CN1725382A - 一种闪存存储器的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闪存存储器的检测方法，针对电子线路开路的不确定性和短路特性，重复检测闪存所有电子线路，以此来检测出闪存的地址线和数据线是否有故障，同时通过对闪存的每个单元进行清“0”和置“1”来判断该闪存芯片本身是否有故障，并根据检测结果的指示，得知闪存发生故障的原因。本发明提出的闪存检测方法，能够比较完整地对闪存芯片进行检测；并且，本发明能够可靠地检测出闪存因为地址线短路所引起的读写故障和闪存的地址线开路和数据线故障并能够明确指出故障原因，利于排除故障。通过本发明方法对生产的电子线路板上的闪存进行检测，可以保证出厂的线路板上的闪存是完好的，同时找出闪存故障的线路板的闪存故障原因，方便故障定位和排除。

Description

一种闪存存储器的检测方法

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别涉及计算机领域的闪存存储器。

背景技术

所谓闪存(Flash memory以下简称FLASH)，是一种广泛应用于移动电话、工业设备、电讯设备以及移动存储卡等领域的存储装置，与通用的随机存储器不同，闪存的特点是非易失性(也就是所存储的数据在主机掉电后不会丢失)。由于闪存一般用来存储设备的工作程序和相关非常重要的数据，对与其配合的电子产品极为重要。所以相关领域对闪存的读和写(也就是编程)是否正确要求非常严格，对闪存进行检测，已成为与之相关的电子产品出厂前的重要程序。

一般而言，导致闪存读写错误的原因在于，闪存焊接不好，导致闪存信号线(主要是地址线和数据线)短路、开路(断路)，其中，短路是指接通了本来不应该相连的信号线，开路是指原来应该接通的信号线未能接通；极少数原因为闪存芯片内部单元本身损坏。由于闪存自身的特点，闪存中的存储单元的每位只能写为“0”，不能写为“1”，必须通过擦除操作才能让闪存中的存储单元变为“1”。在对闪存进行写非零数据操作前，必须进行擦除操作，让闪存变为空，这样，导致对闪存的检测比较复杂，也比较费时。目前尚未见到一套完整的工业上可应用的闪存检测方法，现有的方法中，有些方法只是简单地读取闪存的设备ID来判断闪存是否完好，或者是将闪存擦除后，按地址单元逐一写入、读出测试数据，然后通过读出数据与写入数据进行比较得到检测结果，以此来判断闪存的读写操作是否正确。当前闪存的检测方法主要存在以下缺点：1、检测方法简单、不完备，没有一套完整的检测方法，检测的效果较差；2、无法检测出闪存因为地址线短路所引起的读写故障，无法可靠地检测出闪存的地址线开路和数据线故障；3、无法明确指出故障原因，不利于排除故障。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种能够检测闪存数据线、地址线的开路/短路故障、能够准确显示故障原因的一整套完备的、适于工业上应用的闪存存储器检测方法。

