FLASH存储器的测试方法研究

4.2 齐步法

齐步法［6］是对存储器的每个单元依次进行检验的一种方法。首先从第一个存储单元开始，逐个对每个单元进行取反和检验，直到最后一个单元检测结束才完成一遍扫描。然后，在背景为反码的情况下，从第一个存储单元开始，逐个对每个单元进行取反和检验，直到最后一个单元检测结束。整个过程就像所有单元一起向前走步一样，因此称为"齐步法"。根据FLASH芯片特点，我们改变在反码背景条件下走步的过程，把它改造如下，形成了适合的齐步算法。

在图2中给出了测试FLASH齐步法的测试流程：

在测试之前，每个存储单元具有信息"1"。首先在存储矩阵中写入背景图案（初始状态为全"1"），然后从地址A0开始选址进行读"1"，写"0"，读"0"操作，并检验读出结果。接着，依次到下一个选址单元重复该操作（读"1"，写"0"，读"0"），直到全部存储单元（A＝N－1）重复完为止。再在读操作方式下对全部存储单元进行一次正向扫描读出，检查有无正向对反向的多重写入问题。然后将存储器输入擦除，使之全部单元为全"1"。进而开始反向扫描：从最高地址AN－1开始执行读"1"，写"0"，读"0"操作，逐位进行上述操作过程，直至最终地址为AN-1，最后对全部存储单元进行读"0"扫描，以检验读出结果的正确性。

用这种测试算法检测存储芯片，可使每个存储单元都被访问。既能保证每个存储单元都能存储"1"和"0"数据，又能保证每个存储单元都受到周围其他单元的读"1"、读"0"和写"1"、写"0"的打扰。齐步法总的测试步数为：

式（3）中，W表示写操作，R表示读操作，Q表示"1"， 表示"0"。Bij表示存储器第i行j列的存储单元。如WBij(Q)就表示对第i行j列的存储单元进行写"1"操作所用的时间。

由式（3）可知，其测试步数共9N，且整个过程只需两次擦除操作，可见它是一种即快速又有效的方法。

4.3 移动变反法

移动变反测试法［6］是按顺序变反每个地址存储单元数据的方法。它需要在变反前后读出每个存储单元的数据，而且，还必须借助于前进和后退的地址寻址序列产生地址跳跃，地址以20、21…、2n-1次方的增量变化（n是地址位数）。按照以上规律进行地址跳变后，再对每个地址进行三次操作：读、写和读即可完成一个循环。

以上操作的目的主要在于地址间产生有效相互打扰，但显然如果以整个芯片为单元进行上述操作需要多次擦除数据，因此对FLASH测试芯片应做如此改进：以扇区为单元完成操作。假设FLASH芯片有N个扇区，移动变反法的功能测试先要以"1"为背景图案写入全部存储单元。首先，在第一个扇区，对A0存储单元读出并验证是"1"，再将该存储单元改写成"0"，最后读出该存储单元的信息以证明新写入的"0"仍存于该存储单元中。第一扇区测试地址按有效位的阶20递增，对每个存储单元都要重复上述的读"1"，写"0"读"0"的操作过程，需要测试步长为3n(n为该扇区的存储单元数)才能使全部的存储单元都变成"0"。这次测试的地址序列是递增1的，即由地址最低位A0增加到最高位A（n－1），对A（n－1）存储单元进行读"1"，写"0"和读"0"验证。

对第二个扇区，以下一个地址阶21作为地址增量的变化量，每次用不同的地址位作为最低位（分别为第0位和第1位），使地址以此增量的变化通过所有可能的地址。因此在一次测试程序中所有地址的存储单元都被测试一次。

然后，依次以22、24…2N作为地址增量，重复上述过程，每完成一个循环便产生一个循环进位。

由于各个扇区的大小不同，移动变反法功能测试图形步长为3n（n为最大扇区存储单元个数）。以扇区为单元的测试实际上是一种对芯片功能的抽测，因为它并没有进行对各单元存取数据进行反复打扰，以验证其地址线间信号改变所带来的影响，但这种方法分别在各个扇区对邻近地址线一一做了打扰测试，由于各个扇区结构根本上是相同的，因此这种抽测很有代表性，并且把测试时间减少了一个数量级。

移动变反法测试图形是一种良好的折衷测试方案。因为它几乎具有各种测试图形的最好特点，可以用较少的试验步数测试尽可能多的存储单元间打扰的相互影响。在具体程序中，"1"场变反为"0"场是按序选择地址，并通过写入这些地址而产生的，在两次读出之间有一次写操作。移动变反法测试包括了功能测试和动态测试，功能测试保证被测存储单元不受读、写其他存储单元的影响，动态测试预测最坏和最好条件下的取数时间，并预测地址变换对这些时间的影响。

这种测试方法易于实现，它是在跳步算法［1］的基础上，通过改变跳步的长度，减小了算法的复杂度。移动变反法测试是一种具有良好功能测试和动态测试特点的测试图形，并且所需的测试时间较短，在很多情况下都有很好的效果。尤其是对于较大容量存储器的测试，该方法特别有效。

移动变反法还可以作进一步扩展，即对数据做移动变反处理。以芯片为32位总线为例，首先对存储器各单元写入0xAAAAAAAA，检验并擦除，然后对存储器写入0xCCCCCCCC，检验并擦除，以后依次写入0xF0F0F0F0，0x0F0F0F0F，0xFF00FF00，0x00FF00FF，0xFFFF0000，0x0000FFFF， 0xFFFFFFFF，0x0，都在检验所写的正确性后再擦除数据。其原理与地址移动变反相同，在此不再赘述。