通过逻辑电平转换对MTM反熔丝PROM进行测试，在不影响正常反熔丝阵列条件下，对MTM反熔丝PROM的冗余行、冗余列进行数据读出和预编程。
本发明的有益效果：
1、灵活可变的编程电压和时序，满足多种MTM反熔丝PROM的编程需求。
2、拉偏PROM电源电压，读取数据校验方式能极大验证反熔丝编程效果。
3、根据编程反熔丝位数的个数，采用不同编程方式，极大提高了反熔丝编程成功率。
4、动态实时监控反熔丝PROM的编程信息，具有更直观的印象。
5、采用新颖的下载编程文件方式，保证串口传输数据的正确性。
6、额外增加测试功能，提高反熔丝PROM的编程效率。
附图说明
图1为本发明适用于MTM反熔丝PROM的编程器硬件模块框图；
图2为本发明适用于MTM反熔丝PROM的编程器的编程时序及校验波形；
图3为本发明适用于MTM反熔丝PROM的编程器的主要功能及指令框图。
具体实施方式
本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
如图1所示，一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器，包括MTM反熔丝PROM1、逻辑电平转换2、数模转换器DAC3、可编程逻辑门阵列4、电源管理单元5、串行通讯接口6、大容量静态随机存储器SRAM7和高电压、高驱动电流运放OPA8；
此编程器可通过可编程逻辑门阵列4设置硬件上的数模转换器DAC3产生0V～15V之间可变的编程电压和编程时序，满足不同MTM反熔丝PROM1对编程电压的需求；数模转换器DAC3的后级加入高电压、高驱动电流运放OPA8，以提供烧写反熔丝时必要的电流；
此编程器可通过可编程逻辑门阵列4经电源管理单元5设置待编程PROM电路的电源电压，通过拉偏MTM反熔丝PROM1的电源电压，如高电压5.5V、低电压3.3V读取校验数据的方式，来保证反熔丝编程的可靠性；因为MTM反熔丝PROM1的电源电压与其读出数据冗宽有较强的关系，在编程时，如果对MTM反熔丝PROM1拉偏电压读校验FAIL，则对此反熔丝单元再一次编程，如此反复多次，直到拉偏MTM反熔丝PROM1电压后读校验PASS或达到设定的重复烧写反熔丝次数上限为止，如图2所示；
此编程器预先对待编程的数据进行处理，计算待编程数据要烧写的反熔丝个数，如果待编程数据反熔丝个数大于4个，则第一次编程低4位反熔丝，第二次编程高4位反熔丝，如需要编程十六进制数据FF，一共是8个反熔丝位，首先编程低4位，然后编程高4位，如果待编程的反熔丝位数小于或等于4个，则一次编程所有的反熔丝位。反之，则分两次进行编程，此方法无疑增加了MTM反熔丝PROM1的编程时间，但可以极大提高MTM反熔丝PROM1的编程可靠性；
此编程器通过串行通讯接口6在PROM电路编程时，实时向上位机PC反馈编程信息，如反馈编程地址、待编程数据、3.3V读校验数据、5.5V读校验数据及编程次数等实时信息，上位机PC可将这些编程信息保存为编程日志文件，有利于实时了解编程器的工作状态和PROM电路的实时编程情况；
此编程器通过串行通讯接口6接收来自上位机PC传输的编程文件，并将编程文件保存在大容量静态随机存储器SRAM7中，传输完毕后通过串行通讯接口6将大容量静态随机存储器SRAM7中保存的编程文件回传给上位机PC并与待编程文件进行比较，如一致，则下载编程文件无误，此过程保证了串口下载编程文件的可靠性；
此编程器还集合了可编程逻辑门阵列4通过逻辑电平转换2对MTM反熔丝PROM1的测试模式，在不影响正常使用的条件下，能对MTM反熔丝PROM1的冗余行、冗余列进行数据读出和预编程，此方法能在MTM反熔丝PROM1编程前对其进行再一次筛选，剔除编程有缺陷的电路，可以极大改善编程效率。
如图3所示，本发明包括正常模式和测试模式两种，正常模式中包括全片空检(指令：5E32)、全片读出数据(指令：5E52)、载入编程文件并校检(指令：5E62)、编程电路(指令：5E42)；测试模式中包括读256行、257行(指令：5E31)、编程256行、257行(指令：5E22)、读64列(指令：5E20)、编程64列(指令：5E19)、烧写安全熔丝(指令：5E30)，以上功能均可独立运行，互不干扰，个别功能需要指令配合使用，如在正常模式下的编程操作，需要先载入编程文件并校检(指令：5E62)，然后再编程电路(5E62+5E42)，另如在测试模式下的烧写安全熔丝操作，需要先读出冗余行(5E31)，再烧写安全熔丝(5E30)，再读出冗余行(5E31)，判断冗余行数据是否发生变化(5E31+5E30+5E31)。
