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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Übertragen
von Fehlerinformationen, die beim Testen eines Speicherelements,
im folgenden auch als Speicherbaustein bezeichnet, für eine nachfolgende
Redundanzanalyse erhalten werden, in einen Fehlerspeicher.
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Dynamische
Halbleiterspeicher, wie beispielsweise DRAMs (DRAM = Dynamic Random
Access Memory = dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff), weisen
durchwegs neben einer der nominellen Größe des Halbleiterspeichers
entsprechenden Anzahl von Speicherzellen in einem regulären Bereich
zusätzliche
redundante Speicherzellen auf. Nach der Herstellung eines Halbleiterspeichers
werden alle Speicherzellen auf ihre Funktionsfähigkeit hin geprüft und defekte
Speicherzellen im regulären
Bereich werden mittels einer Umadressierung durch funktionsfähige redundante
Speicherzellen ersetzt. Die Ersetzung der Speicherzellen erfolgt
dabei in der Regel nicht einzeln sondern durch eine Umadressierung
vollständiger
Zeilen oder Spalten einer Zellmatrix. Die Informationen betreffend
die Funktionsfähigkeit
der Speicherzellen werden in einem Fehlerspeicher abgelegt.
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Alle
marktüblichen
DRAMs haben Nenngrößen, die
einer Potenz von 2 entsprechen. Eine Veränderung des Adressraums bei
gleicher Speichergröße durch
eine Veränderung
der Anzahl der Ein/Ausgänge
bzw. Datenkanäle
(DQs) im selben Verhältnis
ist in der Technik üblich.
Beispielsweise kann eine Verringerung der Anzahl der Adressbits
um 1 durch eine Verdopplung der Anzahl der Datenkanäle (DQs)
erreicht werden. Ist jedoch die Bit-Größe eines Zellenfeldes nicht
durch eine Potenz von 2 ausdrückbar,
dann wird mit einem effektiven Adressraum gearbeitet, der der nächstgrößeren Zweierpotenz
entspricht. Dies ist beispielsweise regelmäßig der Fall, wenn ein Speicherbaustein
einschließlich
seiner redundanten Elemente betrachtet wird. Da die Anzahl der redundanten
Speicherzellen in der Regel nur wenige Prozent der Anzahl der regulären Speicherzellen
beträgt
(z. B. bei einem 32MB-Chip ca. 4 %), bleibt auf diese Weise ein
großer
Teil des effektiven Adressraums ungenutzt. Dies ist dann von Nachteil,
wenn mit marktüblichen
Testsystemen die oben beschriebene Prüfung der Funktionsfähigkeit
aller Speicherzellen eines Speicherbausteins durchgeführt wird,
wobei ein Fehlerspeicher verwendet wird, dessen Größe dem effektiven
Adrassraum entspricht. Folglich entsteht ein unnötig hoher Fehlerspeicherbedarf.
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Als
Beispiel sei ein Speicherbaustein mit vier regulären Speicherzellen und zwei
redundanten Speicherzellen angenommen, die jeweils über eine
Adresse adressiert werden. Insgesamt sind also sechs Adressen erforderlich.
Ein im Stand der Technik verwendeter Fehlerspeicher hätte daher
eine Größe mit acht
Speicherzellen, da acht die zu sechs nächst größere Potenz von zwei ist. Hier
werden also zwei Adressen und die zugehörigen Speicherzellen im Fehlerspeicher
nicht verwendet. Die Anzahl der nicht verwendeten Adressen steigt
drastisch an, wenn man dieses einfache Beispiel auf größere Speicherbausteine überträgt.
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Die
US 6,237,069 B1 beschreibt
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen
Speichern mit unterschiedlichen Wortbreiten. Bei einem Ausführungsbeispiel
liegen ein DSP-Speicher mit einer Wortbreite von 24 Bit und einer
Größe von 64
Wörtern
und ein DRAM mit einer Wortbreite von 16 Bit und einer Größe von 1M
Wörtern
vor. Bei der Übertragung
von Daten zwischen dem DSP-Speicher und dem DRAM in beiden Richtungen
werden drei Arbeitsregister, die je ein Wort mit einer Wortbreite
von 16 Bit aufnehmen, verwendet. Dabei erfolgt eine Übertragung
von Daten vom DRAM zum DSP- Speicher
immer in zwei Schritten, nämlich
in einem ersten Schritt vom DRAM zu einem der Arbeitsregister und
in einem zweiten Schritt von einem der Arbeitsregister zum DSP-Speicher.
