CN1553327A - 测试eeprom的电路及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试EEPROM的电路及其测试方法，本发明的电路包括EEPROM(1)，微控制器(2)，显示驱动器(3)，数码显示器(4)；所述的微控制器(2)与EEPROM(1)双向连接，显示驱动器(3)在微控制器(2)控制下驱动所述的数码显示器(4)，数码显示器(4)将老化结果显示或者错误代码输出；本发明的有益效果是：通过测试并检测EEPROM真正的擦写寿命，保证了IC卡的安全使用。

Description

测试EEPROM的电路及其测试方法

技术领域

本发明涉及集成电路卡领域，尤其涉及一种测试EEPROM的电路及其测试方法。

背景技术

存储器是集成电路(IC)卡的主要部件之一，对存储器的基本要求是高精度、大容量、低功耗。存储器按功能可以分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。只读存储器可分为两大类，一是掩膜编程ROM，另一类是可编程ROM。可编程ROM可分为PROM，EPROM，EEPROM。PROM(可编程ROM)用户可根据需要把熔丝烧断来完成编程工作(即把信息写入到存储器中)，一旦编程完毕，就无法再更改，故用户只可编程一次EPROM为紫外可擦除电可编程ROM；此类ROM存储单元中存储信息的管子采用浮栅结构，利用浮栅上有无电荷来存储信息，当需要重新编程时，可先用紫外线把原存的信息一次全部擦除，再根据需要编入新的内容，可反复编程，EPROM不可逐字擦除所存内容，擦除需要紫外光，且擦除时间长，使用不便EEPROM为电可擦除电可编程ROM。在这3种类型中，EEPROM采用了浮栅隧道氧化物结构，它利用隧道效应来实现信息的存储和擦除。它可以在无须附加电压的条件下实现逐字的擦和写。具有擦写方便、迅速的特点，因此得到了广泛的应用。EEPROM是采用电子隧道效应的方法来实现编程和擦除的，在适当的高压支持下(16～18伏)，只须几个毫秒就能实现EEPROM内部数据的修改。

EEPROM在擦写到一定次数下(一般都远大于十万次)会失效，在不同的工艺、不同的设计下它们的擦写寿命会有所不同，由于在其寿命范围内擦写次数很大、擦写周期长，正常的使用擦写需要花费很多时间才有可能达到擦写次数极限。

IC卡主存储器一般都用EEPROM或者闪速存储器(FLASH)，用来在没有供电的情况下保存数据，所以这些存储器对于IC卡来说极其重要。

如何测试并检测EEPROM真正的擦写寿命同样对我们来说也是非常重要的。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种测试EEPROM的电路及其测试方法，旨在解决目前没有测试并检测EEPROM真正的擦写寿命的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的电路包括EEPROM，微控制器，显示驱动器，数码显示器；所述的微控制器与EEPROM双向连接，显示驱动器在微控制器控制下驱动所述的数码显示器，数码显示器将老化结果显示或者错误代码输出。

本发明的测试方法包括如下步骤：

通过微控制器初始化；

通过微控制器将读取指令数据模块读取预先存储进去的指令数据；

通过微控制器将调用指令发送模块经输入/输出口发送给IC卡，由这些指令操作EEPROM；

通过微控制器读取结果；

通过微控制器将读取结果和预存结果进行比较；

或通过微控制器调用显示模块控制显示驱动器再通过数码显示器显示错误代码；

或通过微控制器判断指令循环执行情况；

或通过微控制器读取下一条测试指令代码，返回到“通过微控制器将调用指令发送模块经输入/输出口发送给IC卡，由这些指令操作EEPROM”；

或通过微控制器中的计数器加一；

通过微控制器调用显示模块控制显示驱动器再通过数码显示器显示测试次数，返回到“通过微控制器将读取指令数据模块读取预先存储进去的指令数据”。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过测试并检测EEPROM真正的擦写寿命，保证了IC卡的安全使用。

附图说明

图1是EEPROM结构剖面图；

图2是本发明的电路方框图；

图3是某一时刻EEPROM的擦写时序图；

图4是本发明的方法流程图；

其中：EEPROM1微控制器2显示驱动器3数码显示器4

PC机5控制栅11浮栅12隧道区氧化层13氧化层14存储管栅氧化层15代码存储器21计数器22输入/输出口23串口24外部数据存储器25

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

由图1可见：EEPROM的存储管单元包括两层重叠的多晶硅栅，下面一层为浮栅12，周围被存储管栅氧化层15包围与外界隔绝，一般读状态下漏电流很小，便于保存电荷。上面一层多晶硅为控制栅11，浮栅多晶硅同时覆盖场氧化层14，并在扩散区的延伸部分与漏区交迭，在这个区域中，浮栅与漏区间存在一个10ns左右的超薄氧化层，称为隧道区氧化层13。当控制栅11相对于漏极加+16V电压时，由于电容耦合，浮栅12上形成一个正电位，使隧道区氧化层13中的电场可达107V/cm以上，这样便会发生隧道效应，电子通过隧道区氧化层13对浮栅12充电。这种隧道效应是可逆的，若控制栅11接地，漏级加16V电压，则电子从浮栅穿过隧道区氧化层13跑到漏级，使浮栅12放电。