如图3所示，本发明的具体操作方式为：
(1)上位机PC发送空检指令，编程器启动空检操作。检测用户可编程反熔丝阵列是否有数据，也就是反熔丝是否为0。并将空检操作的结果通过串口上传到PC机上。
(2)上位机PC发送读出数据指令，编程器启动全片读出数据操作，并将MTM反熔丝PROM1中的数据通过串口上传到PC机上。
(3)编程器在对电路进行编程操作时，是将编程的过程分为了2个部分，第一个部分是装载编程文件并校验，第二个部分是开始对电路进行编程。上位机PC发送装载编程文件并校验指令，编程器开始等待接收PC传下来的编程文件，在接收完毕后立即将接收到的数据回传到PC机进行校验，如果校验结果PASS，则上位机发送编程指令，编程器启动编程数据操作。反之，如果校验数据FAIL，则不能启动编程操作，需重新发送装载编程文件并校验指令。
(4)上位机PC发送测试模式下的读冗余行指令，编程器启动测试模式下读冗余行数据操作。并将MTM反熔丝PROM1冗余行内的数据通过串口上传到PC机上。
(5)上位机PC发送测试模式下的编程冗余行指令，编程器启动测试模式下编程冗余行数据操作。并实时将编程信息如编程地址、待编程数据、3.3V读校验数据、5.5V读校验数据及编程次数通过串口上传到PC机上。
(6)上位机PC发送测试模式下的读冗余列指令，编程器启动测试模式下读冗余列数据操作。并将MTM反熔丝PROM1冗余列内的数据通过串口上传到PC机上。
(7)上位机PC发送测试模式下的编程冗余列指令，编程器启动测试模式下编程冗余列数据操作。并实时将编程信息如编程地址、待编程数据、3.3V读校验数据、5.5V读校验数据及编程次数通过串口上传到PC机上。
(8)上位机PC发送测试模试下的烧写安全熔丝指令，编程器启动烧写安全熔丝操作。当安全熔丝烧写成功后，电路就不能进入测试模式了，只能在正常模式下工作，避免电路因种种原因错误的进入测试模式，并且能有效的提高抗单粒子翻转能力。

Claims (7)

1.一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器，其特征在于：包括MTM反熔丝PROM(1)、逻辑电平转换(2)、数模转换器DAC(3)、可编程逻辑门阵列(4)、电源管理单元(5)、串行通讯接口(6)和大容量静态随机存储器SRAM(7)，可编程逻辑门阵列(4)通过控制数模转换器DAC(3)产生0V～15V之间可变的编程电压和编程时序；可编程逻辑门阵列(4)通过电源管理单元(5)控制待编程PROM电路的电源电压，通过拉偏MTM反熔丝PROM(1)的电源电压的方式读取校验数据；可编程逻辑门阵列(4)对要烧写的反熔丝位数进行分步编程；串行通讯接口(6)在PROM电路编程时，实时反馈编程信息；串行通讯接口(6)采用了下载数据保存在大容量静态随机存储器SRAM(7)中并校验的方式保证下载编程文件无误；可编程逻辑门阵列(4)通过逻辑电平转换(2)对MTM反熔丝PROM(1)进行测试。
2.根据权利要求1所述的适用于MTM反熔丝PROM的编程器，其特征在于：所述数模转换器DAC(3)的后级设置有高电压、高驱动电流运放OPA(8)，以提供烧写反熔丝时必要的电流。
3.根据权利要求1所述的适用于MTM反熔丝PROM的编程器，其特征在于：所述MTM反熔丝PROM(1)的电源电压与其读出数据的冗宽有关。
4.根据权利要求1所述的适用于MTM反熔丝PROM的编程器，其特征在于：所述可编程逻辑门阵列(4)预先对待编程的数据进行处理，计算待编程数据要烧写的反熔丝个数，再根据待编程数据反熔丝位个数，采用一次编程或两次编程所有的反熔丝位。
5.根据权利要求1所述的适用于MTM反熔丝PROM的编程器，其特征在于：所述行通讯接口(6)接收来自上位机PC传输的编程文件，并将编程文件保存在板载大容量静态随机存储器SRAM(7)中，传输完毕后通过串行通讯接口(6)将大容量静态随机存储器SRAM(7)中保存的编程文件回传给上位机PC并与待编程文件进行比较。
6.根据权利要求1所述的适用于MTM反熔丝PROM的编程器，其特征在于：所述串行通讯接口(6)在PROM电路编程时，实时向上位机PC反馈编程信息，上位机PC将反馈编程信息保存为编程日志文件。
7.根据权利要求1所述的适用于MTM反熔丝PROM的编程器，其特征在于：所述可编程逻辑门阵列(4)通过逻辑电平转换(2)对MTM反熔丝PROM(1)进行测试，在不影响正常反熔丝阵列条件下，对MTM反熔丝PROM(1)的冗余行、冗余列进行数据读出和预编程。
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