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Die
US-A-5,625,797 beschreibt ein Blockkompilierungssystem, das es einem
Benutzer ermöglicht,
die gesamte Anzahl von Wörtern
und Bits pro Wort in einer Speicherstruktur anzugeben, wobei das
System die Verteilung von Speicheradressleitungen auf Zeilen und
Spalten bewirkt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zu schaffen, um die beim Testen der Funktionsfähigkeit
eines Speicherbausteins anfallenden Informationen für die Funktionsfähigkeit
der regulären
Speicherzellen und der redundanten Speicherzellen des Speicherbausteins
in einen Fehlerspeicher zu übertragen,
so dass der erforderliche effektive Speicherraum in dem Fehlerspeicher
reduziert wird und die abgelegten Informationen durch nachgeschaltete
Analysevorrichtungen ohne weitere Verarbeitung herangezogen werden
können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und durch ein
Verfahren nach Anspruch 5 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Übertragen
von Fehlerinformationen, die beim Testen eines Speicherbausteins
für eine
nachfolgende Redundanzanalyse erhalten werden, in einen Fehlerspeicher,
wobei der Speicherbaustein reguläre
Speicherzellen und redundante Speicherzellen umfasst, wobei jeder
Adresse des Speicherbausteins eine erste vorbestimmte Anzahl von
regulären
Speicherzellen bzw. von redundanten Speicherzellen zugeordnet ist,
und wobei die Fehlerinformationen für jede der Adressen des Speicherbausteins
anzeigen, ob die der jeweiligen Adresse zugeordneten Speicherzellen
ordnungsgemäß oder nicht-ordnungsgemäß funktionieren,
wobei der Fehlerspeicher eine Mehrzahl von Speicherzel len umfasst,
wobei die Gesamtzahl der Speicherzellen in dem Fehlerspeicher mindestens
so groß ist
wie die Gesamtzahl der Speicherzellen in dem zu testenden Speicherbaustein,
wobei jeder Adresse des Fehlerspeichers eine zweite vorbestimmte
Anzahl von Speicherzellen zugeordnet ist, wobei die zweite vorbestimmte
Anzahl von Speicherzellen größer ist
als die erste vorbestimmte Anzahl von Speicherzellen, und wobei
an jeder Adresse des Fehlerspeichers die Speicherzellen in eine
erste Gruppe von Speicherzellen zum Speichern der Fehlerinformation
für die
regulären
Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins und in eine zweite
Gruppe von Speicherzellen zum Speichern der Fehlerinformationen
für die
redundanten Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins unterteilt
sind, und wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
einen
Eingang zum Empfangen der Fehlerinformationen von dem zu testenden
Speicherbaustein;
eine Einrichtung zum Zuordnen der Fehlerinformationen
betreffend die regulären
Speicherzellen zu der ersten Gruppe von Speicherzellen in dem Fehlerspeicher
und zum Zuordnen der Fehlerinformationen betreffend die redundanten
Speicherzellen zu der zweiten Gruppe von Speicherzellen in dem Fehlerspeicher;
einen
Ausgang, der mit dem Fehlerspeicher verbindbar ist, um die Fehlerinformationen
betreffend die Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins
an den Fehlerspeicher auszugeben;
eine Puffereinrichtung zum
Zwischenspeichern der Fehlerinformationen betreffend die redundanten
Speicherzellen; und
eine Steuereinrichtung die während des
Testens der redundanten Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins
in einem ersten Betriebsmodus ist, und die nach dem Testen der redundanten
Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins und während des
Testens der regulären
Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins in einem zweiten
Betriebsmodus ist,
wobei die Steuereinrichtung in dem ersten
Betriebsmodus den Empfang der Fehlerinformationen für die redundanten
Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins und das Speichern
der empfangenen Fehlerinformationen in der Puffereinrichtung bewirkt,
und
wobei die Steuereinrichtung in dem zweiten Betriebsmodus
den Empfang der Fehlerinformationen für die regulären Speicherzellen des zu testenden
Speicherbausteins, das Auslesen von Fehlerinformationen aus der Puffereinrichtung
und die gleichzeitige Ausgabe der empfangenen Fehlerinformationen
und der ausgelesenen Fehlerinformationen an eine Adresse des Fehlerspeichers
bewirkt.
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Vorzugsweise
ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass der Eingang eine Anzahl
von Dateneingängen
zum Empfangen der Fehlerinformationen von dem zu testenden Speicherbausteins
umfast, wobei die Anzahl der Dateneingangskanäle der ersten vorbestimmten
Anzahl von Speicherzellen entspricht, die den Adressen des zu testenden
Speicherbausteins zugeordnet sind; dass der Ausgang eine Anzahl
von Datenausgangskanälen
zum Ausgeben der Fehlerinformationen an den Fehlerspeicher umfasst,
wobei die Anzahl von Datenausgangskanälen der zweiten vorbestimmten
Anzahl von Speicherzellen entspricht, die den Adressen des Fehlerspeichers
zugeordnet sind; und dass die Steuereinrichtung in dem ersten Betriebsmodus
für jede
Adresse von redundanten Speicherzellen den Empfang der Fehlerinformationen
für die
redundanten Speicherzellen, die der entsprechenden Adresse zugeordnet
sind, über
die Dateneingangskanäle
und das Speichern der für die
Informationen an zugeordneten Speicherzellen der Puffereinrichtung
bewirkt; wobei die Steuereinrichtung in dem zweiten Betriebsmodus
für jede
Adresse von regulären
Speicherzellen den Empfang der Fehlerinformationen für die regulären Speicherzellen,
die der ent sprechenden Adresse zugeordnet sind, über die Dateneingangskanäle, das
Auslesen einer Speicherzelle der Puffereinrichtung und das Ausgeben
der empfangenen Fehlerinformationen auf einer ersten Gruppe von
Datenausgangskanälen,
die der ersten Gruppe von Speicherzellen an einer Adresse in dem
Fehlerspeicher zugeordnet sind, sowie das Ausgeben der aus der Puffereinrichtung
ausgelesenen Fehlerinformationen auf einer zweiten Gruppe von Datenausgangskanälen, die
der zweiten Gruppe von Speicherzellen an der Adresse in dem Fehlerspeicher
zugeordnet sind, bewirkt.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Übertragen
von Fehlerinformationen, die beim Testen eines Speicherbausteins
für eine
