DE10133689A1

DE10133689A1 - Testverfahren und Testvorrichtung für elektronische Speicher

Info

Publication number: DE10133689A1
Application number: DE10133689A
Authority: DE
Inventors: Abel Rios-Baez; Michael Kund
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2021-07-12
Also published as: DE10133689C2; US20030065998A1; US7127650B2

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Testverfahren für elektronische Speicher, bei der ein vorbekanntes Testmuster sequentiell als zeitabhängiges Signal (x(t)) aus dem Speicher (2) ausgelesen wird. Aus dem zeitabhängigen Signal (x(t)) wird mittels Fourier-Transformation das zugehörige Spektrum (X(f)) ermittelt und anhand dieses Spektrums der zu testende Speicher (2) bewertet. Weiterhin beschreibt die Erfindung hierfür geeignete Testvorrichtungen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Testverfahren und eine Testvorrichtung für elektronische Speicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 15.
Üblicherweise werden elektronische Speicher getestet, indem festgelegte Datensätze in Form sogenannter Testmuster in den Speicher geschrieben und anschließend wieder ausgelesen werden. Die Bewertung des Speichers erfolgt anhand der Übereinstimmung der ausgelesenen Daten mit dem vorgegebenen Testmuster, wobei bei vollständiger Übereinstimmung der Speicher als fehlerfrei gilt. Zur Detektion unterschiedlicher Fehlfunktionen werden Speicher in der Regel mehrfach mit verschiedenen Testmustern geprüft.
Diese Tests werden zum Teil bei sehr hohen Übertragungsgeschwindigkeiten mit einem Datendurchsatz bis zu 800 Mbit/s durchgeführt, um zum einen die Funktion des Speichers bei diesen hohen Übertragungsraten zu überprüfen und zum anderen die mit hohen Kosten verbundenen Testzeiten kurz zu halten. Allerdings erfordern derart schnelle Testverfahren aufwendige Testvorrichtungen. Insbesondere die für den Vergleich von Testmuster und ausgelesenem Datensatz erforderliche exakte Synchronisation zwischen Testvorrichtung und Speicher bringt einen erheblichen technischen Aufwand mit sich.
Weiterhin führt eine unzureichende Synchronisation zu Synchronisationsfehlern zwischen Testvorrichtung und Speicher und damit zu fehlerhaften Testergebnissen, die die Ausbeute an fehlerfreien Speichern reduzieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Testverfahren für elektronische Speicher zu entwickeln, das insbesondere mit geringem technischen Aufwand durchführbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Vorrichtung hierfür anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Testverfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. eine Testvorrichtung gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Testverfahren ist vorgesehen, zunächst bei dem zu testenden Speicher einen Speicherbereich festzulegen, der dem Test unterzogen werden soll, wobei dieser Speicherbereich einen Teil der Speicherzellen oder auch alle Speicherzellen des Speichers umfassen kann.
Im folgenden Schritt wird von einem Testmustergenerator ein Testmuster erzeugt und in die Speicherzellen des ausgewählten Speicherbereichs geschrieben. Werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Nur-Lese-Speicher (ROM, read only memory) getestet, so kann auf diesen Schritt verzichtet werden. In diesem Fall wird der festgelegte Speicherinhalt des Nur-Lese- Speichers zugleich als Testmuster verwendet.
Nachfolgend werden die Speicherzellen des Testbereichs sequentiell in einer zeitlich vorbestimmten Reihenfolge über einen gemeinsamen Ausgang ausgelesen, so daß der Speicherinhalt des festgelegten Speicherbereichs als zeitabhängiges Signal x(t) an diesem Ausgang anliegt.
Im nächsten Schritt wird aus dem zeitabhängigen Signal x(t) durch Fourier-Transformation das zugehörige Spektrum X(f) ermittelt.
Unter einer Fourier-Transformation ist dabei eine Transformation zu verstehen, deren Ergebnis die Frequenzverteilung des zeitabhängiges Signals x(t) für einen ausgewählten Frequenzbereich oder einzelne ausgewählte Frequenzen aufzeigt.
Vorzugsweise ist hierfür eine Transformation vom Zeitraum in den Frequenzraum geeignet, die auf der Vorschrift

