一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法和系统，利用电磁干扰检测模块的信号的周期性不受封装影响的特点，将内部电源Pad的干扰幅度转换成周期性的信号，通过检测该信号的频率就可以表征电源电压干扰幅度ARFI。并且通过功能测试模块就可以产生SRAM读、写操作的测试向量，并且判断SRAM受扰的失效情况。主要还会提供一个反馈信号，控制环形振荡器的开关状态，降低环形振荡器的功耗，将SRAM不同工作状态读或者写分开进行抗扰度测试，互不影响。

【技术实现步骤摘要】
一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法和系统
本专利技术涉及集成电路测试领域，更具体地，涉及一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法和系统。
技术介绍
测试标准IEC62132主要用于150KHz至1GHz的集成电路抗扰度测试，分为辐射抗扰度和传导抗扰度两种测试方法，其中直接功率注入法是比较常用的抗扰度测试方法。目前对集成电路芯片的抗扰度DPI(直接功率注入)测试方法如图1所示：根据芯片功能得出失效判据，在芯片电源VDD引脚上注入电磁干扰，应用示波器观察与测试相关的信号，并且使用前向注入功率来表征电磁抗扰度。数字存储示波器具有强大的信号实时处理和分析功能，并且可存储波形。目前已有将示波器集成在片上进行测量和数据处理的案例，图2为数字示波器的原理框图。此外，现有的SRAM(静态随机存取存储器)抗扰度测试中，利用MBIST模块来产生SRAM的测试向量以及检测SRAM受干扰失效情况。现有的SRAM抗扰度测试采用的是DPI测试方法，该方法测量的数据为注入的前向功率。但是对于研究集成电路受电磁干扰的失效情况来说，更关注于芯片内部电源电压的干扰幅值，从而研究IC电路的失效机理。通常采用的是示波器观测芯片封装电源引脚上的受扰幅度来获取芯片内部电源Pad的干扰幅度。但上述方法仅适用于电磁干扰频率较低的情况下，这时可以近似地认为封装电源引脚上的干扰幅度与片内电源Pad的干扰幅度相等。一旦芯片电源端受到高频的电磁干扰，封装电源VDD引脚上观测到受扰幅度与芯片内部电源Pad观测到受扰幅度差异明显。其原因是从芯片的封装引脚到裸片电源Pad的路径中存在电阻以及寄生的电容和电感，以及示波器探头的长地线也存在寄生电感。在RF干扰频率较高的情况下，寄生电感阻抗很大，导致芯片封装引脚与裸片电源Pad之间存在很大的电压降，示波器探测芯片电源引脚的受扰幅值结果不准确，所以也就无法准确地测量出芯片的电磁抗扰度。片上集成的示波器可以测量干扰幅度，并且存储波形。但是需要用到模数转换这些复杂电路。芯片电磁抗扰度的测量并不需要得出精确的波形，只需要得出正确的干扰幅度。公开日为2020年05月19日，公开号为CN111175641A的中国专利公开了一种面向处理器芯片的静电放电抗扰度测试组件及方法，以提高测试的精细度和便利性。本专利技术组件包括：分别用于测试IC芯片不同引脚抗扰度的无电容探针和带电容探针；探针连接器，一端用于连接静电放电发生器的输出端，一端用于能拆卸的连接所述无电容探针或所述带电容探针。所述带电容探针所携带的电容为能串联在所述探针连接器与被测高速DDR芯片单端信号引脚之间的耦合电容。所述无电容探针用于将所述探针连接器与高速DDR芯片差分信号的引脚进行连接；且所述组件还包括：针对差分引脚设置有并联的耦合电容将以对接被测高速DDR芯片差分信号双端引脚的定制PCB测试板。该专利的方法测出来的抗扰度受干扰频率较大影响，不够准确。最后，现有的SRAM电磁特性研究中无论是读还是写操作都一直保持电磁干扰的状态，没有对两者进行区分。并且SRAM的MBIST内建自测试模块并不适用于SRAM处于读、写不同工作模式下的EMI测试。其中几种业界常用的存储器测试算法有March类、棋盘格算法等等。其测试都是从选定的地址开始遍历到末地址，中间穿插着多次读写操作，无法判断是读失效还是写失效，不利于SRAM处于读、写不同工作模式的抗扰度测试。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，解决现有的SRAM电磁干扰测试方法无法准确获得内部电源Pad的干扰幅度和SRAM读写分开测量的问题。本专利技术的进一步目的是一种SRAM电磁抗扰度的片上测量系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，包括以下步骤：S1：在SRAM所处的芯片设计时，在芯片片内加入功能测试模块和电磁干扰检测模块；S2：所述功能测试模块包括MBIST故障检测子模块和EMI测试子模块，MBIST故障检测子模块用于检测SRAM在生产制造过程中的固有故障，EMI测试子模块用于产生SRAM的测试向量以及检测SRAM受干扰失效情况并提供反馈信号至电磁干扰检测模块中，控制电磁干扰检测模块的工作状态；S3：将相同的正弦波干扰注入到SRAM和电磁干扰检测模块中，当电磁干扰检测模块接收到所述反馈信号时，所述电磁干扰检测模块将干扰幅值转换成周期信号输出至芯片片外；S4：在芯片片外比较有正弦波干扰注入时电磁干扰检测模块输出信号的频率和无正弦波干扰注入时电磁干扰检测模块输出信号的频率，得到SRAM电磁抗扰度。优选地，所述功能测试模块中的EMI测试工作模式子模块，用于产生SRAM读、写操作的测试向量，并且判断SRAM失效情况。优选地，所述功能测试模块在每次SRAM读或写操作完成到最后一个地址位置时，提供一个反馈信号。优选地，所述电磁干扰检测模块包括第一门控环形振荡器、分频器和时间数字转换器，其中：所述第一门控环形振荡器的控制端与所述功能测试模块的反馈信号连接，所述第一门控环形振荡器的电源端与所述正弦波干扰连接，所述第一门控环形振荡器的输出端与分频器的输入端连接，所述分频器的输出端与时间数字转换器的输入端连接，所述时间数字转换器将周期时间测量转换为数字量输出。优选地，所述第一门控环形振荡器包括若干非门，所述若干非门首尾连接，形成环形电路，所述非门的由所述功能测试模块的反馈信号控制开关状态，所述若干非门的输出端均与反相器负载连接，反相器负载的另一端与分频器的输入端连接。优选地，所述时间数字转换器包括第二门控环形振荡器和触发器阵列，其中所述分频器的输出端与所述触发器阵列的输入端连接，所述第二门控环形振荡器的控制端与所述功能测试模块的反馈信号连接，所述第二门控环形振荡器各个非门的输出与所述触发器阵列连接，所述第二门控环形振荡器还与所述计数器连接。优选地，还包括步骤S5：SRAM电磁干扰测试中还加入了SRAM内部关键信号延时检测模块，所述SRAM内部关键信号延时检测模块检测SRAM内部的关键信号Ctrl相对于时钟信号CLK的延时信息。优选地，所述SRAM内部关键信号延时检测模块包括鉴相器、多路选择器、译码器和延时单元链，其中：所述延时单元链包括若干个时延单元，所述若干个时延单元连接形成长链，所述时钟信号CLK与第一个时延单元的输入端连接，所述若干个时延单元的输出端还与所述多路选择器连接，所述多路选择器接收译码器的控制，选择其中一个时延单元的输出输入至所述鉴相器中；所述鉴相器还与所述SRAM内部的关键信号Ctrl连接，所述鉴相器输出SRAM内部的关键信号Ctrl和时钟信号CLK的延时信息。一种SRAM电磁抗扰度的片上测量系统，包括：电源干扰检测模块，所述电源干扰检测模块设置于片内，将相同的正弦波干扰注入到SRAM和电磁干扰检测模块中，所述电磁干扰检测模块将干扰幅值转换成周期信号输出至片外；功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：在SRAM所处的芯片设计时，在芯片片内加入功能测试模块和电磁干扰检测模块；/nS2：所述功能测试模块包括MBIST故障检测子模块和EMI测试子模块，MBIST故障检测子模块用于检测SRAM在生产制造过程中的固有故障，EMI测试子模块用于产生SRAM的测试向量以及检测SRAM受干扰失效情况并提供反馈信号至电磁干扰检测模块中，控制电磁干扰检测模块的工作状态；/nS3：将相同的正弦波干扰注入到SRAM和电磁干扰检测模块中，当电磁干扰检测模块接收到所述反馈信号时，所述电磁干扰检测模块将干扰幅值转换成周期信号输出至芯片片外；/nS4：在芯片片外比较有正弦波干扰注入时电磁干扰检测模块输出信号的频率和无正弦波干扰注入时电磁干扰检测模块输出信号的频率，得到SRAM电磁抗扰度。/n