nachfolgende Redundanzanalyse erhalten werden, in einen Fehlerspeicher,
wobei der Speicherbaustein reguläre
Speicherzellen und redundante Speicherzellen umfasst, wobei jeder
Adresse des Speicherbausteins eine erste vorbestimmte Anzahl von
regulären
Speicherzellen bzw. von redundanten Speicherzellen zugeordnet ist,
und wobei die Fehlerinformationen für jede der Adressen des Speicherbausteins
anzeigen, ob die der jeweiligen Adresse zugeordneten Speicherzellen
ordnungsgemäß oder nicht-ordnungsgemäß funktionieren,
wobei der Fehlerspeicher eine Mehrzahl von Speicherzellen umfasst,
wobei die Gesamtzahl der Speicherzellen in dem Fehlerspeicher mindestens
so groß ist
wie die Gesamtzahl der Speicherzellen in dem zu testenden Speicherbaustein,
wobei jeder Adresse des Fehlerspeichers eine zweite vorbestimmte
Anzahl von Speicherzellen zugeordnet ist, wobei die zweite vorbestimmte
Anzahl von Speicherzellen größer ist
als die erste vorbestimmte Anzahl von Speicherzellen, und wobei
an jeder Adresse des Fehlerspeichers die Speicherzellen in eine
erste Gruppe von Speicherzellen zum Speichern der Fehlerinformation
für die
regulären
Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins und in eine zweite
Gruppe von Speicherzellen zum Speichern der Fehlerinformationen
für die
redundanten Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins unterteilt
sind, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Empfangen
der Fehlerinformationen von dem zu testenden Speicherbaustein;
Zuordnen
der Fehlerinformationen betreffend die regulären Speicherzellen zu der ersten
Gruppe von Speicherzellen in dem Fehlerspeicher;
Zuordnen der
Fehlerinformationen betreffend die redundanten Speicherzellen zu
der zweiten Gruppe von Speicherzellen in dem Fehlerspeicher;
wobei
das Zuordnen der Fehlerinformationen folgende Schritte umfasst:
während des
Testens der redundanten Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins,
Empfangen der Fehlerinformationen für die redundanten Speicherzellen
des zu testenden Speicherbausteins und Speichern der empfangenen
Fehlerinformationen in der Puffereinrichtung, und
nach dem
Testen der redundanten Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins
und während
des Testens der regulären
Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins, Empfangen der
Fehlerinformationen für
die regulären
Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins, Auslesen der
Fehlerinformationen aus der Puffereinrichtung, und gleichzeitiges
Ausgeben der empfangenen Fehlerinformationen und der ausgelesenen
Fehlerinformationen an eine Adresse des Fehlerspeichers.
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Gemäß einem
Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Speicherbauelement
mit einem Speicherbaustein mit ersten Speicherzellen und zweiten
Speicherzellen, das eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Speichertestvorrichtung,
die eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst.
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Ein
durch die Anzahl der Adressen des Speicherbausteins, an denen erste
Speicherzellen angeordnet sind, festgelegter erster Adressraum und
ein durch die Anzahl der Adressen des externen Speichers, an denen Speicherzellen
des externen Speichers angeordnet sind, festgelegter externer Adressraum
können
gleich sind.
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Die
vorliegende Erfindung nutzt die Tatsache, dass marktübliche Speichertestsysteme
in der Regel 9, 18 oder 36 Datenkanäle haben, um auch Speicher
mit Paritätsbit
zu prüfen.
Tatsächlich
hat aber ein Großteil der
hergestellten DRAMs kein solches Paritätsbit. Der Fehlerspeicher,
der bei vielen Testsystemen den Kanälen der Paritätsbits fest
zugeordnet ist, wird erfindungsgemäß für den redundanten Bereich von
Speicherbausteinen (ohne Paritätsbit),
d. h. für
das Ablegen von Fehlerinformationen betreffend den redundanten Bereich des
Speicherbausteins (ohne Paritätsbit)
nutzbar gemacht. Durch eine Zwischenpufferung, insbesondere eine Zwischenpufferung
der Fehlerinformationen betreffend den redundanten Bereich des Speicherbausteins,
kann diese Verteilung der Daten auf zusätzliche Ausgänge bzw.
die für
Paritätsbits
vorgesehenen Datenkanäle
ohne Testzeitzuwachs erfolgen. Der Vorteil der letztendlichen Einspeisung
in den regulären
Testerspeicher liegt darin, dass dann weitere nachgeschaltete Analysevorrichtungen
genutzt werden können,
insbesondere ein Redundanzanalysator.
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Durch
die Erfindung wird es möglich,
den Adressraum, insbesondere den Adressraum des Fehlerspeichers
dicht zu nutzen und anstelle einer Vergrößerung des Adressraums auf
die nächste
Zweierpotenz den Adressraum unverändert zu belassen, insbesondere
den Adressraum entsprechend der Nenngröße des Speicherbausteins zu
wählen,
ohne die Anzahl der Datenausgänge
zu erhöhen.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht somit in einer Reduktion
des effektiven Bedarfs an Fehlerspeicher beim Testen eines Speicherbausteins
und insbesondere beim Abprüfen
redundanter Zellen. Somit gelingt es der Erfindung beispielsweise
durch eine Schaltung beim Testen eines Speicherbausteins eine Verkleinerung
des Adressraums durch eine Erhöhung
der Anzahl der Datenausgänge
zu erreichen, ohne in die normale Funktion des DRAMs einzugreifen,
wobei die Erhöhung
der Anzahl der Datenausgänge
nicht im selben Verhältnis
erfolgt wie die Verkleinerung des Adressraums. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
oder Schaltung kann extern realisiert werden, z. B. durch ein ASIC
(Application Specific Integrated Circuit), das auf einer Nadelkarte,
die beim Testen von Halbleiter-Speicherbausteinen
nach ihrer Herstellung auf einem Wafer und noch vor ihrer Vereinzelung
zur elektrischen Kontaktierung der Speicherbausteine verwendet wird,
montiert wird oder Bestandteil eines Speichertestsystems ist. In
diesem Fall sind keinerlei Änderungen
am DRAM erforderlich. Alternativ kann eine solche Schaltung im DRAM
integriert sein und ihr Einsatz über
einen Testmodus gesteuert werden. Auch in diesem Fall ist keine Änderung
der Zellenfeldarchitektur nötig.