basiert. Weiterhin sind unter einer Fourier-Transformation auch die entsprechenden Fouriersinus- und Fourierkosinus- Transformationen sowie die bekannten numerischen Näherungen und Diskretisierungen für Fourier-Transformationen zu verstehen.
Zur Fourier-Transformation kann eine geeignete, an sich bekannte festverdrahtete Schaltung verwendet werden. Alternativ kann das Signal x(t) auch mittels einer geeigneten, an sich bekannten Vorrichtung abgetastet und zwischengespeichert werden, woraus nachfolgend mittels eines Datenverarbeitungsprogramms zur Fourier-Transformation das Spektrum X(f) ermittelt wird. Bevorzugt werden hierfür diskrete und schnelle Fourier- Transformationsalgorithmen, beispielsweise FFT-Algorithmen (Fast Fourier Transformation) herangezogen.
Geeignet zur Fourier-Transformation sind beispielsweise auch Speicheroszilloskope, in die Vorrichtungen und Funktionalitäten zur Fourier-Transformation des Meßsignals implementiert sind. Als Meßsignal wird das zeitabhängige Signal x(t) in das Speicheroszilloskop eingespeist, zeitlich abgetastet und Fourier-transformiert.
Im nachfolgenden Schritt wird anhand des ermittelten Spektrums X(f) ein Testergebnis generiert und ausgegeben.
Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, daß eine exakte Zeitsynchronisation zwischen der Testvorrichtung und dem Speicher nicht erforderlich ist, wodurch der Testaufwand deutlich gesenkt wird. Weiterhin sind frequenzbasierte Meßverfahren in der Regel unempfindlicher gegen intermittierende Fehlsynchronisationen (Jitter) als zeitbasierte Meßverfahren. In dieser Hinsicht ist es zur weiteren Erhöhung der Verläßlichkeit des Testergebnisses vorteilhaft, den Testbereich mehrfach zyklisch auszulesen. Dabei treten Fehlfunktionen einzelner Speicherzellen besonders deutlich hervor.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein zwei Alternativen umfassendes Testergebnis erzeugt, beispielsweise in Form einer positiven und einer negativen Bewertung des zu testenden Speichers. Im folgenden werden diese Alternativen kurz mit "GUT" oder "FEHLERHAFT" bezeichnet.
Für ein solches Testergebnis wird das Spektrum X(f) mit einem Referenzspektrum R(f) verglichen und daraus ein Differenzspektrum D(f) generiert. Ein Speicher wird mit "GUT" bewertet, falls die Amplituden des Differenzspektrums D(f) bzw. deren Beträge im betrachteten Frequenzbereich kleiner als ein vorgegebener Grenzwert λ sind, anderenfalls mit "FEHLERHAFT". Es wird also ein Testergebnis "GUT" erzeugt, wenn innerhalb des betrachteten Frequenzbereichs f₁ ≤ f ≤ f₂ gilt:

|D(f)|≤λ.
Alternativ kann zur Bewertung des Speichers das Differenzspektrum über den betrachteten Frequenzbereich integriert werden, wobei der Speicher als fehlerhaft gilt, wenn das Integral einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Für ein Testergebnis "GUT" muß also die Ungleichung

