存儲器接口設計-認識信號完整性的價(jià)值

采用探測器來(lái)測量SI會(huì )改變正在被測量的信號，由于增加電容會(huì )引入一些問(wèn)題，或造成SI變化消失。盡管可采用有源或場(chǎng)效應晶體管(FET)探測器，這種狀況由于頻率升高變得越來(lái)越普遍，尤其在具有點(diǎn)對點(diǎn)結構的系統中。

對于存儲器質(zhì)量或穩定產(chǎn)品質(zhì)量而言，SI測試有其局限性，Micron公司已在存儲器的多種內部質(zhì)量測試時(shí)采用成百上千種SI示波器捕獲分析，得出如下結論：

* 在開(kāi)發(fā)的初期采用SI測試能夠捕獲故障及識別重大錯誤。

* SI測試用于驗證板的改變。

* 板設計完成后，SI測試尚有一點(diǎn)價(jià)值。

圖2：隨電壓和溫度變化而變化的器件規格的實(shí)例。

Micron公司的內部測試流已脫離SI測試，它由以下幾點(diǎn)組成：

* 兼容性及邊際測試用于確認或測試具有存儲器的系統。

* 在兼容性及邊際測試檢測到錯誤后，不同的診斷工具用于隔離這一故障。

* 假如軟件確定了系統中的故障類(lèi)型(地址、行、單個(gè)單元等)，存儲器芯片或模塊被隔離并被測試，然后我們會(huì )嘗試在存儲器測試夾具中復制這一故障狀態(tài)。

* 如果軟件不能提供有關(guān)故障的詳細資料，可將存儲器從系統中移開(kāi)，然后進(jìn)行組件或模塊測試來(lái)發(fā)現故障。

*　邏輯分析儀可用于確定故障問(wèn)題/類(lèi)型及違規情況。

盡管可采用示波器，經(jīng)驗表明在迅速測量、確認和調試系統方面，其它的工具會(huì )更有效。我們相信這些替代工具使設計工程師能夠迅速地實(shí)現故障分析和排除。

Micron公司的自我質(zhì)量控制流程得到如下結論：

* 定期的兼容性測試及邊際測試會(huì )暴露一些系統中出現的問(wèn)題或困難。

* SI不能發(fā)現存儲器或系統級診斷所不能識別的任何問(wèn)題，SI發(fā)現的是與其它測試所發(fā)現的相同的故障，因此重復了邊際測試及軟件測試的性能。

* SI測試很耗時(shí)，探測64位數據總線(xiàn)及俘獲目標示波器屏幕圖會(huì )消耗時(shí)間。

* SI采用昂貴的設備(示波器和探測器)

* 因需要高級工程師分析來(lái)評估目標信號的圖片，故而SI占用了寶貴的工程資源。

* SI測試不能發(fā)現所有的故障，兼容性及邊際測試能夠發(fā)現SI測試所不能檢測到的錯誤。

SI測試的替代方法

SI測試的替代方法被用于系統開(kāi)發(fā)、存儲器質(zhì)量控制和測試，本節將簡(jiǎn)要敘述這些工具及其使用方法。

計算機系統極適于軟件測試，因為計算機能夠利用現成軟件，所以可使用多種存儲器診斷工具。當選擇軟件工具時(shí)，應關(guān)注那些支持強大升級功能的工具，并選擇可與新的診斷工具相結合的程序，診斷工具用來(lái)捕獲以前所未知的故障機制。

與PC不同，其它產(chǎn)品如消費電子、嵌入式及網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品的測試更加困難。針對這些應用類(lèi)型，設計工程師開(kāi)發(fā)專(zhuān)用工具或根本不使用 這些工具，編制更為魯棒的專(zhuān)用工具能獲得比SI測試更多的益處。值得注意的是：有時(shí)候在系統中不可能進(jìn)行與存儲器規格有關(guān)的測試(如MPEG解碼或網(wǎng)絡(luò )數 據包傳輸)，在這些情況下，就應采用其它工具。

邊際測試

邊際測試強迫系統暴露邊際問(wèn)題，有兩類(lèi)邊際測試尤其重要:電壓及溫度的強化測試。這兩類(lèi)強化測試重點(diǎn)在于使DRAM和DRAM控制器暴露到可能顯示系統問(wèn)題的狀態(tài)，圖2以實(shí)例說(shuō)明系統規格如何隨溫度變化。

作為典型的邊際測試，4角測試已被證明為測試存儲器的最有效的方法之一，就測試時(shí)間和所需的資源而言，這種測試也是可行的。對于一個(gè)具有最小和最大電壓及溫度分別為3.0V 和 3.6V 及0°C和70°C的系統而言，這四個(gè)角是：

*角1

* 最大電壓，最高溫度:3V，70°C

* 角2

* 最大電壓，最低溫度:3.6V，0°C

* 角2

* 最小電壓，最高溫度:3.0V，70°C

* 角4

* 最小電壓，最低溫度:3.0V，0°C

盡管方法不同，但通常的程序是讓系統在某個(gè)溫度和電壓保持穩定，然后在這一角進(jìn)行一系列的測試，如果出現故障，應對此加以分 析。另外一種是2角測試，輸入到存儲器的電壓可能由電壓調節器控制，因此無(wú)法調節輸入到DRAM的電壓，在這種情況下，可采用最大和最小溫度測試或兩角測 試。

功率周期測試

功率周期強化測試反復開(kāi)關(guān)(重啟)系統，測試包括冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)測試。系統由未被運行狀態(tài)到進(jìn)入環(huán)境溫度下的運行狀態(tài)的過(guò)程 稱(chēng)為冷啟動(dòng)，當系統運行了一段時(shí)間且內部溫度穩定時(shí)進(jìn)行的啟動(dòng)為熱啟動(dòng)。在啟動(dòng)或上電時(shí)，在可能出現錯誤的地方會(huì )發(fā)生獨立的事件，包括電源供應電壓的升高 及存儲器的初始化，間歇性的問(wèn)題只可通過(guò)反復啟動(dòng)被檢測到。

自動(dòng)刷新測試

DRAM單元漏電且必須被刷新以便正常操作，要節省耗電，自動(dòng)刷新應在存儲器處于非讀寫(xiě)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。當進(jìn)入和退出自動(dòng)刷新功 能時(shí)，存儲器控制器會(huì )提供正確的命令；否則會(huì )丟失數據。與功率周期類(lèi)似，自動(dòng)刷新周期非常有用。如果出現某種間歇性的自動(dòng)刷新進(jìn)入或退出問(wèn)題，重復這一周 期有助于檢測到這些問(wèn)題。不采用自動(dòng)刷新的應用應避免這種測試。

本文小結

存儲器及其它組件間接口中的系統級問(wèn)題可能是細微且難以覺(jué)察的，在適當的時(shí)間采用正確的工具可使設計工程師很容易地識別出潛 在的問(wèn)題并增加設計的魯棒性。重新評估邊際測試和兼容性測試，尤其是在內存質(zhì)量控制或確認過(guò)程中的作用，會(huì )大大減少存儲器質(zhì)量控制工程開(kāi)發(fā)的時(shí)間，并對實(shí) 際故障有更有效和全面的認識，從而加快存儲器質(zhì)量控制的過(guò)程，尤其在穩定質(zhì)量方面，這些就是使用上述測試帶給你的主要回報。