一种闪存存储器的检测方法，包括下列步骤：

步骤一、对闪存芯片进行单元检测：

1.1将闪存芯片的每个地址单元清“0”；

1.2将闪存芯片的每个单元内容读出，判断是否为0，如果是则继续，否则输出出错信息，单元检测结束；

1.3依次对闪存中的每一个块单元进行擦除操作，如果成功则继续，否则输出出错信息，单元检测结束；

步骤二、对闪存的数据线进行开路检测：

2.1设定某一特定地址空间的首地址ADDR；

2.2从第一位开始依次将数据总线中的某一位置“0”，其他位置“1”，得到等于数据总线宽度的M个特殊数据；

2.3将M个特殊数据依次写入以地址ADDR开始的M个单元内；

2.4依次从地址ADDR开始的空间内读出写入的特殊数据；

2.5将读出的数据与写入的数据进行比较，如果相等，则继续，否则输出“特定数据中数据位为‘0’的那根数据线开路故障”；

2.6所有的数据线均检测完毕后，数据线开路检测结束；

步骤三、对闪存的数据线进行短路检测：

3.1设定另一特定地址空间的首地址ADFR；

3.2从第一位开始依次将数据总线中的某一位置“1”，其他位置“0”，得到等于数据总线宽度的M个特殊数据；

3.3将M个特殊数据依次写入以地址ADFR开始的M个单元内；

3.4依次从地址ADFR开始的空间内读出写入的特殊数据；

3.5将读出的数据与写入的数据进行比较，如果相等，则继续，否则输出“特定数据中数据位为‘1’的那根数据线短路故障”；

3.6所有的数据线均检测完毕后，数据线短路检测结束；

步骤四、使用与步骤二和步骤三相同的方法，对闪存的地址线进行开路和短路检测；

步骤五、检测结束。

如果待测闪存芯片具有锁定功能，则在进行所述步骤一之前对芯片进行解锁操作。

检测结束后，将待测闪存的各非空块擦除。

上述步骤1.3具体包括：

1.3.1第0块空间擦除开始；

1.3.2建立并确认块擦除命令；

1.3.3块擦除结束后，读取状态寄存器的值；

1.3.4根据状态寄存器的值判断擦除是否成功，如果成功则继续，否则报告擦除出错的块号后结束；

1.3.5判断所有块擦除是否结束，如果是则结束；否则开始下一块空间擦除，执行步骤1.3.2。

本发明提出的闪存检测方法，能够比较完整地对闪存芯片进行检测，检测效果比较好；并且，本发明能够可靠地检测出闪存因为地址线短路所引起的读写故障和闪存的地址线开路和数据线故障并能够明确指出故障原因，利于排除故障。通过使用本发明提出的方法对生产的电子线路板上的闪存进行检测，可以保证出厂的线路板上的闪存是完好的，同时找出闪存故障的线路板的闪存故障原因，方便故障定位和排除。

附图说明

图1是本发明提出的检测方法的主流程图；

图2是本发明中对闪存进行擦除检测的流程图；

图3是本发明中对数据线开路故障检测的流程图；

图4是本发明中对数据线短路故障检测的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明提出的检测方法的主流程图。如图1所示，本发明提出的检测方法主要包括下列检测内容：1、对闪存芯片进行单元检测；2、对闪存的数据线进行开路和短路检测；3、采用同样的方法，对闪存的地址线进行开路和短路检测。

图2是本发明中进行单元检测时对闪存进行擦除检测的流程图。如图2所示，对闪存进行擦除检测具体包括：2.1第0块空间擦除开始；2.2建立并确认块擦除命令；2.3块擦除结束后，读取状态寄存器的值；2.4根据状态寄存器的值判断擦除是否成功，如果成功则继续，否则报告擦除出错的块号后结束；2.5判断所有块擦除是否结束，如果是则结束；否则开始下一块空间擦除，执行步骤2.2。

图3是本发明中对数据线开路故障检测的流程图。如图3所示，对闪存的数据线进行开路检测包括下列步骤：3.1设定某一特定地址空间的首地址ADDR；3.2从第一位开始依次将数据总线中的某一位置“0”，其他位置“1”，得到等于数据总线宽度的M个特殊数据；3.3将M个特殊数据依次写入以地址ADDR开始的M个单元内；3.4依次从地址ADDR开始的空间内读出写入的特殊数据；3.5将读出的数据与写入的数据进行比较，如果相等，则继续，否则输出“特定数据中数据位为‘0’的那根数据线开路故障”；3.6所有的数据线均检测完毕后，数据线开路检测结束。

图4是本发明中对数据线短路故障检测的流程图。如图4所示，对闪存的数据线进行短路检测包括下列步骤：4.1设定另一特定地址空间的首地址ADFR；4.2从第一位开始依次将数据总线中的某一位置“1”，其他位置“0”，得到等于数据总线宽度的M个特殊数据；4.3将M个特殊数据依次写入以地址ADFR开始的M个单元内；4.4依次从地址ADFR开始的空间内读出写入的特殊数据；4.5将读出的数据与写入的数据进行比较，如果相等，则继续，否则输出“特定数据中数据位为‘1’的那根数据线短路故障”；4.6所有的数据线均检测完毕后，数据线短路检测结束。

下面以INTEL公司16位数据总线20位地址总线的闪存芯片28F160C3为例，对本发明提出的检测方法的实施步骤进行详细说明。

首先检测闪存的单元，解锁芯片(有些型号的芯片没有锁功能，可以不需要该操作)，同时将闪存的每个单元清“0”，然后将每个单元读出并判断是否为“0”，以此来判断闪存每个单元能否被清“0”。

当待测闪存经检测后，每个单元都可以被清“0”，则对闪存进行块擦除检测，因为闪存经过块擦除后，闪存的每个单元将变为全“1”，然后对闪存的每个单元进行全“1”检测。

其次，如待测闪存经检测后，每个单元都可以清“0”和置“1”，则采用数据线的走“1”法来检测特定地址单元，以此进行数据线开路检测，如果没有发生数据线短路故障，再针对数据线开路情况，采用数据线走“1”法对特定地址单元进行检测，以此确定数据线是否有短路故障。