erfüllt sein. Der Grenzwert λ ist dabei an das jeweils verwendete Testkriterium angepaßt.
Zur Ermittlung des Referenzspektrums R(f) wird vorzugsweise ein zuvor mit einem herkömmlichen Testverfahren geprüfter fehlerfreier Speicher gleicher Bauart benutzt, dessen Spektrum X(f) mit einem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt und für nachfolgende Tests als Referenzspektrum R(f) abgespeichert wird. Mit Vorteil kann ein solches gespeichertes Referenzspektrum für eine Mehrzahl von nachfolgenden Testverfahren herangezogen werden.
Alternativ kann das Testmuster von dem Testmustergenerator in einer dem Testverfahren entsprechenden zeitlich vorgegebenen Reihenfolge als zeitabhängiges Referenzsignal r(t) ausgegeben und nachfolgend wie oben beschrieben Fourier-transformiert werden, woraus sich das Spektrum des Testmusters als Referenzspektrum R(f) ergibt.
Vorzugsweise werden die Fourier-Transformationen für das Testspektrum X(f) und das Referenzspektrum R(f) gleichzeitig durchgeführt. Mit Vorteil ist hierbei ein Wechsel des Testmusters nahezu ohne zusätzlichen Aufwand durch Umschalten des Testmustergenerators möglich, da das Referenzspektrum bei jedem Testdurchlauf neu generiert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Spektrum X(f) des zu testenden Speichers vor der Bewertung gefiltert, um insbesondere diejenigen Frequenzkomponenten zu extrahieren, die für eine mögliche Fehlfunktion des Speichers charakteristisch sind. Bei einem zyklischen Auslesen des Testbereichs mit einer Zyklusdauer T sind dies insbesondere Frequenzen, die der inversen Zyklusdauer T^-1 entsprechen sowie Harmonische und Subharmonische dieser Frequenzen.
Bei der Bewertung des Speichers können dabei direkt die herausgefilterten Frequenzkomponenten herangezogen werden, wobei ein Speicher als fehlerfrei gilt, wenn die Beträge der zugehörigen Amplituden einen vorgegebenen Grenzwert λ nicht übersteigen.
Eine Testvorrichtung für ein erfindungsgemäßes Testverfahren beinhaltet einen Testmustergenerator, eine Fourier- Transformationseinheit und eine Auswertungseinheit. Dabei ist der Testmustergenerator mit dem zu testenden Speicher verbunden und schreibt zu Beginn des Tests ein vorgegebenes Testmuster in den Speicher. Die Speicherzellen sind über einen gemeinsamen Ausgang mit der Fourier-Transformationseinheit verbunden, über den der Speicherinhalt der zu testenden Speicherzellen wie beschrieben als zeitabhängiges Signal x(t) an die Fourier-Transformationseinheit übertragen wird. Die Fourier-Transformationseinheit generiert aus dem zeitabhängigen Signal x(t) das Spektrum X(f), das über den Ausgangskanal der Fourier-Transformationseinheit an die Auswertungseinheit übertragen wird. Die Auswertungseinheit erzeugt anhand des Spektrums X(f) das Testergebnis.
Vorzugsweise enthält die Auswertungseinheit einen Referenzgenerator, einen Subtrahierer und einen Vergleicher, wobei der Subtrahierer zwei Eingangskanäle aufweist, von denen der eine mit dem Referenzgenerator und der andere mit der Fourier- Transformationseinheit verbunden ist. Der Subtrahierer, beispielsweise in Form eines Differenzverstärkers, ermittelt aus dem Testspektrum X(f) und dem Referenzspektrum R(f) ein Differenzspektrum D(f). Dieses Differenzspektrum vergleicht der Vergleicher integral oder anhand einzelner Frequenzkomponenten mit einem vorgegebenen Grenzwert und erzeugt so ein Testergebnis, beispielsweise in dualer Form als "GUT" oder "FEHLERHAFT", je nachdem, ob der vorgegebene Grenzwert überschritten wird oder nicht.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Referenzgenerator einen Datengenerator und eine Referenz- Fourier-Transformationseinheit auf, wobei der Aufbau der Referenz-Fourier-Transformationseinheit vorzugsweise dem Aufbau der Fourier-Transformationseinheit entspricht. Der Datengenerator erzeugt einen dem Testmuster entsprechenden Datenstrom, der als zeitabhängiges Referenzsignal r(t) in die Referenz- Fourier-Transformationseinheit eingespeist wird. Alternativ kann auch der Datenstrom des Testmustergenerators direkt in die Referenz-Fourier-Transformationseinheit eingeleitet werden. Aus diesem zeitabhängigen Signal r(t) erzeugt die Referenz-Fourier-Transformationseinheit ein Referenzspektrum R(f), das wie bereits beschrieben zur Bewertung des Speichers herangezogen wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung enthält die Auswertungseinheit ein Frequenzfilter und einen Vergleicher. Das Frequenzfilter extrahiert aus dem durch Fourier-Transformation erzeugten Testspektrum X(f) diejenigen Frequenzkomponenten, die für eine Fehlfunktion des Speichers charakteristisch sind. Der Vergleicher ermittelt durch Vergleich der zugehörigen Amplituden mit einem vorgegebenen Grenzwert das Testergebnis.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Testen von Halbleiterspeichern. Solche Halbleiterspeicher weisen in der Regel einen oder mehrere Halbleiterchips auf. Mit Vorteil kann bei der Erfindung die Testvorrichtung zumindest teilweise auf einem Halbleiterchip mitintegriert sein.
Alternativ können die Testvorrichtung oder Teile hiervon, beispielsweise als separater Testchip, und der zu testende Speicher auf einem gemeinsamen Träger aufgebracht oder von einem gemeinsamen Gehäuse oder einer gemeinsamen Umhüllung umschlossen sein.
Weitere Merkmale, Vorzüge und Zweckmäßigkeiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Testverfahrens,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung und
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung.
Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind hierbei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Zu Beginn des in Fig. 1 dargestellten Testverfahrens schreibt der Testmustergenerator 3 ein Testmuster in einen ausgewählten Speicherbereich 5 des zu testenden Speichers 2 (DUT, Device Under Test). Dieser Speicherbereich 5 kann sowohl einen Teilbereich als auch die Gesamtheit aller Speicherzellen des zu testenden Speichers 2 umfassen. Bei Speicherbauelementen ist es besonders vorteilhaft, den Testmustergenerator 2 mit in das Bauelement zu integrieren, so daß keine externe Synchronisation zwischen dem Testmustergenerator und dem Speicher erforderlich ist. Weiterhin kann der Testmustergenerator auch für andere herkömmliche Testverfahren, sogenannte BISTs (Build In Self Test), verwendet werden.
Bei einem in das Speicherbauelement integrierten Testmustergenerator kann das Testverfahren beispielsweise dadurch initialisiert werden, daß über entsprechende Eingänge des Bauelements der Speicher in den Testmodus geschaltet wird, nachfolgend ein bestimmtes, im Testmustergenerator abgelegtes Testmuster selektiert wird, und ein Schreibkommando an das Speicherbauelement gesendet wird, das bewirkt, daß das Testmuster in einen bestimmten Speicherbereich geschrieben wird.
Im nächsten Schritt wird der ausgewählte Speicherbereich 5 wie angedeutet (6) mehrfach zyklisch ausgelesen und der Inhalt der Speicherzellen seriell an dem Ausgang 7 ausgegeben. Beispielsweise können die Speicherzellen wie dargestellt mit einer abwechselnden Folge von 1 und 0 belegt werden, so daß am Ausgang 7 ein konstanter Datenstrom der Form

