項(xiàng)目名稱：基于FPGA低成本數(shù)字芯片自動(dòng)測試儀的研發(fā)
研究目的：應(yīng)用VertexⅡ Pro 開發(fā)板系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash存儲(chǔ)器的功能測試。
研究背景：
隨著電路復(fù)雜程度的提高和尺寸的日益縮減，測試已經(jīng)成為迫切需要解決的問題，特別是進(jìn)入深亞微米以及高級(jí)成度的發(fā)展階段以來，通過集成各種IP核，系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）的功能更加強(qiáng)大，同時(shí)也帶來了一系列的設(shè)計(jì)和測試問題。
測試是VLSI設(shè)計(jì)中費(fèi)用最高、難度最大的一個(gè)環(huán)節(jié)。這主要是基于以下幾個(gè)原因：
1、目前的IC測試都是通過ATE（自動(dòng)測試儀）測試平臺(tái)對(duì)芯片施加測試的。由于ATE的價(jià)格昂貴（通常都是幾百萬美元每臺(tái)），因此測試成本一直居高不下，這就是導(dǎo)致測試費(fèi)用高的最主要原因。
2、隨著VLSI器件的時(shí)鐘頻率呈指數(shù)增長，在這種情況下，高頻率、高速度測試的費(fèi)用也相應(yīng)的提高。
3、VLSI器件中晶體管的集成度越來越高，使得芯片內(nèi)部模塊變得更加難測，測試的復(fù)雜度越來越大，這又提高了測試成本。
本次研究希望能夠利用FPGA部分實(shí)現(xiàn)ATE的測試功能，這樣就可以在某種程度上大幅度降低測試成本，同時(shí)有能夠滿足測試的要求。
功能特點(diǎn)：
完整的測試結(jié)構(gòu)，較完善的測試功能。
使用March C的優(yōu)化算法，測試時(shí)間較短。
能夠覆蓋Flash存儲(chǔ)器的大部分故障。
研究創(chuàng)新點(diǎn)：
1、低成本、高性價(jià)比；
2、具有開放架構(gòu);
3、體積小、便攜.
項(xiàng)目實(shí)施方案
1 Flash存儲(chǔ)器的故障類型：
1）固定型故障（SAF故障）：存儲(chǔ)單元恒定的存儲(chǔ)1或0的功能型故障。
2）變遷故障：存儲(chǔ)單元不能從0狀態(tài)變遷到1狀態(tài)（↑）或者不能從1狀態(tài)變遷到0狀態(tài)（↓）的故障。
3）耦合故障（CF故障）：一個(gè)存儲(chǔ)單元的值可能因?yàn)槠渌鎯?chǔ)單元狀態(tài)的改變而變化的故障。其形成的原因有短接或寄生效應(yīng)。
耦合故障有三種形式：反相、同勢(shì)、橋接/狀態(tài)。
反相（CFins）：一個(gè)存儲(chǔ)單元的狀態(tài)變化引起其他單元值變反的現(xiàn)象。
同勢(shì)（CFids）：一個(gè)存儲(chǔ)單元的狀態(tài)變化引起其他單元的值為一特定的邏輯值（0或1）的現(xiàn)象。
橋接和狀態(tài)（SCF）：一個(gè)存儲(chǔ)單元的確定狀態(tài)導(dǎo)致另一個(gè)存儲(chǔ)單元處于特定狀態(tài)的現(xiàn)象。
4）數(shù)據(jù)維持失效（DRF）：存儲(chǔ)單元經(jīng)過一段時(shí)間后無法維持自己的邏輯值的故障，這種失效一般是由上拉電阻斷開引起的。
以上四種故障模型是所有存儲(chǔ)器都可能存在的失效模型。
另外，Flash還有以下幾種失效模型。
5）柵極編程干擾（GPD）和柵極擦除干擾（GED）：對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元的編程或擦除操作引起同一字線上的另外單元發(fā)生錯(cuò)誤的編程或擦除操作。
6）漏極編程干擾（DPD）和漏極擦除干擾（DED）：對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元的編程或擦除操作引起同一位線上的另外單元發(fā)生錯(cuò)誤的編程或擦除操作。
7）過度擦除（OE）：對(duì)存儲(chǔ)器的過度擦除將會(huì)導(dǎo)致對(duì)該存儲(chǔ)單元的下一次編程不起作用，從而無法得到正確的操作結(jié)果。
8）讀干擾（RD）：對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀操作引起對(duì)該單元的錯(cuò)誤編程。
以上的故障都屬于陣列故障，還存在周邊電路故障。
9）地址譯碼失效（ADF）；特定的地址無法存取對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元，或多個(gè)單元同時(shí)被存取，或特定的存儲(chǔ)單元可以被多個(gè)地址存取。
2 March C 算法：
< 基于以上列出的Flash 存儲(chǔ)器的故障模型，需要選擇覆蓋率高，效率高的測試算法對(duì)其進(jìn)行測試驗(yàn)證。
本次研究采用March C算法來實(shí)現(xiàn)。其表示為：
{↓↑（w0）;↑(r0,w1,);↑(r1,w0);
↓(r0,w1); ↓(r1,w0); ↓↑(w0)}
其中，符號(hào)意義如下：
↑表示地址升序
↓表示地址降序
↓↑表示地址升序或或降序均可
w0寫0操作
w1寫1操作
r0讀0操作，期望值為0
r1讀1操作，期望值為1
March C算法是運(yùn)行時(shí)間為10N，其中N表示存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。
其故障覆蓋率可達(dá)到90%以上。
另外，研究過程中將對(duì)March算法進(jìn)行優(yōu)化。
