CN111462810A - 一种存储器老炼测试的电路板及方法 - Google Patents

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刘刚奇
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Abstract

一种存储器老炼测试的电路板及方法，电路板包括老炼主板，老炼主板上设置有主控制器和老炼辅板，老炼辅板上设置有主辅板接插件，老炼被测存储器安装在主辅板接插件上，主辅板接插件通过主板资源引出接口模块连接主控制器，所述的主控制器连接程序存储器，程序存储器中设置有老炼向量，主控制器通过输出结果指示模块显示老炼被测存储器是否正常工作，主控制器通过设置在老炼主板上的主控制器电源电路进行供电。本发明存储器老炼测试的电路板能够产生不同频率的高速时钟信号，能够模拟被测存储器实际使用工作状态，能够实现器件内部高覆盖率的逻辑节点翻转，检测老炼板上每一只器件所有管脚的输入激励信号和输出信号，实际使用中方便易用。

Description

一种存储器老炼测试的电路板及方法
技术领域
本发明属于微电子器件可靠性筛选试验领域，涉及一种存储器老炼测试的电路板及方法。
背景技术
存储器包括EPROM、FLASH、SRAM、SDRAM和DDR等器件，广泛应用于军工和航空航天整机装备中，并且是该类装备的重要部件，对其可靠性要求非常严格，而老炼是保证其可靠性的重要筛选手段。但由于存储器存储容量大(几百兆到几个G)、工作速度高(如DDR器件工作时钟都在nS级)、通讯接口多样(有并口、串口、SPI、I2C、串并结合)、时序复杂等，国产集成电路老炼设备存在工作频率较低、老炼向量图形编辑能力弱、I/O驱动能力差的问题，所以无法产生有效的老炼激励信号实现对存储器的动态老炼。老炼测试是将老炼与电性能测试有机结合在一起的方法，老炼时，给被测存储器输入一系列的时钟、控制信号、地址信号等，在输出端检查信号是否和预测的正常输出相符，整个老炼试验过程中，模拟芯片的实际工作状态，对老炼板上所有器件每个管脚的输入输出信号进行采样并检测，继而实现对每一老炼电路进行功能测试，此方法能够实现器件内部单元高覆盖率的逻辑节点翻转，能检测故障到单元级，可检测到“可恢复性”故障，也被认为是最有效的动态老炼方法。由于进行这种老炼所需要的设备既要有测试功能又要有老炼功能，试验设备昂贵且环境要求特别苛刻，实现起来比较困难，所以对存储器进行老炼测试，国内很少开展这方面的试验研究。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存储器老炼测试不便及成本较高的问题，提供一种存储器老炼测试的电路板及方法，可靠性高，操作方便，能够重复被同类器件重复使用。
为了实现上述目的，本发明存储器老炼测试的电路板，包括老炼主板，老炼主板上设置有主控制器和老炼辅板，老炼辅板上设置有主辅板接插件，老炼被测存储器安装在主辅板接插件上，主辅板接插件通过主板资源引出接口模块连接主控制器，所述的主控制器连接程序存储器，程序存储器中设置有老炼向量，主控制器通过输出结果指示模块显示老炼被测存储器是否正常工作，主控制器通过设置在老炼主板上的主控制器电源电路进行供电。
作为上述本发明电路板的一种优选方案，所述的老炼向量是一种根据被测器件时序和测试图形而编程出的软件代码，由输入测试矢量与输出响应组成，其内容包括检测存储单元阵列中所有单元是否能正常地读、写和保持数据，行列地址译码器、写驱动器及其他外围电路是否正常工作，该软件代码在调试完成后被下载到程序存储器中。
所述的输出结果指示模块通过指示灯进行显示，老炼被测存储器按照老炼向量遍历完所有地址，进行写、读控制，写进去的数据和读出来的数据通过指示灯进行判断，若数据一致，则判定老炼被测存储器工作正常，若数据不一致，则判定老炼被测存储器工作不正常。
在老炼测试时将该电路板连同老炼被测存储器放置到高温箱内进行。
本发明同时提供了所述存储器老炼测试的电路板的测试方法，包括以下步骤：
根据老炼被测存储器的时钟速度、地址位、数据位选择主控制器；
将需要进行测试的老炼向量编写到程序存储器当中；
对老炼被测存储器进行初始化；
将老炼被测存储器安装在主辅板接插件上，并将电路板放置到高温箱中；
主控制器电源电路进行供电，所述的主控制器按照老炼向量产生老炼被测存储器所需的信号，老炼被测存储器按照老炼向量遍历完所有地址，进行写、读控制，对比写进去的数据和读出来的数据进行判断，如果数据一致，判定老炼被测存储器工作正常，如果数据不一致，则判定老炼被测存储器工作不正常。
作为上述测试方法的一种优选，对老炼被测存储器进行初始化的具体步骤如下：
通过逻辑控制模块对其模式寄存器进行突发长度、突发类型、列延迟、工作模式和写突发模式进行设置，然后再进行预充电、刷新、读和写操作，上述一系列的所有操作命令都同步于时钟，根据时钟上升沿控制管脚和地址输入的状态。