. . . 1010101Z101 . . .

ausgegeben wird. Z bezeichnet den Inhalt einer möglicherweise defekten Speicherzelle. Zeitlich gesehen stellt dieser Datenstrom ein Rechtecksignal dar, dessen Grundfrequenz der Auslesefrequenz f₀ entspricht. Bei defekten Speicherzellen ist dieses monofrequente Rechtecksignal gestört. Für Z = 1 beispielsweise besteht diese Störung in einer Überlagerung des Rechtecksignals mit einem weiteren Rechtecksignal, dessen Frequenz gleich der Zyklusfrequenz f₁ = T^-1 ist, mit der der ausgewählte Speicherbereich 5 durchlaufen wird, denn bei jedem Durchlauf des ausgewählten Speicherbereichs tritt der Speicherfehler (Z = 1) genau einmal auf. T bezeichnet die für einen Durchlauf des Speicherbereichs benötigte Zeit.
Nachfolgend wird das an dem Ausgang 7 anliegende zeitabhängige Signal x(t) einer Fourier-Transformation unterworfen und das Spektrum X(f) erzeugt. Bei dem dargestellten Beispiel weist das Spektrum eine Hauptkomponente mit der Frequenz f₀ auf, die der Auslesefrequenz des Speichers entspricht. Im Falle eines Speicherfehlers kommt eine Komponente mit der Zyklusfrequenz f₁ hinzu, die bei einem fehlerfreien Speicher nicht auftritt.
Nachfolgend wird das Spektrum X(f) bewertet und daraus das Testergebnis erzeugt. Bei dem dargestellten Beispiel kann diese Bewertung anhand der Amplitude der Zyklusfrequenz f₁ erfolgen, deren Höhe für einen Speicherfehler signifikant ist. Ist der Betrag dieser Amplitude größer als ein vorgegebener Grenzwert λ, so wird der Speicher als fehlerhaft bewertet, anderenfalls als fehlerfrei. Diese Art der Bewertung entspricht einer Filterung des Spektrums, wobei die Frequenzkomponente mit der Zyklusfrequenz f₁ extrahiert wird.
Um einen geeigneten Grenzwert λ zu ermitteln, können Spektren von Speichern verwendet werden, die mit einem herkömmlichen Testverfahren vorgetestet worden sind. Der Wert λ wird dabei so festgelegt, daß ein vorgetesteter fehlerfreier Speicher als "GUT" und ein vorgetesteter defekter Speicher als "FEHLERHAFT" bewertet wird.
Eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit des Testverfahrens kann erreicht werden, indem das Testverfahren mehrfach mit verschieden großen Speicherbereichen 5 durchgeführt wird. Diese Variation der Bereichsgröße verändert bei festgehaltener Auslesefrequenz die Zyklusfrequenz f₁. Ein Speicherfehler wird mit hoher Zuverlässigkeit daran erkannt, daß jeweils eine Frequenzkomponente mit der entsprechend veränderten Zyklusfrequenz auftritt. Damit wird die Gefahr verringert, fehlerfreie Speicher aufgrund von Meßartefakten als fehlerhaft zu bewerten, da solche Artefakte in der Regel unabhängig von der ausgewählten Größe des Speicherbereichs sind.
Alternativ zu der beschriebenen Bewertung anhand von herausgefilterten Frequenzkomponenten wie beispielsweise der Zyklusfrequenz kann auch ein Referenzspektrum R(f) des von dem Testmustergenerator erzeugten Testmusters bzw. den diesem Testmuster entsprechenden zeitabhängigen Signal r(t) erzeugt und von dem Testspektrum X(f) zur Bildung eines Differenzspektrums D(f) abgezogen werden. Der Speicher wird dann anhand des Differenzspektrums D(f) bewertet. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß ein Testergebnis "GUT" ausgegeben wird, wenn für einen vorgegeben Grenzwert λ innerhalb des betrachteten Frequenzbereichs f₁ ≤ f ≤ f₂

