嵌入式只读存储器的内建自测试设计

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1、嵌入式只读存储器的内建自测试设计刘峰（玉林师范学院职业技术学院讲师广西玉林537000）摘要：随着存储器件日益向着高速、高集成方向发展，依靠外部设备对嵌入式存储器的测试变得越来越困难，内建自测试是解决这个问题的有效方法。文中详细分析了存储器的故障表现和诊断算法，给出了嵌入式只读存储器的内建自测试的一种设计实现，同时研究了将边界扫描技术与只读存储器的内建自测试相结合、形成层次化系统芯片SoC的设计策略。关键词：嵌入式只读存储器；内建自测试；故障模型；march算法中图分类号:TN402BuiltinSelftestforEmbeddedReadonlyMemoryLI

2、UFeng(Lecturer,PolytechnicSchool,YulinTeachers'College,Yulin,Guangxi537000)Abstract:Withthememory’sgrowthtowardshighspeedandhighintegrated,totestembeddedmemorywithexternalequipmentisbecomingmoreandmoredifficult,BIST(builtinselftest)isveryeffectiveinsolvingthisproblem.Inthispaper,faultd

3、isplaysandfaultdiagnosisalgorithmsofmemoryisanalyzedindetail,adesignimplementationofembeddedROMBISTisgiven.Finally,designstrategyofcombiningBoundaryScanSolutionwithROMBISTtoformhierarchicalSoCisdiscussed.Keywords:embeddedreadonlymemory;builtinselftest;faultmodel;marchalgorithm1引言存储器被广泛

4、应用于高性能的计算机系统中，除了作为单独产品使用外，目前的趋势是尽可能把它集成在超大规模集成电路(verylargescaleintegratedcircuit,VLSI)芯片内部，这样做的优点是明显的：一是由于存储器在芯片内部不需要拖动片外负载电容，读写速度可以大大加快；二是单独的存储器芯片输入/输出管脚多，封装费用昂贵，集成在芯片内部后就不存在这个问题，这样就可以大大降低封装成本。随着存储器件日益向着高速、高集成方向发展，同时带来一个问题，依靠外部设备对这种嵌入式存储器的测试变得越来越困难。内建自测试(buildinselftest,BIST)方法通过在芯片内部

5、集成少量的逻辑电路实现对集成电路的测试，被认为是解决这个问题的有效方法之一。内建自测试作为一种可测性设计方法，能显著改善电路中随机逻辑的可测性，具有高的故障覆盖率；支持在线测试和atspeed测试，显著缩短测试时间，这一点对可靠性要求较高的系统意义重大；降低对自动测试设备的要求；对IP核的保密性高(见文献[1])。2存储器故障表现和诊断算法2.1存储器的故障表现根据存储器的结构来划分，存储器的故障表现主要有3类：（1）地址译码电路故障，主要表现为：①给定的地址寻不到任何单元；②寻址到的单元不唯一；③寻址到的单元不是预期的。（2）读写逻辑故障，主要表现为：①重写或复读

6、，即对某一单元进行读/写操作时却重复读/写多个单元。一般是由于读写作者:刘峰,男,1969年出生,玉林师范学院讲师,研究方向:集成电路测试1电路的开关时间过长引起的。②在连续读同一比特值后忽然变成另一比特值，读出错误。这一般是由于读写检测放大器恢复时间过长造成的。(3)存储单元阵列的故障，主要表现为：①数据间的扰动，包括行、列和单元间的数据相互影响；②对测试序列的花样具有敏感性。这些故障都是由于存储器内部单元阵列密集，相互之间可能存在的寄生耦合现象引起的。2.2存储器故障模型由于地址译码故障和读写逻辑故障可以功能等效地映射到存储单元阵列故障中去，故可以仅考虑存储阵列

7、的故障模型。（1）固定型故障（StuckAtFault,SAF）：存储单元中的值固定为0（SA0）或固定为1（SA1）,无法发生变化(见文献[2])。（2）开路故障（OpenFault,OF）：阵列中的一个或多个单元开路到0（opento0）或开路到1（opento1）（3）跳变故障（TransitionFault,TF）：存储单元在写入与当前内容不同的值时无法在期望时间内完成0→1跳变或1→0跳变。这种故障可看作是SAF的特例，实质有所不用，因为当该故障单元同时与其他单元存在组合故障时，可能会在组合故障被激活时完成上述不能完成的跳变。（4）耦合故障（Coupl