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Eine
Vorrichtung bzw. Schaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung hat n Eingänge
und m > n, m < 2n Ausgänge und
kann in einem Puffer- und einem Ausgabemodus betrieben werden. Im
Puffermodus werden die n Eingangsdaten in einem adressierbaren Zwischenspeicher
bzw. einer Puffereinrichtung abgelegt. Die Speicherzellen werden
abhängig
von angelegten Adressbits ausgewählt.
Im Ausgabemodus werden die n Eingänge auf die ersten n Ausgänge durchgeschaltet.
Der Inhalt des Zwischenspeichers wird parallel über die verbleibenden m – n Ausgänge ausgegeben,
wobei das jeweilige Datum abhängig
von angelegten Adressen ausgewählt
wird. Die Zuordnung zwischen angelegten Adressbits und Zellen des
Zwischenspeichers ist programmier bar und kann im Puffermodus und
im Ausgabemodus verschieden sein.
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Weiterbildungen
der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der vorliegenden
Erfindung; und
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3 eine
schematische Darstellung eines Abschnitts eines Fehlerspeichers
bzw. eines Teils des Adressraums, die eine Zuordnung von Adressen
des Fehlerspeichers zu den zweiten Speicherzellen verdeutlicht.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ist
zusammen mit einem Speicherbaustein 12 einem Komparator 14 und
einem Fehlerspeicher 16 dargestellt.
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Der
Speicherbaustein 12 umfasst erste Speicherzellen 18 (in 1 weiß dargestellt)
und zweite Speicherzellen 20 (in 1 schraffiert
dargestellt). Um die Übersichtlichkeit
der Darstellung beizubehalten, sind nur einzelne Speicherzellen
in 1 mit Bezugszeichen versehen.
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Die
ersten Speicherzellen 18 sind in einem regulären Bereich
des Speicherbausteins 12, vorzugsweise matrixförmig, in
vier Spalten und acht Zeilen angeordnet. Zur Verdeutlichung der
Richtungen ist in 1 schematisch ein Koordinatensystem 22 gezeigt.
Die Spalten liegen in y-Richtung nebeneinander und erstrecken sich
in die x-Richtung. Die Zeilen liegen in x-Richtung nebeneinander und erstrecken
sich in die y-Richtung. Die gerade beschriebene Anordnung bezieht
sich auf eine Adressierung mittels einer (2 Bit langen) Spaltenadresse
und einer (3 Bit langen) Zeilenadresse, nicht unbedingt auf die
räumliche
Anordnung der ersten Speicherzellen 18 in dem Speicherbaustein 12 bezieht.
Jeder Adresse in dem Speicherbaustein 12, d. h. jeder Kombination
aus einer Spaltenadresse und einer Zeilenadresse, sind zwei Speicherzellen
zugeordnet (Bitbreite), wobei in jeder Speicherzelle ein Bit gespeichert
werden kann. Die Speicherzellen sind an einer Adresse entlang der
z-Richtung angeordnet.
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Die
zweiten Speicherzellen 20 sind in einer zusätzlichen
Zeile und einer zusätzlichen
Spalte, welche an die Matrix der ersten Speicherzellen 18 angrenzen,
angeordnet. Auch hier liegen die Spalten in y-Richtung nebeneinander
und erstrecken sich in die x-Richtung, und die Zeilen liegen in
x-Richtung nebeneinander und erstrecken sich in die y-Richtung.
An jeder Adresse sind zwei Speicherzellen entlang der z-Richtung
angeordnet.
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In 1 sind
ferner zwei, dem Speicherbaustein 12 zugeordnete Datenleitungen
DQ0 und DQ1 gezeigt. Über die
Datenleitungen DQ0 und DQ1 werden
Daten/Informationen in den Speicherbaustein eingelesen bzw. aus
demselben ausgelesen. Die Anzahl der Datenleitungen hängt von
der Bittiefe des Speichers ab. Bei dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind jeder Adresse zwei Speicherzellen zugeordnet, so dass über die
zwei Datenleitungen DQ0 und DQ1 die
Daten/Informationen ein- bzw. ausgelesen werden. Beim Auslesen der
Daten/Informationen werden die Daten von den den Adressen zugeordneten
Speicherzellen zu den Datenleitungen geleitet, und beim Einlesen
der Daten/Informationen werden die Daten von den Datenleitungen an
die den Adressen zugeordneten Speicherzellen übertragen.
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Der
Fehlerspeicher 16 umfasst eine Mehrzahl von Speicherzellen 24,
wobei wiederum aus Gründen der Übersichtlichkeit
der Darstellung nur einige Speicherzellen des externen Speichers 16 in 1 mit
Bezugszeichen versehen sind. Die Speicherzellen 24 sind
ebenfalls matrixförmig
in vier Spalten und acht Zeilen angeordnet. Die Spalten liegen in
y-Richtung nebeneinander und erstrecken sich in die x-Richtung.