存储管把隧道区氧化层13放在漏区，可以提供单字节擦除功能，这就要求在重掺杂的漏区上生长高质量的超薄氧化层。因为隧道电流对氧化物两端的电压有很强的依赖关系，外加电压每增加0.8V，电流将增加一个数量级。这样就要求在擦写期间使隧道区氧化层13两端的电压差必须超过14V。此外还要确保存储管的工作特性和长期可靠性，防止隧道区氧化层13被击穿，要求限制隧道区氧化层13上的峰值电场。为此要求VPP具有600us的缓变上升沿。这种结构的半导体存储结构存储时间比较长，一般都在毫秒级。

由图2可见：本发明的电路包括EEPROM1，微控制器2，显示驱动器3，数码显示器4；所述的微控制器2与EEPROM1双向连接，显示驱动器3在微控制器2控制下驱动所述的数码显示器4，数码显示器4将老化结果显示或者错误代码输出；

所述的微控制器2包括存储着测试EEPROM1程序代码的代码存储器21和计数器22；

所述的微控制器2还可以与采用EEPROM结构的外部数据存储器25连接，以在断电或者发生异常的情况下保留以前所测试的状态；

所述的微控制器2还可以通过其串口24与PC机5相连；

由图3可见：

ADDRESS：地址

CLK：时钟引脚

PGM：编程控制引脚

I/O：输入输出引脚

Thclk：CLK在PGM低电平时的保持时间

Twc：写过程时间

Tspr：编程建立时间

Thpr：PGM引脚电平保持时间

Toh：数据保持时间

Tds：数据建立时间

Tdh：引脚电平保持时间

CLK、PGM、IO分别对应IC卡的引脚，Txxx格式的数据都是规定延时参数设定，只有满足这些时间要求的时序信号才能被IC卡接受并执行，在IC卡电源引脚上电后，用特定的复位时序信号对IC卡进行复位，这个时候当前的地址就移向零地址，这个时候继续在CLK上加入指定的时钟频率信号，当前地址就向后移动，地址移动过程中IO输入输出端口就陆续返回当前地址的数据信息，当地址偏移到所需要的某个地址时，用特定的时间电平顺序来操作，就可以完成一次擦写操作，这些操作时序的电平高低以及时间的延续长短都是通过微控制器中的程序操作输入/输出口上的引脚来产生。

由图4可见：本发明的测试方法包括如下步骤：

通过微控制器初始化31；

所述的初始化包括对微控制器中计数器清零；显示驱动器中显示驱动部分的内部状态进行初始值设置以及数码显示器初始数值进行设置；

通过微控制器将读取指令数据模块读取预先存储进去的指令数据32；

通过微控制器将调用指令发送模块经输入/输出口发送给IC卡，由这些指令操作EEPROM33；

通过微控制器读取结果34；

通过微控制器将读取结果和预存结果进行比较35；

或通过微控制器调用显示模块控制显示驱动器再通过数码显示器显示错误代码36；

或通过微控制器判断指令循环执行情况37；

或通过微控制器读取下一条测试指令代码38，返回到步骤33；

或通过微控制器中的计数器加一39；

通过微控制器调用显示模块控制显示驱动器再通过数码显示器显示测试次数40，返回到步骤32；

下面对本发明的原理作如下描述：

显示驱动器3，有特定集成电路组成，直接和微控制器2的引脚相连，通过微控制器2的指令的执行所引起引脚上的电平变化来直接作用于此驱动电路，驱动电路再直接作用于数码显示器(LED)4，完成LED数码管显示；这里的显示驱动的初始化、显示控制全部由微控制器2来负责，用软件程序做成显示模块，这个模块可以在不同的参数下作用于驱动电路来控制显示不同的内容，当在一个测试周期结束或者出现错误的时候，通过直接调用这个模块，再通过显示驱动部分驱动后，来显示显示模块所传来的信息。这样可以正常地、实时地显示微控制器所传送过来的所要显示的数据。

代码存储器21，存在于微处理器2内部，如果程序很复杂、代码很长，微处理器的内部空间不够用，可以直接外接外部程序存储器，它用来存储测试IC卡的代码，装入不同的程序代码就适应不同IC卡的测试，程序根据不同的命令通过对卡进行读、写以及别的运算操作等卡所返回的数据来判断卡片的功能是否正常；

