GB∕T 36474-2018 半導體集成電路 第三代雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機存儲器 (DDR3 SDRAM)測試方法

ICS31.200GB/T36474—2018半導體集成電路第三代雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機存儲器(DDR3SDRAM)測試方法memory(DDR3SDRAM)國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標準化管理委員會IGB/T36474—2018 Ⅲ 1 13術語和定義 1 24.1通則 24.2功能驗證的一般要求 24.3電參數(shù)測試的測試向量 2 24.5測試環(huán)境 2 35.1功能驗證 3 35.3讀數(shù)據(jù)參數(shù) x………………65.4寫數(shù)據(jù)參數(shù) 85.5電源電流(Ipp)/數(shù)據(jù)管腳的電源電流(Ippo) ⅢGB/T36474—2018本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別這些專利的責任。本標準由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出。本標準由全國半導體器件標準化技術委員會(SAC/TC78)歸口。本標準起草單位：中國電子技術標準化研究院、西安紫光國芯半導體有限公司、上海高性能集成電路設計中心、武漢芯動科技有限公司、成都華微電子科技有限公司。1GB/T36474—2018半導體集成電路第三代雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機存儲器(DDR3SDRAM)測試方法1范圍本標準規(guī)定了半導體集成電路第三代雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機存儲器(DDR3SDRAM)功能驗證和電參數(shù)測試的方法。本標準適用于半導體集成電路領域中第三代雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機存儲器(DDR3SDRAM)功能驗證和電參數(shù)測試。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T17574—1998半導體器件集成電路第2部分：數(shù)字集成電路3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1被測器件deviceundertest;DUT測試過程中的被測對象。3.2集成化的集成電路測試專用系統(tǒng)。自動測試系統(tǒng)配有多路電源，數(shù)字測試通道及專用的測試軟件開發(fā)環(huán)境。3.3工程評估板evaluationboard;EVB用于功能驗證的測試用工程評估板。工程評估板支持處理器基本功能和擴展功能，配備輸入輸出3.4雙倍數(shù)據(jù)速率doubledatarate;DDR在每個時鐘周期內(nèi)進行兩次數(shù)據(jù)傳輸?shù)募軜?gòu)，分別在時鐘上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù)。3.5同步動態(tài)隨機存儲器synchronousdynamicrandomaccessmemory;SDRAM以時鐘為數(shù)據(jù)同步基準，需要連續(xù)的刷新存儲數(shù)據(jù)，并隨機指定存儲地址的存儲器。2GB/T36474—20184一般要求4.1通則器件的功能驗證應在工程評估板上通過運行測試程序進行驗證，或者使用測試系統(tǒng)進行驗證。其中工程評估板應可運行用于功能驗證的測試程序，測試系統(tǒng)的數(shù)字測試通道應可實現(xiàn)對被測對象的激勵和測量。器件的電參數(shù)測試應在ATE測試系統(tǒng)上進行測試，或者使用工程評估板及示波器進行測試。在功能驗證時，應在工程評估板上運行功能驗證程序，一般性要求應符合4.2的規(guī)定。在電參數(shù)測量時，應編制測試向量，使器件處于所需的工作狀態(tài)才能進行測量。測試向量的一般性要求應符合4.3的規(guī)定。使用示波器測試時，要求應符合4.4的規(guī)定。4.2功能驗證的一般要求功能驗證時應將器件分別設置為讀寫數(shù)據(jù)的狀態(tài)，通過運行對存儲空間盡可能多的地址遍歷程序，比較讀寫數(shù)據(jù)是否一致。