Die Zeilen liegen in x-Richtung nebeneinander und erstrecken sich
in die y-Richtung. Anders als bei dem Speicherbaustein 12 sind
jeder Adresse des externen Speichers 16, d.h. jeder Kombination
aus einer Spaltenadresse und einer Zeilenadresse, drei Speicherzellen
zugeordnet (Bitbreite), die sich an einer Adresse entlang der z-Richtung
erstrecken.
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Die
Speicherzellen 24 an einer Adresse des externen Speichers
sind in eine erste Gruppe 26 von Speicherzellen (in 1 weiß dargestellt)
und in eine zweite Gruppe 28 von Speicherzellen (in 1 schraffiert dargestellt)
unterteilbar, wobei bei dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
der ersten Gruppe 26 zwei Speicherzellen zugeordnet sind,
und der zweiten Gruppe 28 eine Speicherzelle zugeordnet
ist.
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In 1 sind
ferner drei, dem externen Speicher 16 zugeordnete Datenleitungen
DQOex, DQ1ex und DQ2ex gezeigt. Über die Datenleitungen DQ0ex, DQ1ex und DQ2ex werden Daten/Informationen in den externen Speicher
eingelesen bzw. aus demselben ausgelesen. Die Anzahl der Datenleitungen
hängt von
der Bittiefe des externen Speichers ab. Bei dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind jeder Adresse drei Speicherzellen zugeordnet, so dass über die
drei Datenleitungen DQ0ex, DQ1ex und
DQ2ex die Daten/Informationen ein- bzw.
ausgelesen werden. Beim Auslesen der Daten/Informationen werden
die Daten von den den Adressen zugeordneten Speicherzellen zu den
Datenleitungen geleitet, und beim Einlesen der Daten/Informationen
werden die Daten von den Datenleitungen an die den Adressen zugeordneten
Speicherzellen übertragen.
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Aufgrund
der Aufteilung der Speicherzellen an einer Adresse in dem externen
Speicher in die zwei Gruppen 26, 28 sind auch
die Datenleitungen entsprechend zugeordnet. Für das in 1 gezeigte
Ausführungsbeispiel
sei angenommen, dass die Datenleitungen DQ0ex und
DQ1ex den Speicherzellen der ersten Gruppe 26 zugeordnet
sind, und dass die Datenleitung DQ2ex der
Speicherzelle der zweiten Gruppe 28 zugeordnet ist.
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Der
Komparator 14 ist zwischen den Speicherbaustein 12 und
die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 geschaltet.
Der Komparator 14 empfängt über einen
ersten Abschnitt 30 der Datenleitung DQ0 und über einen ersten
Abschnitt 32 der Datenleitung DQ1 Daten
von den den Datenleitungen zugeordneten Speicherzellen des Speicherbausteins.
An einem Referenzeingang 34 empfängt der Komparator 14 ein
Vergleichssignal. Die von den Datenleitungen DQ0 und
DQ1 empfangenen Signale (Daten/Informationen)
werden mit dem Vergleichsignal verglichen. Abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs
werden Ausgangssignale erzeugt, die dieses Ergebnis wiederspiegeln.
Der Komparator 14 gibt die Ausgangssignale betreffend die
auf Datenleitung DQ0 empfangenen Signale
an einen zweiten Abschnitt 36 der Datenleitung DQ0 und die Ausgangssignale betreffend die
auf Datenleitung DQ1 empfangenen Signale über einen
zweiten Abschnitt 38 der Datenleitung DQ1 aus.
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Um
die Funktionsfähigkeit
der ersten und zweiten Speicherzelle 18, 20 des
Speicherbausteins 12 zu bestimmen, wird dem Komparator 14 an
dessen Referenzeingang 34 ein Signal bereitgestellt, das
einem Signal auf einer der Datenleitungen DQ0 oder
DQ1 entspricht, wenn die Speicherzellen,
von denen dieses Signal stammt, korrekt arbeiten, also der aus den
Speicherzellen ausgelesene Wert mit dem zuvor in die Speicherzellen
eingelesenen Wert (woraus das Vergleichssignal für den Komparator abgeleitet
wird) übereinstimmt.
Die Informationen betreffend die Funktionalität der ersten und zweiten Speicherzellen 18, 20 des
Speicherbausteins 12 sind z.B. „1", wenn die Speicherzellen nicht ordnungsgemäß funktionieren,
oder „0", wenn dieselben funktionsfähig sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst
einen Eingang 40, der mit dem zweiten Abschnitt 36 der
Datenleitung DQ0 und dem zweiten Abschnitt 38 der
Datenleitung DQ1 verbindbar ist, um die
von dem Komparator 14 ausgegebenen Ausgangssignale zu empfangen.
Ferner ist eine Einheit 42 vorgesehen, um Informationen
betreffend die ersten Speicherzellen 18 und die zweiten
Speicherzellen 20 zu den oben erwähnten Gruppen in dem externen
Speicher 16 zuzuordnen. Eine Steuereinrichtung 43 ist
vorgesehen, um die Operation der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zu
steuern, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird. In der Vorrichtung
ist ferner ein Puffer 44 vorgesehen, dessen Funktionalität auch nachfolgend
näher erläutert wird. Ein
Ausgang 46 ist mit den drei, dem externen Speicher 14 zugeordneten
Datenleitungen DQ0ex, DQ1ex und DQ2ex verbindbar, um Daten/Informationen, die
von dem Speicherbaustein empfangen wurden entsprechend der nachfolgend
beschriebenen Funktionalität
der Zuordnungseinheit 42 an die entsprechenden Gruppen
von Speicherzellen in dem externen Speicher 16 auszugeben.
