一种存储器故障注入与诊断电路及诊断方法与流程

本发明涉及存储器故障诊断，具体涉及一种存储器故障注入与诊断电路及诊断方法。

背景技术：

1、存储器内建自测试（memory build-in-self test，mbist）是目前大容量存储器测试的主流技术，该技术利用芯片内部专门设计的bist电路进行自动化测试，能够对嵌入式存储器这种具有复杂电路结构的嵌入式模块进行全面的测试。

2、常见的存储器故障类型包括固定型故障、跳变故障、耦合故障、相邻图形敏感故障和地址译码故障等。其中，固定型故障（stuck-at faults，saf）也称为粘着故障，会在控制信号和存储器单元中出现，表现为控制信号或者存储单元中的值固定为1或0，也就是持续为高电平或者低电平，简记为sa0（stuck-at-0）和sa1（stuck-at-1）。固定型故障可以通过对所有待测单元写入0 再读出0，然后写入1 读出1 来进行检测。

3、对于固定型故障，为配合mbist对存储器进行故障诊断，接收来自mbist的参考数据与来自存储器的数据，对两者进行比对，并在比对失败后，将对应的信息捕获，通过联合测试工作组（joint test action group，jtag）移出用于故障诊断与定位。在实际生产中，由于芯片太少，很可能得不到出现故障的存储器，无法对mbist的功能进行验证。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种能够模拟存储器任何地址出现固定型故障的存储器故障注入与诊断电路及诊断方法。

2、一种存储器故障注入与诊断电路，用于存储器模拟故障注入和存储器故障诊断，所述电路包括：

3、故障注入模块，通过jtag网络将错误数据、故障注入地址写入配置寄存器，当地址计数器到达特定地址时，错误数据取代存储器的数据输出，以模拟存储器在特定地址发生固定型故障的行为；

4、故障检测模块，在对标准数据与存储器输出数据进行同步后，对存储器输出数据进行检测，当检测到错误后，向监测系统发出故障信息；

5、故障信息捕获模块，用于捕获并存储用于定位和诊断的错误信息，以实现对存储器进行故障诊断。

6、优选地，所述故障注入模块包括故障注入配置寄存器、地址检测逻辑单元和数据缓存器；所述故障注入配置寄存器用于存储故障注入的存储器地址、错误数据和故障注入启动控制信号；所述地址检测逻辑单元用于检测监测系统中的存储器地址，并判断当前地址是否为预先配置的故障注入的目标地址，并在当前地址与预先配置的目标地址匹配时，产生控制信号触发故障注入；所述数据缓存器用于输出所述故障注入配置寄存器中的错误数据。

7、优选地，所述故障注入配置寄存器包括存储器地址单元、错误数据单元和注入控制位，所述存储器地址单元用于存储模拟出现错误的存储器地址，所述错误数据单元用于存储被注入的固定型故障的错误数据，所述注入控制位用于存储故障注入的启动控制信号。

8、优选地，所述故障检测模块包括信号同步单元、数据诊断逻辑单元、错误信号控制逻辑单元和故障信号生成单元；所述信号同步单元用于对输入的控制信号和待检测数据进行同步处理，形成能够正确识别的比较数据；所述数据诊断逻辑单元用于对同步后的标准数据和所述数据缓存器输出的数据进行比对，若数据比对不匹配，则生成标志信号；所述错误信号控制逻辑单元用于依据当前系统状态判断是否输出故障信号；所述故障信号生成单元用于依据所述数据诊断逻辑单元和所述错误信号控制逻辑单元的输出结果，生成并输出故障信号。

9、优选地，所述故障信息捕获模块具有两种工作模式，分别为jtag模式和fifo模式，两种工作模式由select、shiften、captureen信号控制；当控制信号select=1、shiften=0、captureen=1时，所述故障信息捕获模块处于fifo工作模式；当控制信号select=1、shiften=1、captureen=0时，所述故障信息捕获模块处于jtag工作模式。

10、优选地，所述故障信息捕获模块包括故障信息同步单元、故障信息存储单元和故障信息读取单元；所述故障信息同步单元用于对存储器标识、系统配置数据、错误地址和错误数据进行同步处理；所述故障信息存储单元用于存储经过同步处理后存储器标识、系统配置数据、错误地址和错误数据，所述故障信息读取单元用于依次读取所述故障信息存储单元内的故障数据。

11、优选地，所述故障信息捕获模块处于fifo工作模式时，所述故障信息存储单元包括多级并列设置的存储单元，故障数据在各级存储单元中依次传递。

12、优选地，所述故障信息捕获模块处于jtag工作模式时，所述故障信息存储单元的多级存储单元串行设置，首尾相连，形成jtag扫描链，并且与外部jtag扫描链连接，进行数据的扫描移位输出。

