存儲器故障診斷算法實現(xiàn)

　　1 引言

　　存儲器是各種電子設(shè)備中保存信息的主要部件，隨著存儲器芯片的密度和復雜度的日益提高，設(shè)計一個良好的測試算法來測試存儲器變得尤為重要。

　　2 存儲器的故障模型

　　研究存儲器的檢測方法，就必須先建立存儲器單元的故障模型，也就是要求把物理故障模型化為邏輯故障，通?？梢杂霉δ苣Ｐ突蚧蚁蛔幽Ｐ蛯?a href="http://ttokpm.com/jiadian/dianshiji/200604174129.html" target="_blank">存儲器故障模型化，典型RAM功能模型如圖1所示，該模型是由Vande Goor提出的簡化功能DRAM模型[1]。

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　　對于圖1的功能模型，存儲器的故障主要表現(xiàn)有3類：

　　(1)地址解碼器故障(AF)[2]，主要表現(xiàn)為4種形式(如圖2所示)。

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　　(2)讀寫邏輯模塊故障。主要表現(xiàn)為在讀寫電路中，某些檢測放大器的出或者寫入驅(qū)動器的邏輯部分，可能產(chǎn)生開路、短路或者I/O固定的故障，在讀寫電路的數(shù)據(jù)

　　線之間存在交叉耦合的干擾。

　　(3)存儲單元陣列故障，由于存儲單元陣列是存儲器內(nèi)規(guī)模最為復雜的一個模塊，因此出現(xiàn)故障的概率最大，故障的類型也最為復雜，主要是由于存儲器單元內(nèi)的數(shù)據(jù)線開路、短路以及串擾所引起的。

　　對于上述的功能模型去掉其中的某些邏輯模塊，就可用于ROM的測試。

　　3 存儲器的簡化功能故障[2、5、6]

　　基于以上各模塊的故障表現(xiàn)形式，又由于地址譯碼故障和讀寫邏輯故障可以等效的功能映射為存儲器單元陣列故障，故可把存儲器故障簡化為下列四種功能故障：

　　(1)固定故障(stuck-At Fault，SAF)

　　單元或連線的邏輯值總為0或總為1的故障，單元/連線總是處于有故障的狀態(tài)，并且故障的邏輯值不變。

　　(2)轉(zhuǎn)換故障(Transition Fault.TF)

　　轉(zhuǎn)換故障是SAF的一種特殊情況，當寫數(shù)據(jù)時，某一存儲單元失效使得0→1轉(zhuǎn)變或1→0轉(zhuǎn)變不能發(fā)生，表現(xiàn)為固定故障的形式。

　　(3)耦合故障(Coupling Fault，CF)

　　存儲單元中某些位的跳變導致其他位的邏輯發(fā)生非預期的變化，它既可以發(fā)生在不同單元之間，也可以發(fā)生在同一單元不同位之間。

　　(4)相鄰矢量敏化故障(Neighborhood Pattern Sensitive Faults，NPSF)

　　一個單元因相鄰單元的活動導致狀態(tài)不正確，一個單元的相鄰單元可能有5個，也可能有9個，如圖3的(a)、(b)所示。

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　　4 存儲器故障診斷算法分析

　　針對存儲器故障模型中的各種故障，人們提出了各種診斷算法，目前主要使用的算法有：Checkerboard算法(棋盤法)、Gallop算法(奔跳法)、March算法(進行法)等。

　　4.1 Checkerboard算法(棋盤法)[7]

　　棋盤法的測試過程是首先對每一個存儲單元賦值，使得每一個單元與其緊相鄰的各個單元的值都不同，如圖4所示，即把整個存儲陣列分為兩塊a、b，然后采用如下過程對a、b進行讀寫;

　　(1)對分塊a(b)中的單元寫0(1);

　　(2)讀所有單元;

　　(3)對分塊a(b)中的單元寫1(0);

　　(4)讀所有單元;

　　(5)該算法理論上操作的次數(shù)是O(N)，其中N為存儲器容量，可以檢測SAF故障和相鄰單元的橋接故障，其故障覆蓋率較低。

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