Домашнее задание №1 по дисциплине «Применение ПК» на тему «Встроенный контроль БИС ОЗУ (1983)» Авторы статьи: Березин А.С. Лапшинский В.А.
Конспект выполнила: студентка группы А4-09 Чабанова В.Н. Преподаватель: доцент В.А. Лапшинский
Москва 2013
Оглавление
Аннотация.............................................2 Глоссарий..............................................3 Введение..............................................4 Основной текст......................................5 Заключение..........................................6 Список литературы..............................10
Аннотация
В данном конспекте рассмотрен один из возможных ва-риантов организации БИС оперативной памяти со встроенным контролем функционирования. Проведен сравнительный ана-лиз параметров (время контроля, площадь кристалла, по-требляемая мощность) статистических и динамических БИС памяти для нескольких тестов. Даются численные оценки данных параметров для БИС ОЗУ емкостью 16-64 Кбит, пока-заны достоинства внутреннего контроля.
Глоссарий
БИС ОЗУ – большая интегральная схема оперативного запоми-нающего устройства ЭП – элемент памяти ТИ – тактовый импульс Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход.
Введение
В данной статье освещен один из самых ранних этапов встроенного контроля как метода ускоренной проверки БИС ОЗУ. Рассматриваются БИС емкостью 16-64 Кбит, что сейчас, конечно, не является актуальным. С другой стороны, принципи-альная схема контроля осталась прежней, так что, не смотря на то, что статья была опубликована в 1983 году, в ней есть то, что может быть актуальным и сейчас.
Встроенный контроль как метод ускоренной проверки БИС ОЗУ
Повышение информационной емкости БИС ОЗУ до Nис = 64 Кбит и более и использование стандартных тестов (Nис^2), проверяющих работоспособность, значительно увеличивают временные затраты на испытания и усложняют тестирующую аппаратуру [1–3]. Один из возможных путей повышения скорости контроля работоспособности – создание процессорно-ориентированных БИС ОЗУ [4], в состав которых введены дополнительные блоки для выполнения автоматического контроля. Данные блоки позволяют проверять БИС памяти на этапе изготовления и в процессе эксплуатации.
Основным методом контроля БИС ОЗУ является применение тестов [2, 3]. Как правило, тесты ориентированы на выявление неисправных ЭП в накопителе. Это вызвано тем, что большая часть отказов БИС памяти приходится именно на матрицу ЭП. Очевидно, при выборе теста для реализации БИС ОЗУ со встроенным контролем следует стремиться к минимизации дополнительной площади кристалла, продолжительности теста, выявлению неисправностей ЭП, дешифраторов и формирователей. При неисправности блоков выборки кристаллов и ввода–вывода вся БИС памяти считается невыгодной.
Для построение БИС ОЗУ со встроенным контролем в типовую структурную схему необходимо ввести встроенный блок контроля (рис. 1), содержащий счетчик адресов (рис. 2). При этом в качестве тактового импульса (ТИ) для запуска встроенного блока контроля используется внутренний сигнал выборки кристалла. Для достижения минимума времени контроля в блок контроля нужно ввести генератор ТИ. При проведении контроля матрица ЭП условно разделена по разрядам на секции. Считается, что при обнаружении хотя бы одного неисправного ЭП вся секция считается негодной.
Контроль происходит следующим образом. Выбор режима контроля обеспечивается подачей лог.1 на вывод БИС «Автоматический контроль». Генерация кода адреса в соответствии с заданным тестом осуществляется счетчиком адресов. Управление записью – считыванием двоичной информации обеспечивается счетчиком теста. Последовательность импульсов на выходе блока сравнения сигнализирует о степени правильности функционирования матрицы ЭП, дешифраторов и формирователей. Результат тестирования секций записывается в соответствующие разряды регистра сдвига и последовательно выводится через вывод БИС «результат контроля». Количество им-пульсов на выводе БИС «Результат контроля» соответствует количеству секций матрицы ЭП. Режим произвольной выборки информации обеспечивается при подаче лог.0 на вывод БИС «Автоматический контроль».
рис. 1 - БИС памяти со встроенным контролем
Для контроля БИС оперативной памяти с помощью внешнего устройства либо встроенного блока время контроля с помощью внешнего устройства зависит от задержки линии связи, а при помощи встроенного блока контроля - не зависит.
Для статистических БИС памяти с немультиплексированным вводом адреса минимальная длительность цикла выборки зависит от времени, необходимым для фиксации считанного сигнала внешними устройствами и восстановления усилителей считывания, а для динамических БИС памяти - от длительности регенерации в динамическом ЭП и восстановлений усилителей считывания.
Для динамических БИС памяти с мультиплексированным вводом адреса минимальная длительность цикла выборки так же зависит от коэффициента, характеризующего скорость мультиплексированного ввода адреса и от задержки переключения мультиплексора адресов.
Для анализа аппаратурной избыточности БИС памяти со встроенным контролем определено количество и площадь схемных элементов [4] в основных и дополнительных блоках управления (Sбу(доп), Sбу(осн)) . При этом предполагалось, что матрица ЭП состоит из 16 разрядных секций; использовались динамические и статистические ЭП соответственно с площадью Sэп = 250 и 1000 мкм^2 [6].
Для оценки экономичности БИС памяти со встроенным контролем, кроме мощности, потребляемой БИС памяти в режиме выборки Рв, введена мощность, потребляемая встроенным блоком контроля Рнек, и мощность, потребляемая БИС памяти в режиме контроля Рк. Мощность, рассеиваемая на вентиль управления, Ро = 0,5 мВт/вентиль [5, 7]; мощность, потребляемая статистическим ЭП в режиме хранения Рхр(эп) < 1-10 мкВт [6, 7]. Численные оценки характеристик для статистических и динамических БИС памяти соответственно 16 и 64 Кбит.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что встроенный контроль и самодиагностика – перспективное направление совершенствования и организации БИС памяти емкостью 16-64 Кбит и более. При введении встроенного контроля при относительно небольшой избыточности по занимаемой площади (4-7% от общей площади кристалла), мощности (20-40% от Рк ) и небольшого числа дополнительных выводов (2) удается в 3-4 раза уменьшить время контроля по сравнению с использованием внешнего контролирующего устройства.
рис. 2 - Тесты для БИС
Введение встроенного контроля дает возможность совмещения функций контроля, регенерации и первоначального подключения к Епит для БИС памяти на основе динамических ЭП. Применение встроенного контроля позволяет ускорить поиск частично годных БИС ОЗУ с целью их использования в аппаратуре.
Заключение
В заключение можно сказать, что встроенный контроль и самодиагностика все еще остается перспективным направлением совершенствования и организации БИС памяти. Применение встроенного контроля позволяют ускорить поиск частично годных БИС ОЗУ с целью их использования в аппаратуре.
Список литературы
1. Березин А. С., Галкин С. Е., Лапшинский В. А., Они-щенко Е. М. Встроенный контроль как метод ускоренной проверки БИС ОЗУ 2. http://www.russika.ru/ 3. Большой энциклопедический словарь, 2000
