正达系列故障电路板检测仪：DRAM和SRAM存储器完全测试

【正达故障电路板检测仪系列论文】

 

 

DRAM和SRAM存储器完全测试

 

 

摘要：（【正达故障电路板检测仪系列论文】）动态DRAM存储器和静态SRAM存储器型号众多，应用广泛，检测难度比较大。正达测试仪可以对数千种DRAM和SRAM存储器进行完全测试。本文以对型号为KM44C4100AS-6的大容量动态DRAM存储器的检测实例，介绍DRAM和SRAM存储器完全测试的测试方法和应用意义。同时，也指出对DRAM和SRAM存储器功能精确检测不合适和不可靠的两种测试方式。

 

关键词：DRAM存储器；SRAM存储器；完全测试；抽样测试

 

0.前言

    旅游部门评定酒店。A城市评定方法：只对酒店做外观观察。若某酒店门窗破损外墙皮脱落，一定不是好酒店。若某酒店门窗完好外墙干净，应该是好酒店。通过改进观察技术，发现某酒店一块玻璃上存在一小块灰尘，或许不是好酒店。B城市评定方法：除了外观观察之外，一定要进入酒店内部。检查酒店的软硬件设施和服务运转情况。

    A城市的评定方法简单便捷。有合理性，也有盲目性。就如同使用电路测试仪对器件进行VI曲线测试。B城市的评定方法科学准确，结论可靠。就如同使用电路测试仪对器件进行功能测试。

    本文为：器件功能测试之——对DRAM和SRAM存储器完全测试。

 

1.存储器完全测试特点

 

1.1存储器完全测试的基本方法

    存储器完全测试的基本方法是：向存储器所有存储单元逐一写入一些数据，然后再读回数据。如果读回数据和写入数据一致，则存储器通过完全测试。

 

1.2存储器完全测试的主要特点

    这里面的重点是：对存储器的所有存储单元毫无遗漏地逐一测试。这就好比前言中B城市对某酒店的评定方法，无论是一千间客房的大型酒店，还是五十间客房的小型酒店，进入酒店内部检查时，检查的方法是对所有客房全检，而不是对部分客房抽检。对于小型酒店而言，耗费的时间较少。但对于大型酒店而言，耗费的时间会很长。

    所以，不同于对普通数字IC器件/模拟IC器件瞬间完成功能测试，在对DRAM和SRAM存储器进行完全测试时，测试小容量存储器的全过程时间一般会需要几分钟，测试大容量存储器的全过程时间甚至需要一小时以上。实践表明：这样测试是值得的。

    采用A城市对酒店的评定方法几乎毫无意义。即：VI曲线测试不适合对DRAM和SRAM存储器进行功能精确检测。这也是存储器完全测试需要另外强调的一点。

    下面以对某企业一台大型重点设备上的大容量DRAM存储器进行离线完全测试为例。

 

2.存储器完全测试实例

 

2.1动态DRAM存储器KM44C4100AS-6特点

    某企业一台重点设备上采用大量型号为KM44C4100AS-6的动态DRAM存储器。KM44C4100AS-6是26管脚（3个空脚）表贴封装4位4M存储器，存储容量较大，故障率较高。市场上全新器件不多，许多从市场上采购到的器件也不能保证工作正常。该企业为了保证设备正常运行，必须随时修复存储器故障电路板，并且采购大量KM44C4100AS-6存储器以备维修之需。因此委托北京正达公司长期对存储器故障电路板进行维修，并对外购KM44C4100AS-6存储器进行功能完全测试。见图1.

 

图1

 

2.2动态DRAM存储器KM44C4100AS-6的器件放置

    正确连接离线测试板。采用28管脚SOP测试插座。将KM44C4100AS-6有圆点标志的一端朝向SOP测试插座顶端，并沿插座顶端对齐放置。根据测试软件中的“电源提示”，将KM44C4100AS-6器件电源管脚对应的POWER+（正电源）、接地管脚对应的GND（地线）拨码开关打开，并连接测试电源线。见图2.