最后，如待测闪存经检测后，数据线未发生故障，则采用与检测数据线相同的方法来检测地址线的开路、短路故障。

为了让闪存在检测完后，能够直接使用，在以上检测完后，还要对非空(即单元不是全“1”)的块进行擦除操作。

下面详细对每项检测步骤进行说明：

首先将芯片解锁，芯片的解锁操作是按块来进行的；具体操作是向闪存的每个块空间的任意地址先后写0X60、0XD0，让芯片解锁能进行编程(即写操作)和擦除操作。解锁的具体操作不同型号或厂家的芯片可能不同，可以参考数据手册得到具体操作过程。

其次，通过向闪存的每个单元写入“0x0000”将其清“0”，具体为向块空间的任意地址写入0x4040，然后向具体空间写入0x0000，每写一个数据必须先写入0x4040建立写操作，然后写入具体的数据。所有单元写完后，再向块的任意地址写0xFFFF让芯片的块处于读状态，然后逐一读出每个单元的数据，并将读出的数据与“0x0000”比较，若相等，则说明闪存的每个单元都可以清“0”，否则说明该待测闪存芯片本身有故障，结束检测并显示检测结果。由于闪存单元的数据通过写操作能将“1”变为“0”，但不能将“0”变为“1”，所以可以在闪存不擦除的情况下将它的每个单元变为全“0”。

第3步，将闪存进行擦除检测，如图2所示，闪存的擦除操作是按照块来进行的，每次将一个块的内容擦除。其步骤包括：

A、向闪存中第0块单元地址中先后写0X20，0XD0，来建立块擦除和确认操作，让块单元进行擦除操作。

B、通过读任意地址的值来读状态寄存器，并判断第7位的值，若第7位为高，则表示块擦除操作完成，否则，继续读状态寄存器等待擦除操作完成。

C、读状态寄存器并判断第5位，若第5位为高，则表示擦除操作没有出错，否则表示该块的擦除操作出错。若擦除出错，则擦除检测结束。

D、若闪存的上一块块单元擦除成功，向闪存中下一块块单元地址中先后写0X20，0XD0，来建立块擦除和确认操作，让块单元进行擦除操作。

E、重复B～D步进行余下块单元的检测，直到所有块都擦除成功。

擦除操作成功完成后，还要对闪存的每个单元进行置“1”检测，方法为向块单元的任意地址写入0xFFFF让芯片处于读状态，然后依次读出闪存的每个单元数据，并判断读得的数据是否全为0XFFFF，若不是，则说明闪存芯片本身有故障，不能将其全部置“1”。结束闪存检测，并显示检测结果。否则继续进行后面的检测。

第4步，在上面的检测通过的情况下，进行数据线的开路、短路故障检测，如图3所示，开路故障检测的步骤为：

A、将16根数据总线(D15D14……D1D0)由低位到高位的每根数据线逐一拉低，然后将它们逐一写入闪存的相对地址0X204开始的32个地址单元，即向相对地址为0X204、0X206……0X222的地址单元分别写入0XFFFE；0XFFFD……0X7FFF。

B、然后依次从相对地址为0X204、0X206……0X222的地址单元读出数据并分别与写入的数据0XFFFE；0XFFFD……0X7FFF进行比较，若与数据0XFFFD比较出错，则表示是数据线D1有开路故障，其他以此类推。如检测有故障，则停止检测，并显示检测结果。

如图4所示，数据线短路故障检测的步骤有：

A、将16根数据总线(D15D14……D1D0)由低位到高位的每根数据线逐一拉高，然后将它们逐一写入闪存的相对地址0X224开始的32个地址单元，即向相对地址为0X224、0X226……0X242的地址单元分别写入0X0001；0X0002……0X8000。

B、然后依次从相对地址为0X224、0X226……0X242的地址单元读出数据并分别与写入的数据0X0001；0X0002……0X8000进行比较，若与0X0004对应的数据比较出错，则表示是数据线D2有短路路故障，其他以此类推。如检测有故障，则停止检测，并显示检测结果。

最后，在数据线也没有开路和短路的情况下，进行地址线的开路、短路故障检测，地址线开路故障检测步骤有：

A、将闪存的地址脚(A19……A1A0)由低位到高位依次逐一拉低，向这些地址内写入数据0x5555；即分别向相对地址为0X1FFFFC、0X1FFFFA、0X1FFFF6……0X0FFFFE这些地址单元写入0x5555。(由于闪存数据线为16位2字节，所以芯片的地址脚A19……A1A0应与CPU的A20……A2A1一一相连，也就是实际的寻址空间是21位地址空间。)