【技术特征摘要】
1.一种SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在SRAM所处的芯片设计时，在芯片片内加入功能测试模块和电磁干扰检测模块；
S2：所述功能测试模块包括MBIST故障检测子模块和EMI测试子模块，MBIST故障检测子模块用于检测SRAM在生产制造过程中的固有故障，EMI测试子模块用于产生SRAM的测试向量以及检测SRAM受干扰失效情况并提供反馈信号至电磁干扰检测模块中，控制电磁干扰检测模块的工作状态；
S3：将相同的正弦波干扰注入到SRAM和电磁干扰检测模块中，当电磁干扰检测模块接收到所述反馈信号时，所述电磁干扰检测模块将干扰幅值转换成周期信号输出至芯片片外；
S4：在芯片片外比较有正弦波干扰注入时电磁干扰检测模块输出信号的频率和无正弦波干扰注入时电磁干扰检测模块输出信号的频率，得到SRAM电磁抗扰度。


2.根据权利要求1所述的SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，其特征在于，所述功能测试模块中的EMI测试工作模式子模块，用于产生SRAM读、写操作的测试向量，并且判断SRAM失效情况。


3.根据权利要求2所述的SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，其特征在于，所述功能测试模块在每次SRAM读或写操作完成到最后一个地址位置时，提供一个反馈信号。


4.根据权利要求1所述的SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，其特征在于，所述电磁干扰检测模块包括第一门控环形振荡器、分频器和时间数字转换器，其中：
所述第一门控环形振荡器的控制端与所述功能测试模块的反馈信号连接，所述第一门控环形振荡器的电源端与所述正弦波干扰连接，所述第一门控环形振荡器的输出端与分频器的输入端连接，所述分频器的输出端与时间数字转换器的输入端连接，所述时间数字转换器将周期时间测量转换为数字量输出。


5.根据权利要求4所述的SRAM电磁抗扰度的片上测量方法，其特征在于，所述第一门控环形振荡器包括若干非门，所述若干非门首尾连接，形成环形电路，所述非门的由所述功能测试模块的反馈信号控制开关状态，所述若干非门的输出端均与反相器负载连接，反相器负载的另一端与分频器的输入端连接。


6.根据权利要求5所述的SRAM电磁抗扰度的片...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟涛，徐小清，张志文，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44