相较于现有技术，本发明存储器老炼测试的电路板具有以下有益效果：老炼向量固定在程序存储器里面，不需要重复下载老炼向量，老炼时，将被测存储器安装在主辅板接插件上，老炼完成后，将被测存储器从主辅板接插件上取下，这样该电路板能够被后续同类被测器件进行使用。上电后，老炼向量程序自动运行，电路板与所有元器件放置在高温环境内进行老炼测试，试验人员只需要观测输出结果指示模块就能够判断被测存储器正常与否，不仅可靠性高，且操作方便。本发明存储器老炼测试的电路板能够产生不同频率的高速时钟信号，能够模拟被测存储器实际使用工作状态，能够实现器件内部高覆盖率的逻辑节点翻转，检测老炼板上每一只器件所有管脚的输入激励信号和输出信号，实际使用中方便易用。
相较于现有技术，本发明存储器老炼测试的方法具有以下的有益效果：该方法已经在实际应用中进行了效果验证，实践证明，按照该方法对存储器进行老炼测试，老炼被测存储器能够按照有效的测试图形进行动态翻转，所受应力条件更加苛刻，容易暴露出器件自身潜在缺陷，将需要进行测试的老炼向量编写到程序存储器当中，测试过程只需要将被测存储器安装在主辅板接插件上，老炼向量由输入测试矢量与输出响应组成，检测存储单元阵列中所有单元是否能正常地读、写和保持数据，行列地址译码器、写驱动器及其他外围电路是否正常工作，观测输出结果指示模块就能够判断被测存储器正常与否，操作简便，可靠性高。
附图说明
图1本发明电路板上的老炼辅板装配示意图；
图2本发明电路板的整体结构示意图；
图3本发明实施例的硬件连接线路图；
图4本发明实施例MT48LC8M16A2测试流程图；
附图中：1-老炼主板；2-主控制器；3-老炼辅板；4-主辅板接插件；5-老炼被测存储器；6-输出结果指示模块；7-程序存储器；8-主板资源引出接口模块；9-主控制器电源电路。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
参见图1，本发明存储器老炼测试的电路板，包括老炼主板1，老炼主板1上设置有主控制器2和老炼辅板3，老炼辅板3上设置有主辅板接插件4，老炼被测存储器5安装在主辅板接插件4上。参见图2，主辅板接插件4通过主板资源引出接口模块8连接主控制器，主控制器2连接程序存储器7，程序存储器7中设置有老炼向量，主控制器2通过输出结果指示模块6显示老炼被测存储器5是否正常工作，主控制器2通过设置在老炼主板1上的主控制器电源电路9进行供电。根据需要实现主控制器2能够对老炼被测存储器5控制的时钟速度来选择电路板上的晶振，电路板上的主控制器电源电路9通过精密电源来提供主控制器2和老炼被测存储器5正常工作的电压。电路板上设置的其它辅助元件包括各种电阻、电容、指示灯、开关等，以保证实现电路板上各器件正常工作的抗干扰措施和指示判断等。
老炼向量是一种根据被测器件时序和测试图形而编程出的软件代码，由输入测试矢量与输出响应组成，其内容包括检测存储单元阵列中所有单元是否能正常地读、写和保持数据，行列地址译码器、写驱动器及其他外围电路是否正常工作，该软件代码在调试完成后被下载到程序存储器7中。测试过程中，老炼被测存储器5按照老炼向量遍历完所有地址，进行写、读控制，写进去的数据和读出来的数据通过指示灯进行判断，若数据一致，则判定老炼被测存储器5工作正常，若数据不一致，则判定老炼被测存储器5工作不正常。
本发明存储器老炼测试的方法，包括以下步骤：
1)根据老炼被测存储器5的时钟速度、地址位、数据位选择主控制器2；
2)将需要进行测试的老炼向量编写到程序存储器7当中；
3)对老炼被测存储器5进行初始化；
4)将老炼被测存储器5安装在主辅板接插件4上，并将电路板放置到高温箱中；
5)通过主控制器电源电路9进行供电，主控制器2按照老炼向量产生老炼被测存储器5所需的信号，老炼被测存储器5按照老炼向量遍历完所有地址，进行写、读控制，对比写进去的数据和读出来的数据进行判断，如果前后数据一致，判定老炼被测存储器5工作正常，如果数据不一致，则判定老炼被测存储器5工作不正常。
为了便于理解本发明的实现方式，下面举一个存储器的老炼测试实例来说明。
MT48LC8M16A2是款带有同步时钟接口的动态随机存储器(SDRAM)，存储容量128Mb,工作频率最高可达133MHz。X16，X8，X4代表其内部存储单元数据宽度，如对于MT48LC8M16A2器件内部存储单元存储的数据为16位的，对应管脚定义为X16列。器件内部结构由逻辑控制模块、主存储体模块、行和列译码器、行地址计数器、输入输出数据控制器、地址和数据寄存器组成，单只器件包含4个逻辑BANK，每个BANK的存储容量都一样，包含4096行，每一行包括512列存储单元，每个存储单元存有一个16位数据，整个芯片存储容量为4096×512×16×4＝128Mb。通过数据手册研究，其引脚大致可以分为以下几类：