|D(f)|≤λ

gilt, und ansonsten das Testergebnis "FEHLERHAFT" erzeugt wird.
Alternativ kann auch das Integral des Differenzspektrums D(f) zur Bewertung herangezogen werden. Ein Speicher wird dazu mit "GUT" bewertet, wenn die Beziehung

erfüllt ist, anderenfalls gilt der Speicher als "FEHLERHAFT".
Eine weitere vorteilhafte Variante des Testverfahrens besteht darin, den zu testenden Speicher in eine Mehrzahl von Speicherblöcken vorzugsweise gleicher Größe aufzuteilen und diese Speicherblöcke mit einem der beschriebenen Verfahren zu testen. Dabei können auch mehrere Blöcke zeitgleich getestet werden, wodurch mit Vorteil die Testzeit weiter reduziert werden kann.
Zudem ermöglicht ein blockweises Testen des Speichers eine Lokalisation etwaiger Speicherfehler durch Zuordnung des Blocks, in dem der Speicherfehler auftritt.
Eine solche Lokalisation ist bei den beschriebenen Verfahren vorteilhaft, da diese Verfahren im Gegensatz zu einem herkömmlichen Testverfahren, bei dem der Inhalt der Speicherzellen direkt mit dem gegebenen Testmuster verglichen wird, einen Speicherfehler schnell detektieren, ohne diesen genauer zu lokalisieren.
Eine weitergehende Lokalisation eines etwaigen Speicherfehlers ist durch sukzessive Verkleinerung der Blockgröße bei fehlerhaften Blöcken möglich, wobei die damit einhergehende Erhöhung der Zyklusfrequenz f₁ bei festgehaltener Auslesefrequenz die Zuverlässigkeit des Testergebnisses zusätzlich erhöht.
In Fig. 2 ist schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung gezeigt. Der Testmustergenerator 3 dient der Erzeugung von Testmustern, d. h. von Datensätzen, die in den zu testenden Speicher 2 zum Zweck der Tests geschrieben und nachfolgend ausgegeben werden. Solche Datensätze können algorithmisch nach einer Rechenvorschrift berechnet oder vorzugsweise in einen im Testmustergenerator 3 enthaltenen Speicher abgelegt und aus diesem ausgelesen werden. Der Testmustergenerator 3 ist mit dem zu testenden Speicher 2 verbunden und schreibt zu Beginn des Tests ein vorbestimmtes Testmuster in einen ausgewählten Speicherbereich 5.
Der Speicher 2 gibt nachfolgend den Inhalt der in dem ausgewählten Speicherbereich 5 befindlichen Speicherzellen über einen gemeinsamen Ausgang 7 aus. Dazu wird beispielsweise ein Adreßzähler fortlaufend inkrementiert und der Inhalt der jeweils adressierten Speicherzelle ausgelesen. Die Auslesefrequenz bzw. der Takt der Inkrementierung wird von einem Taktgenerator (nicht dargestellt) gesteuert. Vorzugsweise sind bei entsprechenden Speicherbauelementen Adreßzähler und Taktgenerator mit in das Bauelement integriert.
Weitergehend kann mit Vorteil auch der Testmustergenerator in dem Bauelement enthalten sein. Dies ermöglicht einen besonders einfachen und kostengünstigen Test des Speichers, da der Testablauf lediglich über einen Eingang des Speicherbauelements initialisiert werden muß und nachfolgend das Speicherbauelement selbständig das Testmuster seriell als zeitabhängiges Signal x(t) an dem Ausgang 7 ausgibt.
Der Ausgang 7 ist mit der Fourier-Transformationseinheit 1 verbunden. Die Fourier-Transformationseinheit 1 transformiert das Signal x(t) in das zugehörige Spektrum X(f). Als Fourier- Transformationseinheit können geeignete festverdrahtete Schaltungen oder geeignete Abtastvorrichtungen, die die Fourier-Transformation nachträglich mittels eines Datenverarbeitungsprogramms, beispielsweise anhand eines FFT-Algorithmus ermitteln, verwendet werden. Solche Fourier- Transformationseinheiten sind an sich bekannt und werden hier nicht weiter beschrieben. Insbesondere eignen sich hierfür Speicheroszilloskope, in die die entsprechenden Funktionen zur Fourier-Transformation implementiert sind.
