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多端口SRAM的测试与诊断技术研究

作　者: 单河坤
导　师: 陈则王
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 嵌入式多端口SRAM 端口间故障故障覆盖率时间复杂度内建自测试(BIST) 内建自诊断(BISD)
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

嵌入式SRAM是片上系统(SoC)中集成度最高的元器件,且SoC的支配主体也从逻辑部件转变为存储器,多端口SRAM能通过不同的端口对存储单元进行同时存取,被大量应用在各种SoC中。因此研究嵌入式多端口SRAM的内建自测试、自诊断具有重要的意义,它是实现故障修复,提高SoC成品率的关键技术。本文以嵌入式多端口SRAM的内建自测试与内建自诊断技术为研究内容。首先,介绍了嵌入式存储器内建自测试、自诊断技术的研究背景、意义,总结了国内外研究现状和发展前景等。其次,为快速测试嵌入式多端口SRAM端口间的故障,提出一种基于结构故障模型的故障测试算法:w-r算法和w-w算法。w-r算法由March C-算法扩展得到,即让一个端口执行March C-算法的同时另一个端口于偏移量为±2的地址并行执行伪读操作,能有效测试两个读端口及一个读端口与一个写端口之间的故障,并考虑存储器的规则结构给出了其简化算法;w-w算法可有效激发两个写端口之间的各种故障,并使之适用于不同物理布局的存储器,在保证时间复杂度合理的前提下提高了端口间的故障覆盖率。然后,为详细诊断嵌入式多端口SRAM的端口间故障,又提出一个高效的多端口SRAM故障诊断算法DDA,此算法由WDDA和BDDA两部分组成,能分别详细地诊断字线间和位线间的故障类型及位置,为故障修复以及存储器的生产制造提出恰当建议。最后,通过将故障注入到32×8位的双口SRAM中,运用构建的内建自测试(BIST)系统执行算法,仿真实验表明:一旦故障被测试算法检测出来,DDA算法能详细定位故障类型和位置,验证了其时间复杂度低,具有100%的端口间故障覆盖率及详细的故障类型诊断,实现了对嵌入式多端口SRAM快速测试、详细诊断的功能。整个系统运用VHDL编码实现,利用Xilinx ISE集成的XST工具综合,调用ModelSim SE软件进行时序仿真,验证方案的可行性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-22
  1.1 课题背景及研究意义  12-17
    1.1.1 嵌入式存储器的发展趋势  12-13
    1.1.2 嵌入式多端口SRAM 的简介  13-15
    1.1.3 存储器测试方法的选取  15-17
  1.2 国内外研究现状及技术难点  17-19
    1.2.1 国内外研究概况  17-19
    1.2.2 存在的技术难点  19
  1.3 课题研究工作与论文结构  19-22
    1.3.1 课题研究工作  19-20
    1.3.2 论文组织结构  20-22
第二章多端口SRAM 的端口间故障测试技术  22-37
  2.1 故障模型的介绍  22-24
  2.2 读写端口间的故障测试  24-28
    2.2.1 w-r 测试算法  24-25
    2.2.2 并行测试端口的地址选取  25-27
    2.2.3 w-r 测试算法的简化  27-28
  2.3 两个写端口间的故障测试  28-30
    2.3.1 w-w 测试算法  28-29
    2.3.2 不同布局下的故障测试  29-30
  2.4 内建自测试系统的设计  30-32
    2.4.1 BIST 总体框图  30-31
    2.4.2 BIST 控制器  31
    2.4.3 地址生成器  31-32
    2.4.4 测试图形生成器  32
    2.4.5 故障比较器  32
  2.5 端口间故障测试仿真实验  32-35
    2.5.1 双端口SRAM 的读写仿真  32-34
    2.5.2 测试算法的仿真  34-35
    2.5.3 结果与分析  35
  2.6 本章小结  35-37
第三章多端口SRAM 的端口间故障诊断实现  37-50
  3.1 诊断必要性及诊断流程  37-39
    3.1.1 诊断的必要性  37-38
    3.1.2 诊断的流程  38-39
  3.2 字线间故障诊断  39-43
    3.2.1 字线间故障及其诊断算法  39-40
    3.2.2 相邻行间不同端口间的故障诊断  40-41
    3.2.3 相邻行间同一端口间的故障诊断  41-42
    3.2.4 相同行间的故障诊断  42
    3.2.5 n 端口SRAM 的字线间故障诊断算法  42-43
  3.3 位线间故障诊断  43-46
    3.3.1 位线间故障及其诊断算法  43-44
    3.3.2 True-True、False-False 类故障的诊断  44-45
    3.3.3 True-False、False-True 类故障的诊断  45-46
    3.3.4 n 端口SRAM 的位线间故障诊断算法  46
  3.4 仿真与分析  46-49
    3.4.1 故障模型的仿真  46-47
    3.4.2 诊断算法的仿真  47-49
  3.5 本章小结  49-50
第四章总结与展望  50-52
  4.1 研究工作总结  50-51
  4.2 下一步工作建议  51-52
参考文献  52-55
致谢  55-56
在学期间发表的学术论文  56

多端口SRAM的测试与诊断技术研究

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