CN108109670A - 一种基于Matlab的Nand Flash测试系统及方法 - Google Patents

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刘升
魏超
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/56—External testing equipment for static stores, e.g. automatic test equipment [ATE]; Interfaces therefor
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Abstract

一种基于Matlab的Nand Flash测试系统及方法，属于存储器测试领域，其特征在于：包括测试板和Matlab测试模块；所述测试板包括存储模块、测试座、FPGA模块和通讯接口；所述存储模块、测试座和通讯接口均与FPGA模块相连接；所述通讯接口与Matlab测试模块相连接。通过在一个通用硬件平台上可视化、可控的完成对Nand Flash的读、写、擦除测试和数据分析，也可以按照需求自行扩展测试功能，能够快捷、高效、可靠的完成对Nand Flash的测试，适应了Nand Flash存储技术发展的未来需求，可持续对复杂程度日益增长的Nand Flash测试进行完整、快速的测试，为企业节约成本。

Description

一种基于Matlab的Nand Flash测试系统及方法
技术领域
本发明属于存储器测试领域，尤其涉及一种基于Matlab的Nand Flash测试系统及方法。
背景技术
随着当前存储技术的快速发展和存储市场的高速扩大，Flash型存储器的用量也急巨增长。Nand Flash芯片以其容量大、读写速度快、价格低廉等绝对优势迅速崛起，在移动存储和大数据存储业务中得到广泛的应用。市场的需求催生了一大批Flash芯片研发、生产型企业，为了保证自己出品的芯片能长期可靠的工作，这些企业都在其产品出厂前做了高速、细致的测试，但是对于应用型企业来说，他们惯用的测试方法依赖Flash控制器厂商提供的评估板或测试平台。面对林立的控制器厂商连同他们各色的评估板或测试平台，如何快捷、高效、可靠的测试自己拿到的Nand Flash芯片不再是那么简单的事情。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种基于Matlab能对各类封装、各种型号的主流Nand Flash完成读、写、擦除测试的系统及方法。
本发明所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，包括测试板和设置于计算机的Matlab测试模块；所述测试板包括存储模块、测试座、FPGA模块和通讯接口；所述存储模块、测试座和通讯接口均与FPGA模块相连接；所述通讯接口与Matlab测试模块相连接，完成信息交互。
本发明所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，所述测试座为BGA-132封装或BGA-152封装或TSOP-48封装或TLGA-52封装。
本发明所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，所述存储模块为DDR3 SDRAM。
本发明所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，所述通讯接口为USB2.0总线接口。
本发明所述基于Matlab的Nand Flash测试系统的测试方法， Matlab测试模块内置P文件库和M文件库；Matlab测试模块包括调用模块和运行模块；
调用模块用于调用FPGA通过测试座获取到的Nand Flash信息、测试数据；
运行模块用于根据调用模块所形成的测试信息对Nand Flash进行数据分析、可视化显示的测试操作；
具体包括如下步骤：
（1）Matlab测试模块的调用模块调用P文件库和M文件库信息； P文件库信息和M文件库信息组成测试文件库；
（2）Matlab测试模块将工作空间设置为测试文件库所在地址；并调用自检指令，生成所测Nand Flash基本信息库；
（3）将待测试的Nand Flash通过测试座与测试板相连接，上电；
（4）Matlab测试模块和测试板建立通信链路，FPGA自动装载相关配置指令；
（5）运行模块按照测试目标开始测试流程至测试完成。
本发明所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统及方法，通过在一个通用硬件平台上可视化、可控的完成对Nand Flash的读、写、擦除测试和数据分析，也可以按照需求自行扩展测试功能，能够快捷、高效、可靠的完成对Nand Flash的测试，适应了Nand Flash存储技术发展的未来需求，可持续对复杂程度日益增长的Nand Flash测试进行完整、快速的测试，为企业节约成本。
附图说明
图1为本发明所述基于Matlab的Nand Flash测试系统结构示意图；
图2为本发明所述基于Matlab的Nand Flash测试方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明所述基于Matlab的Nand Flash测试系统及方法进行详细说明。
通过一台内置Matlab测试模块的计算机和一块基于FPGA开发的通用测试平台对各类封装、各种型号的Nand Flash完成读、写、擦除测试及数据分析，如图1所示，本发明所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，包括测试板和设置于计算机的Matlab测试模块；所述测试板包括存储模块、测试座、FPGA模块和通讯接口；所述存储模块、测试座和通讯接口均与FPGA模块相连接；所述通讯接口与Matlab测试模块相连接，完成信息交互。本发明所述基于Matlab的Nand Flash测试系统以Xilinx Spartan-6 FPGA为核心， DDR3 SDRAM为缓存，与计算机通信采用USB2.0总线接口，电路实现采用Cypress高集成度USB芯片Cypress2131方案，Nand Flash测试座（Socket）采用兼容性设计，兼顾了目前主流的BGA-132、BGA-152、TSOP-48、TLGA-52封装，使用时只需更换Socket就能将Nand flash稳定可靠的接入电路。
本发明所述基于Matlab的Nand Flash测试系统的测试方法，Matlab测试模块内置P文件库和M文件库；Matlab测试模块包括调用模块和运行模块；
调用模块用于调用FPGA通过测试座获取到的Nand Flash信息、P文件库和M文件库信息；
运行模块用于根据调用模块所形成的测试信息对Nand Flash进行测试操作；
如图2所示，具体包括如下步骤：（1）Matlab测试模块的调用模块调用P文件库和M文件库信息； P文件库信息和M文件库信息组成测试文件库；（2）Matlab测试模块将工作空间设置为测试文件库所在地址；并调用自检指令，生成所测Nand Flash基本信息库；（3）将待测试的Nand Flash通过测试座与测试板相连接，上电；（4）通过运行sequencer.p 文件库指令，Matlab测试模块和测试板建立通信链路，FPGA自动装载相关配置指令；（5）运行模块按照测试目标开始测试流程至测试完成。
测试人员也可以根据测试需要编写新的功能加入测试文件库，以扩充文件库并满足相应的测试目标。P文件库使用时不允许修改，主要库文件及功能见表1；
序号 库文件名称 功能介绍
1 sequencer.p 建立Matlab测试模块系统与FPGA的连接
2 exit.p 断开Matlab测试模块系统与FPGA的连接
3 set_address_cycle.p 建立需要读、写、擦除等操作的block和page的地址
4 getSeqRegister.p 读取顺序寄存器的值
5 setSeqRegister.p 配置顺序寄存器的值
6 setOkRegister.p 配置状态寄存器的值
7 readSeqFifo.p 从FIFO中读取数据
8 writeSeqFifo.p 往FIFO中写入数据
9 readid.p 读取Flash ID
10 setActiveChannel.p 配置需要操的channel
11 readSeqbyteFifo.p 从byteFIFO中读取数据
12 getActiveChannel.p 读取活动channel的信息
表1
P文件库的调用方法如下：setSeqRegister(Reg address, value)；配置某些寄存器的值，其中Reg address为十进制的寄存器地址，value十进制要写入寄存器的值；
set_address_cycle(chip,block_number,page_number(MLC)/Wordline(TLC);建立需要读、写、擦除等操作的block和page的地址，chip为Matlab的自检脚本建立的一个关于所测Flash的page_size、number_page、number_block的结构体，block_number想要操作的block地址编号，可以从零开始，最大输入值为chip结构体中number_block-1，page_number(MLC)/Wordline(TLC) 想要操作的page地址编号，可以从零开始，最大输入值为chip结构体中number_ page-1；
writeSeqFifo(data);将准备写入Flash的测试数据预先写进FIFO中，data可以是Matlab计算的结果，也可以是已经加载的其他特定的文件。
M文件库允许二次开发，可以根据需要重复调用、修改优化。也可以按照测试需要增加编辑新的指令。主要库文件及功能见表2。
序号 库文件名称 功能介绍
1 generate_chip_list.m 生成Flash芯片信息表
2 run_sample.m 单block读、写、擦除操作的命令集
3 softread.m 软件控制循环操作命令集
4 createLlrBytes.m 收集LLR错误信息
5 genLLRTable.m 生成LLR-table
7 Chip_shiftread.m 移位读取命令集
8 call_LLR_GRNERATION.m 启动LLR分析函数
9 Chip_erase.m 按block擦除函数
10 Chip_readout.m 按block读取数据
11 Chip_wirtein.m 按block写入数据
12 data_input2txt.m 写入flash前的数据保存成txt文件
13 data_output2txt.m 从flash读出的数据保存成txt文件
表2
测试开始前按照测试项在对应的固定寄存器地址写入准确的配置信息，配合P文件库和M文件库组成专用测试文件库，测试人员也可以根据测试需要编写新的功能加入测试文件库，以扩充文件库并满足相应的测试目标。