Die Fourier-Transformationseinheit ist über einen Ausgangskanal 8 mit der Auswerteeinheit 4 verbunden und überträgt darüber das ermittelte Spektrum X(f). Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel enthält die Auswertungseinheit eine Referenzeinheit 10, umfassend einen Datengenerator und eine Referenz-Fourier-Transformationseinheit 14, einen Subtrahierer 11 und einen Vergleicher 12. Der Subtrahierer 11 weist einen ersten und einen zweiten Eingangskanal auf und ist über den ersten Eingangskanal mit dem Ausgangskanal 8 der Fourier- Transformationseinheit und mit dem zweiten Eingangskanal mit dem Ausgangskanal 13 der Referenzeinheit 10 verbunden.
Der Subtrahierer 11 bildet aus dem Testspektrum X(f) und einem von der Referenzeinheit erzeugten Referenzspektrum R(f) ein Differenzspektrum D(f), beispielsweise gemäß der Vorschrift

D(f) = X(f)-R(f).
Über den Ausgangskanal 17 des Subtrahierers 11 wird das Differenzspektrum D(f) an die Vergleichseinheit 12 übertragen. Die Vergleichseinheit vergleicht das Differenzspektrum mit festgelegten Grenzwerten und gibt am Ausgang 15 der Auswertungseinheit 4 ein Testergebnis "GUT" oder "FEHLERHAFT" aus, je nachdem, ob das Differenzspektrum unter oder über den festgelegten Grenzwerten liegt.
Die Referenzeinheit 10 umfaßt einen Datengenerator 9, der einen sequentiellen Datenstrom in Form eines zeitabhängigen Referenzsignals r(t) erzeugt, der dem bei einem fehlerfreien Speicher zu erwartenden Datenstrom am Ausgang 7 entspricht. Dieser Datenstrom wird in die Referenz-Fourier- Transformationseinheit 14 eingespeist, die daraus das zugehörige Referenzspektrum R(f) erzeugt, das über den Ausgangskanal 13 der Referenzeinheit 10 an den Subtrahierer 11 übertragen wird. Die Referenz-Fourier-Transformationseinheit 14 und die Fourier-Transformationseinheit 1 weisen vorzugsweise denselben Aufbau auf.
Alternativ kann die Referenzeinheit 10 auch in nicht dargestellter Weise einen Referenzspeicher beinhalten, in dem Referenzspektren abgelegt sind. Letztere können wie bereits beschrieben mittels eines Testspektrums eines vorgetesteten, fehlerfreien Speichers erzeugt werden.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung gezeigt. Dargestellt ist eine Variante der Auswertungseinheit 4. Im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel umfaßt die Auswertungseinheit 4 ein Frequenzfilter 16, dessen Ausgang mit einem Vergleicher 12 verbunden ist.
Aus dem Testspektrum X(f) werden mittels des Filters 16 zunächst diejenigen Frequenzkomponenten herausgefiltert, die für eine Speicherfehlfunktion charakteristisch sind, beispielsweise die oben beschriebene Zyklusfrequenz f₁ sowie deren Harmonische. Der Vergleicher vergleicht die zugehörige Amplitude bzw. deren Betrag mit vorgegebenen Grenzwerten und gibt ein Testergebnis "GUT" aus, falls die Grenzwerte nicht überschritten sind, anderenfalls wird der Speicher als "FEHLERHAFT" bewertet.
Der Erläuterung der Erfindung anhand der beschriebenen Ausführungsbeispiele ist selbstverständlich nicht als Beschränkung der Erfindung auf diese zu verstehen.