数码显示器，使用普通的数码管，由专用的LED驱动电路来驱动显示数据，可以避免直接逐个对单个数码显示管进行加断电控制。

微控制器2，它是测试器的中枢，它的特定的引脚和IC卡的触点分别相连，是根据IC卡的指令规则，通过软件指令来对数据引脚进行加电和断电来形成操作信号，直接对IC卡进行各种操作控制，并且和预存入的结果比较来判断是否芯片功能符合要求，并把结果传送给数码显示的程序模块来显示运行结果，微控制器2可以直接和个人电脑5相连，由电脑直接对微控制器2发送预定好的指定格式操作数据，微控制器2分析解释这些个人电脑5发送来的操作数据，并按照这些数据所要求的动作来运算或者来操作其周边设备，微控制器2操作完成后返回操作的结果，这样的测试电路可以方便的对IC卡进行各种操作，同时可以对不同型号的IC卡进行逻辑功能验证和测试。

微控制器系统复位后程序指针指向零地址，从零地址开始向后执行程序，首先完成的操作就是初始化，把各种需要预设的寄存器设定到预定的数值，包括测试电路计数器清零，接着是对显示驱动电路进行初始化(主要使对显示驱动部分的内部状态进行初始值设置，对显示器初始数值进行设置)，初始化结束后顺序执行到指令读取模块，读取完一条IC操作指令数据后，调用指令发送模块进行指令发送，IC卡执行完后返回执行结果，微控制器读取到这个结果后，和预存的结果进行比较，如果测试不符合要求，调用显示模块进行错误结果显示，程序跳转到最后并停止测试，等待人工干预(这个时候通过按系统复位键可以从头开始执行测试操作)；否则，判断一个套指令执行周期是否结束，没有结束就继续读取下一条指令，如果一个循环周期结束，这个时候测试次数计数器加一，并重新从头读取指令，继续测试，整个测试过程周而复始，至到芯片出现错误，或者达到自己所要求的测试结果。

按照特定要求写好程序后，通过个人电脑的串口和仿真器通讯来控制仿真器进行测试，这个时候仿真器完全可以代替微控制器进行各种操作；单独用微控制器测试的时候是脱离电脑控制的，通过电脑修改、调试程序达到指定的要求后，可以把所写的程序编译成二进制代码，并将这些代码通过电脑和烧录器直接烧录到程序存储器，这样固化程序到测试器后，只要加电、复位就可以直接按照程序的要求进行所需要的操作。

测试电路不仅提供标准的IC卡插座还提供了双列直插封装的芯片测试，可以对不同封装的芯片进行测试。

Claims (5)

1.一种测试EEPROM的电路，包括EEPROM(1)，其特征在于：还包括微控制器(2)，显示驱动器(3)，数码显示器(4)；所述的微控制器(2)与EEPROM(1)双向连接，显示驱动器(3)在微控制器(2)控制下驱动所述的数码显示器(4)，数码显示器(4)将老化结果显示或者错误代码输出。

2.根据权利要求1所述的一种测试EEPROM的电路，其特征在于：所述的微控制器(2)包括存储着测试EEPROM1程序代码的代码存储器(21)和计数器(22)。

3.根据权利要求1所述的一种测试EEPROM的电路，其特征在于：所述的微控制器(2)还可以与采用EEPROM结构的外部数据存储器(25)连接，以在断电或者发生异常的情况下保留以前所测试的状态。

4.根据权利要求1所述的一种测试EEPROM的电路，其特征在于：所述的微控制器(2)还可以通过其串口(24)与PC机(5)相连。

5.一种测试EEPROM的方法，其特征在于：包括如下步骤：

通过微控制器初始化(31)；

所述的初始化包括对微控制器中计数器清零；显示驱动器中显示驱动部分的内部状态进行初始值设置以及数码显示器初始数值进行设置；

通过微控制器将读取指令数据模块读取预先存储进去的指令数据(32)；

通过微控制器将调用指令发送模块经输入/输出口发送给IC卡，由这些指令操作EEPROM(33)；

通过微控制器读取结果(34)；

通过微控制器将读取结果和预存结果进行比较(35)；

或通过微控制器调用显示模块控制显示驱动器再通过数码显示器显示错误代码(36)；

或通过微控制器判断指令循环执行情况(37)；

或通过微控制器读取下一条测试指令代码(38)，返回到步骤(33)；

或通过微控制器中的计数器加一(39)；

通过微控制器调用显示模块控制显示驱动器再通过数码显示器显示测试次数(40)，返回到步骤(32)。

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