B、向闪存的相对地址空间为0X1FFFFE的地址单元内写入数据0x0000。

C、分别读取上述地址空间的内容，因为任何一根地址线开路的话，其地址将变为0X1FFFFE，其内容都将被后写入的0x0000覆盖，不能再读出0x5555；所以若地址单元0X1FFFFA读出的数据为0X0000，则说明闪存芯片上的A1地址脚有开路故障。如检测有故障，则停止检测，并显示检测结果。

地址线短路故障检测的步骤有：

A、将闪存的地址脚(A19A18……A1A0)由低位到高位依次逐一拉高，向这些地址内写入数据0x5555；即分别向相对地址为0X000002、0X000004、0X000008……0X100000这些地址单元写入0x5555。(由于闪存数据线为16位2字节，所以芯片的地址脚A19……A1A0应与CPU的A20……A2A1一一相连，也就是实际的寻址空间是21位地址空间。)

B、向闪存的相对地址空间为0x000000的地址单元内写入数据0x0000；

C、分别读取上述地址至间的内容，因为任何一根地址线短路的话，其地址将变为0x000000，其内容都将被后写入的0x0000覆盖，不能再读出0x5555；所以若地址单元0X000008读出的数据为0X0000，则说明A2地址线有短路故障。如检测有故障，则停止检测，并显示检测结果

经过上述检测，即能可靠的检测出发生故障的闪存，且将故障确切具体地显示出来。若经过以上检测后，没有发现闪存故障，则为了让闪存能够直接使用，检测最后还要将闪存的非空块擦除，让其可以直接编程。

以上步骤中，单元检测和擦除检测是融合在一起的，先进行单元能否全清零检测，然后进行擦除检测，再进行单元能否全置“1”检测，采用这一先后顺序，在检测单元时就只需进行一次擦除操作，可以减少检测时间。此外，对块单元进行读操作前，要先让闪存处于读状态，具体为向块的任意单元写0XFFFF，然后进行具体的读操作，而进行写(编程)操作时，则是对每个编程单元，都需要先向块单元任意地址写编程建立命令0x4040，然后向具体单元写编程的数据。以上步骤中有些详细写了读、写操作的过程，有些没有写，在这里统一说明。另外，不同型号或厂家的闪存的读、写、解锁以及擦除操作的具体命令和过程会有所不同，可以根据具体数据手册进行操作，但整个检测方法是一样的。

Claims (4)

1、一种闪存存储器的检测方法，其特征在于包括下列步骤：

步骤一、对闪存芯片进行单元检测：

1.1将闪存芯片的每个地址单元清“0”；

1.2将闪存芯片的每个单元内容读出，判断是否为0，如果是则继续，否则输出出错信息，单元检测结束；

1.3依次对闪存中的每一个块单元进行擦除操作，如果成功则继续，否则输出出错信息，单元检测结束；

步骤二、对闪存的数据线进行开路检测：

2.1设定某一特定地址空间的首地址ADDR；

2.2从第一位开始依次将数据总线中的某一位置“0”，其他位置“1”，得到等于数据总线宽度的M个特殊数据；

2.3将M个特殊数据依次写入以地址ADDR开始的M个单元内；

2.4依次从地址ADDR开始的空间内读出写入的特殊数据；

2.5将读出的数据与写入的数据进行比较，如果相等，则继续，否则输出“特定数据中数据位为‘0’的那根数据线开路故障”；

2.6所有的数据线均检测完毕后，数据线开路检测结束；

步骤三、对闪存的数据线进行短路检测：

3.1设定另一特定地址空间的首地址ADFR；

3.2从第一位开始依次将数据总线中的某一位置“1”，其他位置“0”，得到等于数据总线宽度的M个特殊数据；

3.3将M个特殊数据依次写入以地址ADFR开始的M个单元内；

3.4依次从地址ADFR开始的空间内读出写入的特殊数据；

3.5将读出的数据与写入的数据进行比较，如果相等，则继续，否则输出“特定数据中数据位为‘1’的那根数据线短路故障”；

3.6所有的数据线均检测完毕后，数据线短路检测结束；

步骤四、使用与步骤二和步骤三相同的方法，对闪存的地址线进行开路和短路检测；

步骤五、检测结束。

2、根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：如果待测闪存芯片具有锁定功能，则在进行所述步骤二之前对芯片进行解锁操作。

3、根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于：检测结束后，将待测闪存的各非空块擦除。

4、根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于：所述步骤1.3具体包括：

1.3.1第0块空间擦除开始；

1.3.2建立并确认块擦除命令；

1.3.3块擦除结束后，读取状态寄存器的值；

1.3.4根据状态寄存器的值判断擦除是否成功，如果成功则继续，否则报告擦除出错的块号后结束；

1.3.5判断所有块擦除是否结束，如果是则结束；否则开始下一块空间擦除，执行步骤1.3.2。

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