Claims

1. Verfahren zum Testen eines elektronischen Speichers (2) mit einer Mehrzahl von Speicherzellen, gekennzeichnet durch die Schritte

a) Auswahl eines Speicherbereichs (5), der eine Mehrzahl von Speicherzellen umfaßt,

b) sequentielles Auslesen der Speicherzellen in dem ausgewählten Speicherbereich (5) in einer festgelegten Reihenfolge über einen gemeinsamen Ausgang (7), so daß an diesem Ausgang (7) der Inhalt der Speicherzellen als zeitabhängiges Signal (x(t)) anliegt,

c) Fourier-Transformation des zeitabhängigen Signals (x(t)) in ein Spektrum (X(f)) und

d) Erzeugung eines Testergebnisses in Abhängigkeit des Spektrums (X(f)).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Schritt b) ein von einem Testmustergenerator (3) erzeugtes Testmusters in den ausgewählten Speicherbereich (5) geschrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fourier-Transformation vermittels einer festverdrahteten Schaltung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fourier-Transformation das zeitabhängige Signal (x(t)) zeitlich abgetastet und zwischengespeichert wird und daß nachfolgend daraus mittels eines Datenverarbeitungsprogramms das Spektrum (X(f)) ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitabhängige Signal (x(t)) vermittels eines Speicheroszilloskops abgetastet und in das Spektrum (X(f)) Fourier- transformiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt b) der ausgewählte Speicherbereich (5) mehrfach zyklisch ausgelesen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt d) ein zwei Alternativen umfassendes Testergebnis erzeugt wird durch die Schritte

- Bildung eines Differenzspektrums (D(f)) aus dem Spektrum (X(f)) und einem Referenzspektrum (R(f)) in einem ausgewählten Frequenzbereich,

- Ausgabe der einen Alternativen für das Testergebnis, falls für einen vorgegebenen Grenzwert (λ) in dem ausgewählten Frequenzbereich gilt

|D(f)|≤λ,

wobei D(f) das Differenzspektrum und λ den vorgegebenen Grenzwert bezeichnet,
anderenfalls Ausgabe der anderen Alternative für das Testergebnis.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt d) ein zwei Alternativen umfassendes Testergebnis erzeugt wird durch die Schritte

- Ausgabe der einen Alternativen für das Testergebnis, falls für einen vorgegebenen Grenzwert (λ) in dem ausgewählten Frequenzbereich gilt

wobei D(f) das Differenzspektrum, λ den vorgegebenen Grenzwert, f₁ die untere und f₂ die oberer Grenze des ausgewählten Frequenzbereichs bezeichnet,
anderenfalls Ausgabe der anderen Alternative für das Testergebnis.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzspektrum (R(f)) das Spektrum (X(f)) eines vorgetesteten, fehlerfreien Speichers verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 2 und Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzspektrum (R(f)) erzeugt wird durch die Schritte

- sequentielles Auslesen des verwendeten Testmusters über einen Ausgang des Testmustergenerators (3) in einer Schritt b) entsprechenden zeitlichen Reihenfolge, so daß an dem Ausgang des Testmustergenerators das Testmuster als zeitabhängiges Referenzsignal (r(t)) vorliegt,

- Fourier-Transformation des Referenzsignals (r(t)) in das Referenzspektrum (R(f)).