 

图2

 

2.3存储器完全测试软件设置

①选择测试器件：器件库中可供完全测试的各类DRAM和SRAM存储器共计数千种。此处输入或选择待测器件型号KM44C4100.见图3.

②器件测试频率：最高支持2000kHz测试频率。请详见论文《[前沿]2000kHz测试频率在元器件检测筛选中的应用》一文。

③测试模式：支持在线测试和离线测试。

④当前器件测试库：具有+5V和+3.3V两种类型器件库。KM44C4100AS-6为+5V存储器。

⑤测试类别：支持完全测试（逐个存储单元测试）和抽样测试（部分存储单元测试）等多种方式。

⑥测试阈值：具有+5V和+3.3V两种类型下的多种测试阈值。

⑦器件有关信息：在“选择测试器件”中输入或选择某器件型号后，自动提示器件类型/存储容量/起始地址/截止地址等器件信息。

例如：KM44C4100AS-6存储器。器件类型：DRAM.存储容量：4M*4（4位4M存储器）.起始地址：0.截止地址：3FFFFF（16进制）.

⑧动态存储刷新周期：由于动态DRAM存储器的电容不能长期保持电荷不变，必须定时对各个存储单元执行重读操作，以保持电荷稳定，这个过程就是动态存储刷新。减小动态存储刷新周期，可以相对提高测试速度。

⑨操作提示：提示被测器件离线放置方法或在线施夹方法，提示电源/接地管脚以及操作方法等信息。

 

图3

 

2.4存储器完全测试过程和结果

①按“测试”按钮，对KM44C4100AS-6进行完全测试。当前测试单元和测试进度在测试窗口的标题栏上显示。见图3左。

②全部测试结束后，“本器件功能测试正确”测试结论在测试窗口的标题栏上显示。见图3右。

③由于KM44C4100AS-6存储容量较大，需要经历一个相对漫长的测试过程，全过程时间近两个小时。在此期间，使用人可以做一些其他工作。被测存储器测试结束，系统会发出结束提示音，提示使用人更换器件。一旦被测存储器某个存储单元有故障，系统会发出短促报警音，暂停测试。

 

3.不适合和不可靠的测试方式

 

3.1不适合的测试方式

    对于DRAM和SRAM存储器功能精确检测而言，VI曲线测试是不适合的测试方式。实践表明：某个存储单元或某些存储单元故障，存储器管脚阻抗特性没有变化。采用VI曲线测试发现不了问题，更是不可能知道是哪一个或哪些存储单元出现故障。

    下图是一个故障KM44C4100AS-6存储器和好器件以对地参考形式进行VI曲线对比测试。见图4.可见：各个管脚的VI曲线对比结果完全一致。

    说明：每个管脚VI曲线对比结果完全重合。红线（当前所测故障器件VI曲线）和蓝线（事先已学的好器件VI曲线）重合混为一体，最大误差0.4%.管脚6,7,20为KM44C4100AS-6器件的空脚，VI曲线是水平开路形状。管脚1,13为电源管脚，VI曲线形状独特且一致。管脚14,26（管脚26在下一屏）为接地管脚，VI曲线是对地垂直短路形状。

 

图4

 

3.2不可靠的测试方式

    对于DRAM和SRAM存储器功能精确检测而言，抽样测试是不可靠的测试方式。实践表明：某个存储单元或某些存储单元故障，而非内部存储单元连续大范围损坏，采用抽样测试方式经常漏掉问题。虽然抽样测试能够极大地缩减检测DRAM和SRAM存储器的全过程时间，但在漏掉问题这种前提下，缩减检测时间也变得没有意义了。

    例如：采用完全测试KM44C4100AS-6时发现的出错地址。见图5左。采用抽样测试方式，这个出错地址通常会被漏掉，从而无法发现问题。见图5右。

 

图5

 

4.结语

    在检测实践中，我们发现对DRAM和SRAM存储器进行完全测试是有意义的。相对于不适合和不可靠的测试方式，采用完全测试即使花费的检测时间更长，也是非常值得的。