控制信号：包括片选、时钟、时钟使能、行列地址选择、读写有效及数据有效。
地址信号：分时复用引脚，根据行列地址选择引脚，控制输入的地址为行地址或列地址。
数据信号：双向引脚，受数据有效控制。
为了能够通过这些引脚对MT48LC8M16A2进行最简单的内部操作，在正常工作前必须对其进行初始化，即通过逻辑控制模块对其模式寄存器进行突发长度、突发类型、列延迟、工作模式和写突发模式进行设置，然后再进行预充电、刷新、读和写等操作，这一系列的操作命令都同步于时钟，根据时钟上升沿控制管脚和地址输入的状态。
对MT48LC8M16A2进行最小系统设计硬件，选用单片机AT89LS51作为存储器的控制芯片，AT89LS51有32个I/O口，可以为MT48LC8M16A2提供控制信号和数据以及地址信号；74LV573器件作为锁存器用来锁存单片机发出的地址。硬件连接线路如图3所示。
用AT89LS51的P0口既驱动存储器的数据端又驱动地址端，在充当地址线时用74LV573锁存存储器低8位地址，锁存器的控制端使用单片机的2个I/O口，P1口和P3口一起作为存储器的控制脚来完成一系列的命令操作，包括读、写、自动刷新和预充电等；其中，P2口只用低4位，作为存储器的高位行列地址线。构建老炼电路板，根据器件时序和工作原理编写软件，建立单片机与存储器之间的通讯，软件的编写需要根据器件的工作时序进行，如初始化时序、写命令时序和读命令时序等，MT48LC8M16A2的软件工作流程如图4所示。
按照时序要求，对MT48LC8M16A2进行老炼测试向量编程，实现了初始化、相邻两单元写数据0x55和0xAA、自动刷新、读数据并判断等操作，最终实现了器件的老炼测试。
以上所述实施例仅仅表达了本发明的一种实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以选用若干类型的微控制器和被测器件进行组合，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种存储器老炼测试的电路板，其特征在于：包括老炼主板(1)，老炼主板(1)上设置有主控制器(2)和老炼辅板(3)，老炼辅板(3)上设置有主辅板接插件(4)，老炼被测存储器(5)安装在主辅板接插件(4)上，主辅板接插件(4)通过主板资源引出接口模块(8)连接主控制器(2)，所述的主控制器(2)连接程序存储器(7)，程序存储器(7)中设置有老炼向量，主控制器(2)通过输出结果指示模块(6)显示老炼被测存储器(5)是否正常工作，主控制器(2)通过设置在老炼主板(1)上的主控制器电源电路(9)进行供电。
2.根据权利要求1所述存储器老炼测试的电路板，其特征在于：老炼向量是一种根据被测器件时序和测试图形而编程出的软件代码，由输入测试矢量与输出响应组成，其内容包括检测存储单元阵列中所有单元是否能正常地读、写和保持数据，行列地址译码器、写驱动器及其他外围电路是否正常工作，该软件代码在调试完成后被下载到程序存储器(7)中。
3.根据权利要求1所述存储器老炼测试的电路板，其特征在于：所述的输出结果指示模块(6)通过指示灯进行显示，老炼被测存储器(5)按照老炼向量遍历完所有地址，进行写、读控制，写进去的数据和读出来的数据通过指示灯进行判断，若数据一致，则判定老炼被测存储器(5)工作正常，若数据不一致，则判定老炼被测存储器(5)工作不正常。
4.根据权利要求1所述存储器老炼测试的电路板，其特征在于：
老炼测试时将该电路板连同老炼被测存储器(5)放置到高温箱内进行。
5.一种基于权利要求1-4中任意一项所述存储器老炼测试的电路板的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据老炼被测存储器(5)的时钟速度、地址位、数据位选择主控制器(2)；
将需要进行测试的老炼向量编写到程序存储器(7)当中；
对老炼被测存储器(5)进行初始化；
将老炼被测存储器(5)安装在主辅板接插件(4)上，并将电路板放置到高温箱中；
主控制器电源电路(9)进行供电，所述的主控制器(2)按照老炼向量产生老炼被测存储器(5)所需的信号，老炼被测存储器(5)按照老炼向量遍历完所有地址，进行写、读控制，对比写进去的数据和读出来的数据进行判断，如果数据一致，判定老炼被测存储器(5)工作正常，如果数据不一致，则判定老炼被测存储器(5)工作不正常。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，对老炼被测存储器(5)进行初始化的具体步骤如下：通过逻辑控制模块对其模式寄存器进行突发长度、突发类型、列延迟、工作模式和写突发模式进行设置，然后再进行预充电、刷新、读和写操作，上述一系列的所有操作命令都同步于时钟，根据时钟上升沿控制管脚和地址输入的状态。
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