忆阻器读写测试电路和测试方法

本发明属于微纳电子，具体涉及一种忆阻器读写测试电路和测试方法。

背景技术：

1、忆阻器阵列又称rram(resistive random access memory)阵列，是一种利用非易失的忆阻器和开关器件组成的交叉阵列，可以同时进行存储和计算，有望打破“存储墙”瓶颈。由于忆阻器阵列具有非易失、面积小并与cmos工艺兼容等优势，可高速低功耗地实现乘累加操作，因此被广泛用于神经网络推理计算的加速应用。而由于忆阻器阵列的自身结构特点，使得忆阻器阵列的功能测试是一项高强度的工作，传统的忆阻器阵列的功能测试方式是专门针对所需测试的功能，例如读写功能搭建专用的测试模具，这样的测试方式效率较低且成本高，急需一种高效的测试手段来解决忆阻器阵列的读写测试效率低的技术问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种忆阻器读写测试电路、一种忆阻器读测试方法以及一种忆阻器写测试方法。

2、为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

3、一方面，提供一种忆阻器读写测试电路，包括脉冲发生卡、阵列卡和信号采集卡，阵列卡用于搭载被测的忆阻器阵列；

4、脉冲发生卡连接阵列卡的输入端，阵列卡的输出端连接信号采集卡的输入端，脉冲发生卡、阵列卡和信号采集卡分别用于通过总线连接上位机；

5、脉冲发生卡通过上位机进行读写脉冲dac设置参数和栅压控制脉冲参数的配置，阵列卡通过上位机配置将选中忆阻器阵列的行线与读写脉冲dac设置信号相连通，未选中的行线保持浮空状态，阵列卡通过上位机配置将选中忆阻器阵列的列线与adc输入信号相连通，未选中的列线保持浮空状态；阵列卡通过上位机配置将选中忆阻器阵列的栅极线与栅压控制脉冲信号相连通，未选中的栅极线接地；

6、脉冲发生卡用于分别发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号；栅压控制脉冲信号用于通过阵列卡打开忆阻器阵列内被选中的列上的全部mos开关管，读写脉冲dac设置信号通过阵列卡施加到忆阻器阵列内被选中的行上；

7、阵列卡用于将忆阻器阵列被选中的列线的列输出信号传输到信号采集卡，信号采集卡用于将采集的列输出信号传输到上位机进行读写功能测试的结果处理与显示。

8、在其中一个实施例中，当信号采集卡被配置为读模式时，脉冲发生卡在上位机的触发下分别发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号到忆阻器阵列，信号采集卡在忆阻器阵列的器件读过程中，根据采样电阻的采样分电压与设定电压阈值之间的比较结果控制测量时采样电阻的电阻档位切换。

9、在其中一个实施例中，当信号采集卡被配置为写模式时，脉冲发生卡在上位机的触发下分别发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号到忆阻器阵列；其中，当上位机检测到忆阻器阵列的写回路的电流大于设定的电流阈值时，切断写回路的电流通路，信号采集卡在忆阻器阵列的器件写过程中将电阻档位固定。

10、另一方面，还提供一种忆阻器读测试方法，应用上述的忆阻器读写测试电路，忆阻器读测试方法包括：

11、当信号采集卡被配置为读模式时，脉冲发生卡在上位机的触发下分别发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号到被测的忆阻器阵列；

12、通过信号采集卡采集忆阻器阵列的列输出信号并传输到上位机进行读功能测试的结果处理与显示；其中，信号采集卡在忆阻器阵列的器件读过程中，根据采样电阻的采样分电压与设定电压阈值之间的比较结果控制测量时采样电阻的电阻档位切换。

13、在其中一个实施例中，忆阻器读测试方法还包括：

14、当信号采集卡在忆阻器阵列的器件读过程中进行了采样电阻的电阻档位切换之后，等待第一设定时长再进行下一次的采样分电压与设定电压阈值之间的比较。

15、在其中一个实施例中，忆阻器读测试方法还包括：

16、若确定采样分电压大于设定电压阈值，则等待第二设定时长后信号采集卡再进行测量。

17、再一方面，还提供一种忆阻器写测试方法，应用上述的忆阻器读写测试电路，忆阻器写测试方法包括：

18、当信号采集卡被配置为写模式时，脉冲发生卡在上位机的触发下分别发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号到被测的忆阻器阵列；

