存儲器接口設(shè)計-認識信號完整性的價值

采用探測器來測量SI會改變正在被測量的信號，由于增加電容會引入一些問題，或造成SI變化消失。盡管可采用有源或場效應晶體管(FET)探測器，這種狀況由于頻率升高變得越來越普遍，尤其在具有點對點結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中。

對于存儲器質(zhì)量或穩(wěn)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(nèi)部質(zhì)量測試時采用成百上千種SI示波器捕獲分析，得出如下結(jié)論：

* 在開發(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(shè)計完成后，SI測試尚有一點價值。

圖2：隨電壓和溫度變化而變化的器件規(guī)格的實例。

Micron公司的內(nèi)部測試流已脫離SI測試，它由以下幾點組成：

* 兼容性及邊際測試用于確認或測試具有存儲器的系統(tǒng)。

* 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(tǒng)中的故障類型(地址、行、單個單元等)，存儲器芯片或模塊被隔離并被測試，然后我們會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(tǒng)中移開，然后進行組件或模塊測試來發(fā)現(xiàn)故障。

*　邏輯分析儀可用于確定故障問題/類型及違規(guī)情況。

盡管可采用示波器，經(jīng)驗表明在迅速測量、確認和調(diào)試系統(tǒng)方面，其它的工具會更有效。我們相信這些替代工具使設(shè)計工程師能夠迅速地實現(xiàn)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(jié)論：

* 定期的兼容性測試及邊際測試會暴露一些系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題或困難。

* SI不能發(fā)現(xiàn)存儲器或系統(tǒng)級診斷所不能識別的任何問題，SI發(fā)現(xiàn)的是與其它測試所發(fā)現(xiàn)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，探測64位數(shù)據(jù)總線及俘獲目標示波器屏幕圖會消耗時間。

* SI采用昂貴的設(shè)備(示波器和探測器)

* 因需要高級工程師分析來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(xiàn)所有的故障，兼容性及邊際測試能夠發(fā)現(xiàn)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(tǒng)開發(fā)、存儲器質(zhì)量控制和測試，本節(jié)將簡要敘述這些工具及其使用方法。

計算機系統(tǒng)極適于軟件測試，因為計算機能夠利用現(xiàn)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，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(jié)合的程序，診斷工具用來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。針對這些應用類型，設(shè)計工程師開發(fā)專用工具或根本不使用 這些工具，編制更為魯棒的專用工具能獲得比SI測試更多的益處。值得注意的是：有時候在系統(tǒng)中不可能進行與存儲器規(guī)格有關(guān)的測試(如MPEG解碼或網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)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(tǒng)暴露邊際問題，有兩類邊際測試尤其重要:電壓及溫度的強化測試。這兩類強化測試重點在于使DRAM和DRAM控制器暴露到可能顯示系統(tǒng)問題的狀態(tài)，圖2以實例說明系統(tǒng)規(guī)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，就測試時間和所需的資源而言，這種測試也是可行的。對于一個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(tǒng)而言，這四個角是：

*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(tǒng)在某個溫度和電壓保持穩(wěn)定，然后在這一角進行一系列的測試，如果出現(xiàn)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(diào)節(jié)器控制，因此無法調(diào)節(jié)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關(guān)(重啟)系統(tǒng)，測試包括冷啟動和熱啟動測試。系統(tǒng)由未被運行狀態(tài)到進入環(huán)境溫度下的運行狀態(tài)的過程 稱為冷啟動，當系統(tǒng)運行了一段時間且內(nèi)部溫度穩(wěn)定時進行的啟動為熱啟動。在啟動或上電時，在可能出現(xiàn)錯誤的地方會發(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，間歇性的問題只可通過反復啟動被檢測到。

自動刷新測試

DRAM單元漏電且必須被刷新以便正常操作，要節(jié)省耗電，自動刷新應在存儲器處于非讀寫狀態(tài)時進行。當進入和退出自動刷新功 能時，存儲器控制器會提供正確的命令；否則會丟失數(shù)據(jù)。與功率周期類似，自動刷新周期非常有用。如果出現(xiàn)某種間歇性的自動刷新進入或退出問題，重復這一周 期有助于檢測到這些問題。不采用自動刷新的應用應避免這種測試。

本文小結(jié)

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