便攜式技術(shù)的發(fā)展使人們?cè)絹?lái)越依賴蜂窩電話、PDA和導(dǎo)航系統(tǒng)這類便攜式裝置,。隨著處理器技術(shù)的不斷進(jìn)步,過(guò)去幾年中大容量存儲(chǔ)器件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),。例如,,從蘋果公司的iPod Mini到尺寸更小的iPod Nano產(chǎn)品,,重新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部件不是速度更快的處理器,而是采用閃存取代了硬盤,。這些裝置的可靠性取決于存儲(chǔ)器的正確設(shè)計(jì)和測(cè)試,。
在開(kāi)發(fā)和測(cè)試存儲(chǔ)器件方面,工程師面臨著許多挑戰(zhàn),。要獲得更低的消費(fèi)價(jià)格,,就要不斷削減測(cè)試成本和時(shí)間。一直以來(lái),,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不得不為每個(gè)設(shè)計(jì)購(gòu)買或租賃昂貴的高端存儲(chǔ)器測(cè)試設(shè)備,。而PC的普及和FPGA技術(shù)的發(fā)展則催生出一種用于驗(yàn)證存儲(chǔ)器件的新型、低成本測(cè)試設(shè)備,?;赑C的混合信號(hào)平臺(tái),諸如圖1所示的 PXI(用于儀器的PCI擴(kuò)展)測(cè)試系統(tǒng),,可以安裝在工程師的桌面上并提供比其它方案成本更低的,、測(cè)試所必需的功能。利用這些平臺(tái),,工程師可以盡早測(cè)試其設(shè)計(jì),,并將測(cè)試貫穿到整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程之中。
本文將探討存儲(chǔ)器測(cè)試解決方案的開(kāi)發(fā)以及驗(yàn)證功能和物理連接所需的測(cè)試設(shè)備功能,。并分析除了滿足存儲(chǔ)器基本功能測(cè)試之外,,如何擴(kuò)展測(cè)試能力。
存儲(chǔ)器測(cè)試的主要目標(biāo)是驗(yàn)證存儲(chǔ)器件上的每一個(gè)存儲(chǔ)位都能夠可靠地儲(chǔ)存數(shù)據(jù),。驗(yàn)證存儲(chǔ)器件所需的關(guān)鍵測(cè)試包括驗(yàn)證物理連接,、檢查存儲(chǔ)器的每一位并描述器件特征。采用基于PC的平臺(tái),,例如PXI,,工程師可以利用標(biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言(例如NI LabVIEW和C/C++)開(kāi)發(fā)定制、低成本測(cè)試系統(tǒng),,以滿足存儲(chǔ)器測(cè)試的要求,。
驗(yàn)證物理連接(包括存儲(chǔ)器地址和數(shù)據(jù)I/O線)對(duì)于確保數(shù)據(jù)被正確存儲(chǔ)在所期望的位置至關(guān)重要。地址線規(guī)定每一個(gè)操作的存儲(chǔ)位置,,而雙向數(shù)據(jù)線負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)輸入和輸出存儲(chǔ)器,。如果有一個(gè)物理連接發(fā)生故障,其它測(cè)試也會(huì)出錯(cuò),。
圖1:應(yīng)用于桌面的PXI混合信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)
存儲(chǔ)器的功能測(cè)試由數(shù)字測(cè)試設(shè)備執(zhí)行的一系列讀寫操作構(gòu)成,。每次執(zhí)行讀操作之后,測(cè)試系統(tǒng)將讀取的數(shù)據(jù)與期望值做比較,。測(cè)試數(shù)據(jù)線不需要重復(fù)通過(guò)存儲(chǔ)器中的每個(gè)地址,。例如,,一個(gè)4位存儲(chǔ)器只需要4次寫和讀操作,以完全驗(yàn)證數(shù)據(jù)線并核查粘著性(stuck-at)故障,。通過(guò)選擇單一地址,,初始化時(shí)存儲(chǔ)器各位均置為“0”,采用“進(jìn)位置1”模式寫入數(shù)據(jù),,工程師就可以高效地測(cè)試數(shù)據(jù)線,。圖2所示為4位存儲(chǔ)器件的“進(jìn)位置1”模式。測(cè)試的第一步是把 “1000” 寫入期望的位置,,然后,,對(duì)該地址進(jìn)行初始化讀操作。如果存儲(chǔ)器返回的數(shù)據(jù)與所寫入的數(shù)據(jù)相匹配,,那么就表明該數(shù)據(jù)線功能正確,。采用不同的測(cè)試模式,工程師可通過(guò)類似步驟驗(yàn)證地址線和每一個(gè)存儲(chǔ)位,。