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Die
Zuordnungseinheit 42 ist über Datenleitungen 48 mit
dem Eingang 40, über
Datenleitungen 50 mit dem Ausgang 46, und über Datenleitungen 52 mit
dem Puffer 44 verbunden. Die Steuerung 43 ist über Steuerleitungen 53 mit
der Zuordnungseinheit 42 verbunden.
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Nachfolgend
wird die Operation der Vorrichtung 10 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die
Steuerung 43 bewirkt einen Betrieb der Vorrichtung in einem
ersten Modus, dem Puffermodus, und in einem zweiten Modus, dem Ausgabemodus.
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Im
Puffermodus werden Informationen, welche die Vorrichtung 10 über den
Eingang 40 empfängt,
zu dem Puffer 44 übertragen und
dort gespeichert. In diesem Modus werden keine Informationen an
den Ausgang 46 angelegt, also auch nicht an den externen
Speicher 16 weitergegeben.
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Im
Ausgabemodus werden Informationen, welche die Vorrichtung 10 über den
Eingang 40 empfängt, und
Informationen, welche in dem Puffer 44 abgelegt sind, an
den Ausgang 46 angelegt. Die Zuordnungseinheit 42 bewirkt
hierbei, dass die von dem Eingang 40 empfangenen Informationen
der ersten Gruppe 26 von Speicherzellen in dem Fehlerspeicher 16 zugeordnet
werden, indem die Informationen bei diesem Ausführungsbeispiel auf den der
ersten Gruppe zugeordneten Datenleitungen DQ0ex und
DQ1ex ausgegeben werden. Die Zuordnungseinheit 42 bewirkt
ferner, dass die in dem Puffer 44 gespeicherten Informationen
der zweiten Gruppe 28 von Speicherzellen in dem Fehlerspeicher 16 zugeordnet
werden, indem die Informationen bei diesem Ausführungsbeispiel auf der der
zweiten Gruppe zugeordneten Datenleitung DQ2ex ausgegeben
werden.
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Somit
werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
die Informationen betreffend die ersten Speicherzellen in dem externen
Speicher in der ersten Gruppe von Speicherzellen abgelegt, und die
Informationen betreffend die zweiten Speicherzellen werden in dem
externen Speicher in der zweiten Gruppe von Speicherzellen abgelegt.
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Anhand
der 2 und der 3 wird nachfolgend
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei dem die Vorrichtung
Fehlerinformationen für
ein bekanntes DRAM erfasst und in einem externen Fehlerspeicher
ablegt. Das zu testende DRAM hat acht Datenkanäle und eine Nenngröße von 64
MB. Das DRAM ist in vier Bänke
mit je 4096 Zeilenadressen und 512 Spaltenadressen aufgeteilt. Das Hauptzellenfeld
bzw. der reguläre
Bereich wird über
12 y-Adressbits,
9 x-Adressbits und zwei Bankbits adressiert. Zusätzlich gibt es in jeder Bank
16 Adressen für
redundante Zeilen und 16 Adressen für redundante Spalten, d.h.
es gibt 2312 kB Redundanz, das sind 3,53 der Nenngröße des DRAM.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10,
einer Bank 12 (Speicherbaustein) des DRAMs und des Fehlerspeichers 16.
Der Speicherbaustein 12 umfasst ein Hauptzellenfeld 54 (reguläre Speicherzellen)
und ein redundantes Zellenfeld 56, das bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel 16 redundante
Spalten und 16 redundante Zeilen umfasst. Der Speicherbaustein 12 ist über acht Datenkanäle DQ0 bis DQ7 mit der
Vorrichtung 10 verbunden. Der Fehlerspeicher 16 ist über neun
Datenkanäle DQ0ex bis DQ8ex mit
der Vorrichtung 10 verbunden: Der Komparator ist in 2 nicht
gezeigt.
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Für die redundanten
Zeilen und Spalten des Speicherbausteins 12 stellt die
nachfolgende Tabelle das Adressierungsschema dar. Neben den 12 Zeilenbits
A0 bis A11, welche zur Adressierung der 4096 Zeilen ausreichend
wären,
existiert ein zusätzliches
Adressbit AX, dessen Wert 0 ist, wenn reguläre Zeilen angesprochen werden,
und dessen Wert 1 ist, wenn redundante Zeilen angesprochen werden.
Die Tabelle enthält
zeilenweise, für
jede der 16 redundanten Zeilen RL0 bis RL15 den zugehörigen Zustand
aller Adressbits A0 bis AX.
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Das
Adressierungsschema für
die redundanten Spalten sieht entsprechend aus, wobei die Adressbits A9
bis A11 entfallen, da die 512 regulären Spalten durch 9 Adressbits
A0 bis A8 adressiert werden.
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Das
zusätzliche
Adressbit AX ermöglicht
einerseits den Zugriff auf redundante Zeilen bzw. Spalten und steuert
andererseits gleichzeitig den Modus der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10.
Die Steuerung der Schaltung empfängt
das zusätzliche
Adressbit AX und steuert abhängig
von dessen Wert den Betriebsmodus der Schaltung. Wenn AX gleich
1 gilt, befindet sich die Schaltung im Puffermodus, wenn AX gleich
0 gilt, befindet sich die Schaltung im Ausgabemodus.