13、以及，一种存储器故障注入与诊断方法，采用如上所述的存储器故障注入诊断电路，所述方法包括以下步骤：

14、步骤一，在故障注入配置寄存器中配置故障数据，故障数据包括存储器地址、错误数据和注入控制位；

15、步骤二，在特定地址注入预先配置的故障数据；

16、步骤三，比对标准数据和检测到的故障数据，不匹配时发出故障信息；

17、步骤四，捕获并存储错误数据，以实现存储器的故障诊断。

18、优选地，所述步骤四中的捕获并存储错误数据包括两种工作模式，具体包括：

19、模式一，fifo工作模式，多级故障信息存储单元并列设置，故障数据依次在各级故障信息存储单元中传递；

20、模式二，jtag工作模式，多级故障信息存储单元串行设置，形成jtag扫描链，故障数据依次移位输出。

21、上述存储器故障注入与诊断电路及诊断方法中，通过jtag网络将注入的错误写入故障注入模块中，待启动故障注入后，可使存储器在特定地址表现出故障行为，通过故障注入，电路可模拟存储器任意地址出现固定型故障时的行为。故障检测模块将标准数据与检测数据逐位比对，用于识别测试过程中存储器输出的异常数据，在检测到异常数据后将产生故障信息，可用于指示系统状态。故障信息捕获模块支持fifo模式与jtag模式，fifo模式下，故障信息捕获模块进行故障信息的捕获与存储，jtag模式下，故障信息捕获模块重组为jtag扫描链进行诊断数据的输出。本发明中配置启动故障注入，对其他未注入故障的地址单元不产生任何影响，故障行为模拟逼真，当到达故障注入地址时，模拟注入的数据输出与存储器出现故障数据输出时序完全一致，故障数据捕获电路将jtag扫描结构与原fifo结构融合，共用一组寄存器，在fifo模式下可输出数据供内建自修复时使用。通过电路结构复用，有效节省了电路面积，故障信息存储数目灵活可配置，可根据需求调整。本发明提供了一种灵活的方式来控制故障信息的存储，可以根据实际的需求来调整存储的故障信息的数量。本发明的方法简单，易于实现，便于推广。

技术特征：

1.一种存储器故障注入与诊断电路，用于存储器模拟故障注入和存储器故障诊断，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的存储器故障注入与诊断电路，其特征在于，所述故障注入模块包括故障注入配置寄存器、地址检测逻辑单元和数据缓存器；所述故障注入配置寄存器用于存储故障注入的存储器地址、错误数据和故障注入启动控制信号；所述地址检测逻辑单元用于检测监测系统中的存储器地址，并判断当前地址是否为预先配置的故障注入的目标地址，并在当前地址与预先配置的目标地址匹配时，产生控制信号触发故障注入；所述数据缓存器用于输出所述故障注入配置寄存器中的错误数据。

3.如权利要求2所述的存储器故障注入与诊断电路，其特征在于，所述故障注入配置寄存器包括存储器地址单元、错误数据单元和注入控制位，所述存储器地址单元用于存储模拟出现错误的存储器地址，所述错误数据单元用于存储被注入的固定型故障的错误数据，所述注入控制位用于存储故障注入的启动控制信号。

4.如权利要求2所述的存储器故障注入与诊断电路，其特征在于，所述故障检测模块包括信号同步单元、数据诊断逻辑单元、错误信号控制逻辑单元和故障信号生成单元；所述信号同步单元用于对输入的控制信号和待检测数据进行同步处理，形成能够正确识别的比较数据；所述数据诊断逻辑单元用于对同步后的标准数据和所述数据缓存器输出的数据进行比对，若数据比对不匹配，则生成标志信号；所述错误信号控制逻辑单元用于依据当前系统状态判断是否输出故障信号；所述故障信号生成单元用于依据所述数据诊断逻辑单元和所述错误信号控制逻辑单元的输出结果，生成并输出故障信号。

5.如权利要求1所述的存储器故障注入与诊断电路，其特征在于，所述故障信息捕获模块具有两种工作模式，分别为jtag模式和fifo模式，两种工作模式由select、shiften、captureen信号控制；当控制信号select=1、shiften=0、captureen=1时，所述故障信息捕获模块处于fifo工作模式；当控制信号select=1、shiften=1、captureen=0时，所述故障信息捕获模块处于jtag工作模式。

6.如权利要求5所述的存储器故障注入与诊断电路，其特征在于，所述故障信息捕获模块包括故障信息同步单元、故障信息存储单元和故障信息读取单元；所述故障信息同步单元用于对存储器标识、系统配置数据、错误地址和错误数据进行同步处理；所述故障信息存储单元用于存储经过同步处理后存储器标识、系统配置数据、错误地址和错误数据，所述故障信息读取单元用于依次读取所述故障信息存储单元内的故障数据。

7.如权利要求6所述的存储器故障注入与诊断电路，其特征在于，所述故障信息捕获模块处于fifo工作模式时，所述故障信息存储单元包括多级并列设置的存储单元，故障数据在各级存储单元中依次传递。

8.如权利要求6所述的存储器故障注入与诊断电路，其特征在于，所述故障信息捕获模块处于jtag工作模式时，所述故障信息存储单元的多级存储单元串行设置，首尾相连，形成jtag扫描链，并且与外部jtag扫描链连接，进行数据的扫描移位输出。

9.一种存储器故障注入与诊断方法，采用如权利要求1-8任一项所述的存储器故障注入诊断电路，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的存储器故障注入与诊断方法，其特征在于，所述步骤四中的捕获并存储错误数据包括两种工作模式，具体包括：

技术总结本发明公开了一种存储器故障注入与诊断电路及诊断方法，用于存储器模拟故障注入和存储器故障诊断，包括故障注入模块、故障检测模块、故障信息捕获模块，配置启动故障注入，对其他未注入故障的地址单元不产生任何影响，故障行为模拟逼真，当到达故障注入地址时，模拟注入的数据输出与存储器出现故障数据输出时序完全一致，故障数据捕获电路将JTAG扫描结构与原FIFO结构融合，共用一组寄存器，在FIFO模式下可输出数据供内建自修复时使用。通过电路结构复用，有效节省了电路面积，故障信息存储数目灵活可配置，可根据需求调整。提供了一种灵活的方式来控制故障信息的存储，可以根据实际的需求来调整存储的故障信息的数量。技术研发人员：杨嵩,杨凡,李俊,黄曦,郑朝霞受保护的技术使用者：深圳国微福芯技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/22