Claims (5)

1.一种基于Matlab的Nand Flash测试系统，其特征在于：包括测试板和设置于计算机上的Matlab测试模块；所述测试板包括存储模块、测试座、FPGA模块和通讯接口；所述存储模块、测试座和通讯接口均与FPGA模块相连接；所述通讯接口与Matlab测试模块相连接。
2.根据权利要求1所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，其特征在于：所述测试座为BGA-132封装或BGA-152封装或TSOP-48封装或TLGA-52封装。
3.根据权利要求2所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，其特征在于：所述存储模块为DDR3 SDRAM。
4.根据权利要求3所述的基于Matlab的Nand Flash测试系统，其特征在于：所述通讯接口为USB2.0总线接口。
5.一种根据权利要求4所述基于Matlab的Nand Flash测试系统的测试方法，其特征在于：Matlab测试模块内置P文件库和M文件库；Matlab测试模块包括调用模块和运行模块；
调用模块用于调用FPGA通过测试座获取到的Nand Flash信息、测试数据；
运行模块用于根据调用模块所形成的测试信息对Nand Flash进行测试操作；
具体包括如下步骤：
（1）Matlab测试模块的调用模块调用P文件库和M文件库信息；P文件库信息和M文件库信息组成测试文件库；
（2）Matlab测试模块将工作空间设置为测试文件库所在地址；并调用自检指令，生成所测Nand Flash基本信息库；
（3）将待测试的Nand Flash通过测试座与测试板相连接，上电；
（4）Matlab测试模块和测试板建立通信链路，FPGA自动装载相关配置指令；
（5）运行模块按照测试目标开始测试流程至测试完成。
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