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Es
sei angenommen, dass Komparator jede funktionsfähige Speicherzelle eine „0", für jede nicht
funktionsfähige
Speicherzelle eine "1" ausgibt. Der Test
des DRAM erfolgt bankweise, d.h., alle Prüfmuster werden bankweise nacheinander
angewendet, um den erforderlichen Zwischenspeicher (Puffer) klein
zu halten. Innerhalb jeder Bank 12 wird der Test in dem
redundanten Bereich 56 begonnen.
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Da
beim Testen von Speicherzellen in einer redundanten Zeile und/oder
einer redundanten Spalte mindestens entweder in der Zeilenadresse
oder der Spaltenadresse AX = 1 gilt, befindet sich die Schaltung
im Puffermodus. Die Ergebnisse für
jede einzelne Zelle werden in dem Puffer der Vorrichtung 10 abgelegt,
wobei eine feste Eins-zu-eins-Zuordnung zwischen den Zellen des
redundanten Bereichs 56 des Speicherbausteins 12 und
den Speicherzellen des Puffers gilt. Der Puffer muss in diesem Fall
eine Größe von 578
kB haben.
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Nach
dem Testen des redundanten Bereichs 56 des Speicherbausteins 12 wird
das Hauptzellenfeld 54 des Speicherbausteins 12 getestet.
Dabei gilt sowohl für
die Spaltenadresse als auch für
die Zeilenadresse AX = 0, was ferner bedeutet, dass die Vorrichtung 10 im
Ausgabemodus arbeitet. Im Ausgabemodus sind die acht Datenkanäle DQ0 bis DQ7 über die
Vorrichtung 10 direkt mit den ersten acht Datenkanälen DQ0ex bis DQ7ex verbunden,
die der ersten Gruppe 26 von Speicherzellen des Fehlerspeichers 16 zugeordnet
sind. Der neunte Datenkanal DQ8ex, der der
zweiten Gruppe 28 von Speicherzellen des Fehlerspeichers 16 zugeordnet
ist, ist mit dem Puffer verbunden. Immer wenn Ergebnisse eines Tests
von acht Speicherzellen, die einer Adresse des regulären Bereiches 54 des
Speicherbausteins 12 zugeordnet sind, an die acht Datenkanäle DQ0ex bis DQ7ex übertragen
werden, werden in dem Puffer abgelegte Ergebnisse eines Tests betreffend
Speicherzellen aus dem redundanten Bereich 56 des Speicherbausteins 12 über den
neunten Datenkanal DQ8ex bitweise übertragen.
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Welche
Speicherzelle des Puffers bei einer bestimmten anliegenden Adresse
des regulären
Bereichs 54 ausgelesen wird, und damit auch welche Speicherzelle
die Fehlerinformationen betreffen, die bei der bestimmten Adresse
in der dem neunten Kanal DQ8ex zugeordneten
Speicherzelle des Fehlerspeichers 16 abgelegt werden, wird
so gesteuert bzw. programmiert, dass die Informationen aus dem Puffer
in dem Fehlerspeicher 16 in einer Form abgelegt werden,
in der sie für
eine nachfolgende Redundanzanalyse leicht auslesbar sind und den
ursprünglichen
Adressen des redundanten Bereichs 56 des Speicherbausteins 12 leicht
zugeordnet werden können.
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3 ist
ein Beispiel einer Zuordnung zwischen Speicherzellen im redundanten
Bereich 56 des Speicherbausteins 12 und Speicherzellen
des neunten Datenkanals des Fehlerspeichers, wobei die Anzahl der
Zeilen- und Spaltenadressen 4096 bzw. 512 ist, und wobei nur die
dem neunten Datenkanal DQ8ex zugeordneten
Speicherzellen des Fehlerspeichers dargestellt sind.
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In 3 sind
Zeilen waagrecht und Spalten senkrecht angeordnet, wobei die Zeile
0 am unteren Rand und die Zeile 4095 am oberen Rand, die Spalte
0 am linken Rand und die Spalte 511 am rechten Rand angeordnet sind.
Jede Unterteilung in horizontaler Richtung umfasst 128 Zeilenadressen,
und jede Unterteilung in vertikaler Richtung umfasst 32 Spaltenadressen,
in denen jeweils Informationen betreffend zweite Speicherzellen
20 der 16 redundanten Zeilen bzw. der sechzehn redundanten Spalten
abgelegt werden.
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Die
in 3 dargestellte Zuordnung der Informationen betreffend
die Speicherzellen des redundanten Bereiches des Speicherbausteins 12 zu
Speicherzellen des Fehlerspeichers 16 kann durch die folgenden
Gleichungen beschrieben werden, in denen XP und YP die Adressen
sind, unter denen die Daten im Puffer abgelegt sind (entspricht
den Adressen des DRAMs, wenn AX für Zeilen als dreizehntes Bit
bzw. X12 und für
Spalten als zehntes Bit bzw. Y9 eingeordnet wird) und X und Y die
Adressen des Fehlerspeichers sind, welche auch die Vorrichtung 10 über einen
nicht dargestellten Adresseingang empfängt. DP bezeichnet die ursprüngliche Zuordnung
der Datenkanäle.
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Die
Notation ist zu verstehen, dass „&" eine
bitweise logische UND-Verknüpfung, „|" eine bitweise logische
Oder-Verknüpfung, „<<n" eine
Verschiebung um n Bits nach links bedeuten und Zahlen, denen ein „0x" vorangestellt ist,
hexadezimal zu interpretieren sind. Bezeichnungen von Zeilen- oder Spaltenadressen
(X, Y, XP, YP) ohne nachgestellte Zahlen beziehen sich auf alle
Bits der Zeilen- bzw. Spaltenadresse, mit einer nachgestellten Zahl
wird ein einzelnes Bit ausgewählt
(z. B. X11), Zahlen mit Bindestrich (DP0-2) bedeuten mehrere entsprechend
ausgewählte
Bits.