19、通过信号采集卡采集忆阻器阵列的列输出信号并传输到上位机进行写功能测试的结果处理与显示；

20、当上位机检测到忆阻器阵列的写回路的电流大于设定的电流阈值时，切断写回路的电流通路；信号采集卡在忆阻器阵列的器件写过程中将电阻档位固定。

21、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

22、上述忆阻器读写测试电路和测试方法，通过采用上述脉冲发生卡、阵列卡和信号采集卡构成的测试电路，可以由阵列卡来直接实现不同被测的忆阻器阵列的搭载，以用于进行测试。在对被测的忆阻器阵列进行读写测试时，可以首先配置好脉冲发生卡的读写脉冲dac设置参数和栅压控制脉冲参数，然后配置好阵列卡将选中的行线(也即位线)与读写脉冲dac设置信号相连通，未选中的行线保持浮空状态，将选中的列线(也即源线)与adc输入信号相连通，未选中的列线保持浮空状态；将选中的栅极线(也即字线)与栅压控制脉冲信号相连通，未选中的栅极线接地。

23、将信号采集卡配置为读/写模式后，上位机开启触发测试，脉冲发生卡发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号；栅压控制脉冲信号通过阵列卡将忆阻器阵列中已选中的列上的mos开关管全部打开，读写脉冲dac设置信号通过阵列卡施加到忆阻器阵列中已选中的行上，选中的列线通过阵列卡将其列输出信号传输到信号采集卡进行采集，信号采集卡将采集的信号传输到上位机进行读写功能测试结果处理与显示，不再需要专门搭建专用的测试模具，即可兼容不同被测的忆阻器阵列的读写功能的测试，有效提高了忆阻器阵列的读写测试效率。

技术特征：

1.一种忆阻器读写测试电路，其特征在于，包括脉冲发生卡、阵列卡和信号采集卡，所述阵列卡用于搭载被测的忆阻器阵列；

2.根据权利要求1所述的忆阻器读写测试电路，其特征在于，当所述信号采集卡被配置为读模式时，所述脉冲发生卡在所述上位机的触发下分别发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号到所述忆阻器阵列，所述信号采集卡在所述忆阻器阵列的器件读过程中，根据采样电阻的采样分电压与设定电压阈值之间的比较结果控制测量时采样电阻的电阻档位切换。

3.根据权利要求1或2所述的忆阻器读写测试电路，其特征在于，当所述信号采集卡被配置为写模式时，所述脉冲发生卡在所述上位机的触发下分别发送读写脉冲dac设置信号和栅压控制脉冲信号到所述忆阻器阵列；其中，当所述上位机检测到所述忆阻器阵列的写回路的电流大于设定的电流阈值时，切断写回路的电流通路，所述信号采集卡在所述忆阻器阵列的器件写过程中将电阻档位固定。

4.一种忆阻器读测试方法，其特征在于，应用权利要求1至3任一项所述的忆阻器读写测试电路，忆阻器读测试方法包括：

5.根据权利要求4所述的忆阻器读测试方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求4或5所述的忆阻器读测试方法，其特征在于，还包括：

7.一种忆阻器写测试方法，其特征在于，应用权利要求1至3任一项所述的忆阻器读写测试电路，忆阻器写测试方法：

技术总结本申请涉及忆阻器读写测试电路和测试方法，通过采用脉冲发生卡、阵列卡和信号采集卡构成的测试电路，由阵列卡来直接实现不同被测的忆阻器阵列的搭载，以用于进行测试。将信号采集卡配置为读/写模式后，上位机开启触发测试，脉冲发生卡发送读写脉冲DAC设置信号和栅压控制脉冲信号；栅压控制脉冲信号通过阵列卡将忆阻器阵列中已选中的列上的MOS开关管全部打开，读写脉冲DAC设置信号通过阵列卡施加到忆阻器阵列中已选中的行上，选中的列线通过阵列卡将其列输出信号传输到信号采集卡进行采集后，传输到上位机进行读写功能测试结果处理与显示，有效提高了忆阻器阵列的读写测试效率。技术研发人员：王义楠,李清江,刘桂青,徐晖,刘海军,陈长林,李智炜,宋兵,王伟,刘森,于新军,朱城和,王玺,曹荣荣,于红旗,步凯,刁节涛,孙毅,孙振源受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15