盡管一些數(shù)字儀器可以執(zhí)行這種簡(jiǎn)單的測(cè)試,,但要測(cè)試更復(fù)雜的存儲(chǔ)器件則需要成百上千的讀寫操作。如果用軟件執(zhí)行比較讀入數(shù)據(jù)與每次讀操作后的期望響應(yīng),,那么測(cè)試時(shí)間可能會(huì)成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
為了將使空閑時(shí)間減到最小,,先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備支持基于每個(gè)周期和每個(gè)通道的雙向通信,。先進(jìn)的測(cè)試儀器可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)從存儲(chǔ)器讀取并比較數(shù)據(jù),而無(wú)需讓存儲(chǔ)器件停下來(lái)重新配置,,或把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C上進(jìn)行比較,。隨著基于FPGA的儀器的應(yīng)用增多,除了0和1之外,,新型和現(xiàn)有硬件還支持邏輯狀態(tài)的測(cè)量,。為了驗(yàn)證來(lái)自存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù),測(cè)試向量利用特定的狀態(tài)來(lái)定義何時(shí)數(shù)字儀器應(yīng)該主動(dòng)接收數(shù)據(jù)以及期望響應(yīng)值是什么,。例如,,國(guó)家儀器公司的PXI- 6552數(shù)字波形發(fā)生器/分析儀利用能支持6個(gè)不同通道狀態(tài)的FPGA,根據(jù)測(cè)試向量中的數(shù)據(jù)重新配置儀器的行為,。
圖2. “進(jìn)位置1”模式
隨著存儲(chǔ)器技術(shù)的發(fā)展,,改變測(cè)試模式和存儲(chǔ)器芯片的測(cè)試方法變得日益重要。通過(guò)采用可置于桌面的基于PC的測(cè)試儀器,,工程師就能夠獲得所需要的靈活性和用戶定制特性,。
超越功能測(cè)試
在一項(xiàng)設(shè)計(jì)成功通過(guò)所有功能測(cè)試之后,工程師能夠獲得被測(cè)器件更詳細(xì)的特性,。公共測(cè)試包括描述存取時(shí)間和電器規(guī)范的特征,,例如電壓范圍,。采用模塊化測(cè)試平臺(tái)(例如PXI)的工程師可以擴(kuò)展他們的測(cè)試系統(tǒng),以包括更多的儀器,,如數(shù)字化儀,、數(shù)字萬(wàn)用表和RF儀器。PXI還提供內(nèi)置功能,,例如為儀器間的相位一致性提供定時(shí)和同步功能,,并具有構(gòu)建高通道數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的能力。
采用數(shù)字儀器,,如NI 6552數(shù)字波形發(fā)生器/分析儀,,工程師可執(zhí)行存儲(chǔ)器件全部特征的提取,而無(wú)需增加額外的測(cè)試設(shè)備,。采用NI LabVIEW這樣的軟件,,工程師能夠創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試,掃描用于與存儲(chǔ)器件通信的電平以驗(yàn)證最小工作電壓,。圖3所示在LabVIEW中這種測(cè)試的結(jié)果,。其中,水平軸表示被測(cè)電壓,,垂直軸表示接收到的錯(cuò)誤位百分比,。從圖中很容易推出存儲(chǔ)器件的最小工作電壓為2.43V。
圖3.存儲(chǔ)器件最小工作電壓的特征
如果存儲(chǔ)器件被嵌入較大的數(shù)字裝置之中,,就需要對(duì)成品進(jìn)行額外的測(cè)試,。工程師通過(guò)復(fù)用進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì)和數(shù)字存儲(chǔ)器件的相同測(cè)試設(shè)備,可以降低測(cè)試成本,。因?yàn)榇蠖鄶?shù)數(shù)字裝置都有相同的基本測(cè)試需求,、獲取或生成用于分析的測(cè)試向量,因而工程師可重新配置硬件和用戶接口,,以便在單一平臺(tái)上創(chuàng)建廣泛的虛擬儀器,。
隨著開(kāi)發(fā)新技術(shù)的壓力日益增大,工程師面臨優(yōu)化其測(cè)試成本和測(cè)試時(shí)間的挑戰(zhàn),?;赑C和FPGA技術(shù)的、低成本的商用測(cè)試設(shè)備,,已經(jīng)幫助工程師實(shí)現(xiàn)了在桌面上執(zhí)行強(qiáng)大的,、混合信號(hào)原型測(cè)試。利用軟件可重配置的硬件,,工程師還可以在一臺(tái)基于PC的平臺(tái)上開(kāi)發(fā)多種定制測(cè)試系統(tǒng),。此外,采用虛擬儀器方法,,工程師可以通過(guò)軟件定義通用測(cè)量硬件的功能,,因而測(cè)試系統(tǒng)就成為驗(yàn)證存儲(chǔ)器和其它混合信號(hào)器件設(shè)計(jì)的重要策略,。