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Die
Anordnung der Informationen betreffend die Speicherzellen aus dem
redundanten Bereich des Speicherbausteins 12 in den Speicherzellen
des neunten Datenkanals des Fehlerspeichers 16 erfolgt
auf diese Weise so, dass eine Nutzung einer Redundanzanalysevorrichtung
des Speichertestsystems, dessen Teil der Fehlerspeicher ist, möglich ist.
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In
dem oben beschriebenen Puffermodus der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 erfolgt
keine Ausgabe von Informationen an den Fehlerspeicher 16.
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Die
Vorrichtung 10 kann beispielsweise Bestandteil einer Nadelkarte
sein, die beim Testen von Halbleiter-Speicherbausteinen nach ihrer Herstellung
auf einem Wafer und noch vor ihrer Vereinzelung zur elektrischen
Kontaktierung der Speicherbausteine verwendet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann
jedoch auch Bestandteil eines Speichertestsystems sein oder auf
einem Halbleiterchip mit dem Speicherbaustein 12 integriert
sein.
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Da
eine Fehlerinformation betreffend eine Speicherzelle in der Regel
nur ein Bit umfasst (funktionsfähig
oder nicht funktionsfähig)
muss die Gesamtzahl der Speicherzellen des Fehlerspeichers 16 mindestens
so groß sein,
wie die Gesamtanzahl der Speicherzellen des zu testenden Speicherbausteins 12,
sofern jede Speicherzelle des Fehlerspeichers 16 ein Bit
speichern kann.
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In
den Ausführungsbeispielen
war die Anzahl der jeder Adresse zugeordneten Speicherzellen für den Fehlerspeicher 16 jeweils
um Eins höher
als für
den Speicherbaustein 12. Abweichend da von ist jedoch auch ein
größerer Unterschied
möglich,
herkömmliche
Speichertestsysteme weisen beispielsweise oft 9, 18 oder 36 Datenkanäle auf,
da sie zum Testen von Speicherbausteinen mit 1, 2 oder 4 Byte pro
Speicheradresse und einem Paritätsbit
pro Byte vorgesehen sind. Allgemein wird dann die Anzahl der Speicherzellen
an jeder Adresse des Fehlerspeichers in eine erste Gruppe von Speicherzellen
und eine zweite Gruppe von Speicherzellen unterteilt, wobei vorzugsweise
die Anzahl der Speicherzellen in der erste Gruppe von Speicherzellen
an jeder Adresse des Fehlerspeichers gleich der Anzahl von Speicherzellen
an jeder Adresse des zu testenden Speicherbausteins ist. In diesem
Fall können
die Speicherzellen des Speicherbausteins in erste Speicherzellen
und zweite Speicherzellen unterteilt werden, wobei ein Adressraum
der ersten Speicherzellen genau so groß ist, wie der Adressraum des
Fehlerspeichers, so dass jeweils Informationen betreffend die ersten
Speicherzellen an einer Adresse des Speicherbausteins in der ersten
Gruppe von Speicherzellen an der gleichen Adresse im Fehlerspeicher
abgelegt werden können
und Informationen betreffend die zweiten Speicherzellen des Speicherbausteins
nach einem Schema, wie es beispielhaft anhand der 3 dargestellt
wurde, in der zweiten Gruppe von Speicherzellen des Fehlerspeichers
abgelegt werden können.
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Die
Informationen betreffend die ersten und zweiten Speicherzellen können dabei
nicht nur Fehlerinformationen umfassen, sondern beispielsweise auch
in den ersten und zweiten Speicherzellen gespeicherte Informationen,
wobei der Fehlerspeicher allgemeiner als externer Speicher bezeichnet
wird.
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Allgemein
können
Vorrichtung und Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Übertragen
bzw. Zuordnen beliebiger Informationen von einem ersten Adressraum,
in dem jeder Adresse eine erste Anzahl von Speicherzellen zugeordnet
ist, in einen anderen, kleineren Adressraum, in dem jeder Adresse
eine zweite Anzahl von Speicherzellen zugeordnet ist, verwendet werden,
wenn die zweite Anzahl größer als
die erste Anzahl ist.
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Die
Verwendung der anhand des Ausführungsbeispieles
aus 1 beschriebenen Puffereinrichtung 44 weist
dabei den Vorteil auf, dass jede Adresse des Speicherbausteins 12 und
jede Adresse des Fehlerspeichers bzw. des externen Speichers 16 nur
einmal angesteuert werden müssen,
und somit das Ablegen von Informationen betreffend Speicherzellen
des Speicherbausteins 12 in dem externen Speicher 16 in
der kürzest möglichen
Zeit erfolgen kann. Alternativ kann auf die Puffereinrichtung 44 verzichtet
werden, wenn in dem externen Speicher 16 die Speicherzellen
der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe an einer Adresse jeweils getrennt
beschrieben werden können.
In diesem Fall können
die Informationen betreffend die ersten Speicherzellen 18 und
die zweiten Speicherzellen 20 des Speicherbausteins 12 nacheinander
statt gleichzeitig in die erste Gruppe und die zweite Gruppe von
Speicherzellen an jeder Adresse des externen Speichers 16 eingelesen
werden. Da in diesem Fall jedoch auf eine Mehrzahl von Adressen
des externen Speichers 16 mehrfach zugegriffen wird, kann
damit ein erhöhter
Zeitbedarf einhergehen.