基于J750EX測試系統(tǒng)的SRAM VDSR32M32測試技術(shù)研究

作者：王鑫，王烈洋，占連樣，陳像，張水蘋，湯凡，黃小琥，李光

摘要

VDSR32M32是珠海歐比特公司自主研發(fā)的一種高速、大容量的靜態(tài)隨機器(SRAM)用其對大容量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速存取。本文首先介紹了該芯片的結(jié)構(gòu)和原理，其次詳細(xì)闡述了基于J750測試系統(tǒng)的測試技術(shù)研究，提出了采用J750EX測試系統(tǒng)的DSIO及其他模塊實現(xiàn)對SRAM VDSR16M32進(jìn)行電性測試及功能測試。另外，針對SRAM的關(guān)鍵時序參數(shù)，如TAA(地址變化到數(shù)據(jù)輸出有效時間)、TACS(片選下降到數(shù)據(jù)輸出有效時間)、TOE(讀信號下降到數(shù)據(jù)輸出有效時間)等，使用測試系統(tǒng)為器件施加適當(dāng)?shù)目刂萍?，完成SRAM的時序配合，從而達(dá)到器件性能的測試要求。

1引言

SRAM靜態(tài)隨機存取存儲器是一種具有靜止存取功能的內(nèi)存，不需要刷新電路技能保存它內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)。它的主要優(yōu)點是速度快，不必配備刷新電路，可提高整體的工作效率。集成度低，功耗小，相同容量的體積較大，而且價格較高。但在串行低速數(shù)據(jù)到并行高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程中，存儲器起的是數(shù)據(jù)緩沖作用。為了得到更高的傳輸速度和更大的傳輸容量，需要更高的速度和更大容量的存儲器。VDSR32M32是珠海歐比特公司研制出的一種高速、大容量的TTL同步靜態(tài)存儲器，內(nèi)部由8片256Kbit CMOS SRAM組成，實現(xiàn)了由8個存儲容量為256K×16bits字節(jié)的芯片擴展成容量為1M×32bits的SIP大容量存儲器芯片，同時具有設(shè)計簡單，應(yīng)用靈活等特點。

2VDSR32M32芯片介紹

2.1VDSR32M32的結(jié)構(gòu)

本器件是一種大容量、高速的SRAM。采用了先進(jìn)的立體封裝技術(shù)，把8片高速大容量的SRAM分八層進(jìn)行疊裝，組成了總?cè)萘繛?2M bit數(shù)據(jù)寬度為32位的大容量存儲器,具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖1. 這種結(jié)構(gòu)不但大大的擴充了存儲器的容量和數(shù)據(jù)位寬，而且還可以在應(yīng)用時大量節(jié)省了PCB板的使用空間。通過應(yīng)用了立體封裝的技術(shù)縮短了互連導(dǎo)線，從而降低了寄生效應(yīng)，使得器件具有高性能、高可靠、長壽命、大容量等的性能特點。圖2為VDSR32M32中的任一Block的結(jié)構(gòu)框圖，它主要由控制邏輯、存儲整列等組成。

VDSR32M32主要特性如下：

總?cè)萘浚?2M bit;

工作電壓：3.3V(典型值)，3.0~ 3.6V(范圍值);

數(shù)據(jù)寬度：32位;

訪問周期：12ns;

所有輸入輸出兼容TTL電平;

68腳SOP II 封裝。

圖1 VDSR32M32原理圖

圖2 VDSR32M32內(nèi)部Block的結(jié)構(gòu)框圖

VDSR32M32立體封裝SRAM芯片采用8片型號為R1RW0416DSB-2PI的基片利用歐比特公司的SIP立體封裝工藝堆疊而成，分為獨立的8個片選信號(#CS0~#CS7)，實現(xiàn)了由8個存儲容量為256K×16bits字節(jié)的芯片擴展成容量為1M×32bits的SIP大容量存儲器芯片。各引腳的功能使用說明如下：

VCC：+3.3V電源輸入端;

VSS：接地引腳;

A0~A17:地址同步輸入端;

#LB：低字節(jié)選擇;

#UB: 高字節(jié)選擇;

#OE：輸出使能, 數(shù)據(jù)讀取時需置為低，寫時置為低;

#CE0/#CE7：片選信號，低電平有效時選中該片;

DQ0~DQ32：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳;

#WE: 寫使能信號.

2.2 VDSR32M32電特性。

表 1 產(chǎn)品電特性

2.3VDSR32M32功能操作

表 2 器件功能真值表 1)

注：1)、 X=任意, H=高電平, L=低電平, Z=高阻。

2)、#CSn有效為#CS0、#CS1、#CS2 #CS3、#CS4、#CS5、#CS6和#CS7同時有效。

3 VDSR32M32測試方案

在本案例中，我們選用了Teradyne公司的J750測試系統(tǒng)對VDSR32M32進(jìn)行全面的性能和功能評價。該器件的測試思路為典型的數(shù)字電路測試方法，即存儲陣列的讀寫功能測試及各項電特性參數(shù)測試。

3.1 J750測試系統(tǒng)簡介

J750測試系統(tǒng)是上海Teradyne公司生產(chǎn)的存儲器自動測試機，Teradyne J750的高容量并行測試能力的設(shè)備測試效率可以高達(dá)95%。零腳印系統(tǒng)允許測試頭里面可以容納多達(dá)1,024 個輸入/輸出(I/O)通道，提供一整套選項，包括轉(zhuǎn)換器測試選項、內(nèi)存測試選項、冗余分析和混合信號選項。這些極大地拓寬了測試能力范圍。該系統(tǒng)還有IG-XL (TM) 測試軟件，把最新PC技術(shù)和Windows NT操作系統(tǒng)的力量和性能與標(biāo)準(zhǔn)的Windows工具(比如Microsoft Excel 和Visual Basic)融合在一起。

3.2DSIO簡介

DSIO即為Digital Signal Input/Output(數(shù)字信號輸入/輸出)模塊的簡稱，它能使J750EX對數(shù)字信號進(jìn)行發(fā)送(source)、抓取(capture)及分析(analyze)等操作。此模塊的應(yīng)用方法十分靈活，轉(zhuǎn)換測試需要輸入的高速數(shù)字波形，器件寄存器需要動態(tài)寫入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，獨立存在于數(shù)字測試矢量中的數(shù)據(jù)發(fā)送，以及對上述各類數(shù)據(jù)的抓取操作均可以使用該模塊順利完成。對VDSR16M32的測試就采用了DSIO可以獨立于測試矢量，對個別管腳單獨發(fā)送所需的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)這一功能。

3.3 采用J750測試系統(tǒng)DSIO模塊測試方案設(shè)計

1)硬件設(shè)計

按照J(rèn)750測試系統(tǒng)的測試通道配置規(guī)則,繪制VDSR32M32的測試轉(zhuǎn)接板,要對器件速率、工作電流、抗干擾等相關(guān)因素進(jìn)行綜合考量。

2)軟件設(shè)計

考慮到使用該模塊為器件提供需要施加激勵信號的特殊性，我們采用了 J750測試系統(tǒng)基于Visual Basic 和Microsoft Excel工具，在IG-XL測試軟件下對程序進(jìn)行編寫，具體實施步驟如下：

A. 按照J(rèn)750的標(biāo)準(zhǔn)編程方法，先完成對VDSR32M32的Pin Map、Channel Map、等芯片管腳進(jìn)行定義;