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Grenzwert (λ) bestimmt wird durch einen Vergleich der Spektren eines vorgetesteten fehlerhaften Speichers und eines vorgetesteten fehlerfreien Speichers.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt d) ein zwei Alternativen umfassendes Testergebnis erzeugt wird durch die Schritte

- Filterung des Spektrums (X(f)) mit einer Filterfunktion (F(f)),

- Ausgabe der einen Alternative für das Testergebnis, falls für einen vorgegebenen Grenzwert (λ) in einem ausgewählten Frequenzbereich gilt

|X(f).F(f)|≤λ,

wobei X(f) das Spektrum, λ den vorgegebenen Grenzwert und F(f) die Filterfunktion bezeichnet,
anderenfalls Ausgabe der anderen Alternative für das Testergebnis.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt d) ein zwei Alternativen umfassendes Testergebnis erzeugt wird durch die Schritte

- Filterung des Spektrums (X(f)) mit einer Filterfunktion (F (f)),

- Ausgabe der einen Alternative für das Testergebnis, falls für einen vorgegebenen Grenzwert (λ) in einem ausgewählten Frequenzbereich gilt

wobei X(f) das Spektrum, λ den vorgegebenen Grenzwert, F(f) die Filterfunktion, f₁ die untere und f₂ die oberer Grenze des ausgewählten Frequenzbereichs bezeichnet,
anderenfalls Ausgabe der anderen Alternative für das Testergebnis.

14. Verfahren zum Testen eines elektronischen Speichers (2) mit einer Mehrzahl von Speicherzellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen zu mehreren Speicherblöcken zusammengefaßt werden und die Speicherblöcke zumindest teilweise gleichzeitig mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 getestet werden.

15. Testvorrichtung zum Testen von elektronischen Speichern mit einer Mehrzahl von Speicherzellen nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Testvorrichtung mindestens eine Fourier- Transformationseinheit (1) und eine Auswertungseinheit (4) enthält, wobei der Inhalt der Speicherzellen in einer bezüglich der Zeit t vorbestimmten Reihenfolge als zeitabhängiges Signal (x(t)) in die Fourier-Transformationseinheit (1) eingespeist wird, die Fourier-Transformationseinheit (1) aus dem zeitabhängigen Signal (x(t)) das zugehörige Spektrum (X(f)) generiert und an die Auswertungseinheit (4) überträgt und die Auswertungseinheit (4) ein Testergebnis in Abhängigkeit des Spektrums (X(f)) erzeugt.

16. Testvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Testvorrichtung mindestens einen Testmustergenerator (3) enthält.

17. Testvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (4) einen Subtrahierer (11), einen Referenzgenerator (10) und einen Vergleicher (12) enthält, wobei der Referenzgenerator (10) ein Referenzspektrum (R(f)) und der Subtrahierer (11) ein von dem Spektrum (X(f)) und dem Referenzspektrum (R(f)) abhängiges Differenzspektrum (D(f)) erzeugt und der Vergleicher (12) in Abhängigkeit des Differenzspektrums (D(f)) das Testergebnis ermittelt.

18. Testvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzgenerator (10) einen Datengenerator (9) und eine Referenz-Fourier-Transformationseinheit (14) enthält, wobei der Datengenerator (9) ein dem Testmuster entsprechendes zeitabhängiges Referenzsignal (r(t)) erzeugt und die Referenz-Fourier-Transformationseinheit (14) daraus das Referenzspektrum (R(f)) generiert.

19. Testvorrichtung nach Anspruch 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (4) ein Frequenzfilter (16) und einen Vergleicher (12) enthält, wobei das Frequenzfilter (16) einzelne Frequenzkomponenten aus dem Spektrum (X(f)) extrahiert und der Vergleicher (12) in Abhängigkeit der Amplituden dieser Frequenzkomponenten das Testergebnis ermittelt.

20. Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Speicher als Halbleiterspeicher mit mindestens einem Halbleiterchip ausgeführt ist.

21. Testvorrichtung nach einem der Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Testvorrichtung zumindest teilweise in den Halbleiterchip integriert, mit dem Halbleiterchip auf einen gemeinsamen Träger aufgebracht oder mit dem Halbleiterchip in gemeinsames Gehäuse eingebaut ist.