讀寫數(shù)據(jù)一致性的比較可通過以下兩種方式實現(xiàn)：a)在運行操作系統(tǒng)的條件下，通過測試程序?qū)ΡM可能多的存儲空間進行寫入和讀取數(shù)據(jù)操作，操作的數(shù)據(jù)格式宜使用十六進制數(shù)0x10100101(0xA5)與0x01011010(0x5A)交替；b)在運行基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)的條件下，運行內(nèi)存壓力測試軟件進行寫入和讀取數(shù)據(jù)操作。4.3電參數(shù)測試的測試向量電參數(shù)測試時應使器件處于所需的工作狀態(tài)應配合相應的向量。電參數(shù)測試的向量應滿足器件不同狀態(tài)的要求。在測試時，器件應處于某種指定狀態(tài)或者應用下。向量應保證在測試過程中器件不會脫離指定的狀態(tài)或者應用而進入其他狀態(tài)或者應用。4.4電參數(shù)測試的示波器使用示波器進行電參數(shù)測試時，一般只能測試交直流參數(shù)和時序參數(shù)，無法測試工作電流參數(shù)，應使用上位機(計算機)使器件處于所需的工作狀態(tài)。測試時使用的示波器及附件應符合以下要求：a)示波器帶寬應不小于被測信號帶寬的2.5倍；b)采集信號的探頭帶寬應不小于被測信號頻率的2.5倍；c)示波器應安裝相應的電參數(shù)分析軟件。以測量頻率為533MHz的器件時鐘信號為例，測試用的示波器帶寬應不小于1.6GHz,采集信號的探頭帶寬應不小于1.6GHz。除適用的有關文件另有規(guī)定外，環(huán)境溫度應按照GB/T17574—1998第IV篇第1節(jié)中2.1.2規(guī)定。如果環(huán)境濕度對測試有影響，應在有關文件中規(guī)定。3GB/T36474—20185詳細要求5.1功能驗證驗證器件在計算機系統(tǒng)中運行功能是否正常。功能驗證測試原理如圖1所示。計算機測試結(jié)果圖1功能驗證測試原理圖5.1.3測試條件以下條件應在測試時明確并記錄：——環(huán)境溫度或參考點溫度；——電源電壓；——時鐘頻率及工作條件。5.1.4測試程序在運行操作系統(tǒng)的條件下，通過運行測試程序，對器件的指定地址空間連續(xù)寫入數(shù)據(jù)，并記錄寫入數(shù)據(jù)的內(nèi)容；之后讀取指定地址空間的數(shù)據(jù)，記錄讀取數(shù)據(jù)的內(nèi)容。比較寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)是否一致。5.1.4.2使用內(nèi)存壓力測試軟件運行內(nèi)存壓力測試軟件對器件進行連續(xù)寫入和讀取數(shù)據(jù)操作。5.1.5注意事項使用讀寫數(shù)據(jù)對比方法時，宜使用0xA5與0x5A交替的數(shù)據(jù)。5.2時鐘測試規(guī)定條件下器件的時鐘參數(shù)。表1。4GB/T36474—2018表1時鐘相關參數(shù)符號參數(shù)時鐘周期平均時鐘周期高脈沖寬度平均值低脈沖寬度平均值任意時鐘與平均時鐘信號的偏差寫恢復時間內(nèi)部讀命令到第一個數(shù)據(jù)時間預充電命令等待時長激活(ACT)到內(nèi)部讀或?qū)懷舆t時間表1所列參數(shù)，使用測試系統(tǒng)進行測試時，測試原理如圖2所佘。時鐘圖2測試系統(tǒng)時鐘測試原理圖表1所列參數(shù)，使用示波器進行測試時，可以選擇使用單端探頭或差分探頭的連接方式，使用單端探頭的測試原理如圖3所示，使用差分探頭的測試原理如圖4所示。工程時鐘通道1通道2示波器圖3示波器測試時鐘原理圖(單端探頭)時鐘通道1工程工程圖4示波器測試時鐘原理圖(差分探頭)以下條件應在測試時明確并記錄：——環(huán)境溫度或參考點溫度；5GB/T36474—2018 5.2.4測試程序(使用測試系統(tǒng))設置器件的時鐘周期tck為Tmax,逐漸減小到Tmin,步進△t。運行讀寫功能向量，驗證器件在上述指定不同的工作周期時的功能是否正確。當器件讀寫功能保持正確時，設置的時鐘周期tck為被測產(chǎn)品能夠支持的時鐘周期。在上述測試方法中，測量連續(xù)200個時鐘的上升沿到下降沿時間差的平均值即為平均時鐘周期，測試設置方法按5.2.4.1給出的要求。測量連續(xù)200個時鐘的高脈沖寬度的平均值，即tcH(avg)。測量連續(xù)200個時鐘的低脈沖寬度的平均值，即tcL(avg)。5.2.4.3任意時鐘與平均時鐘信號的偏差(trr(pe))測試設置方法按5.2.4.1給出的要求。tjIr(pe)為任意時鐘與平均時鐘信號的時間偏差。5.2.4.4寫恢復時間(twr)twe為寫恢復時間，通過調(diào)節(jié)寫命令和預充電兩個命令之間的時間差，運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)是否一致，測量twr的值。5.2.4.5內(nèi)部讀命令到第一個數(shù)據(jù)時間(tAA)內(nèi)部讀命令到第一個數(shù)據(jù)的時間計算見式(1)。tAA[ns]=CL[nck]×tck…………(1)tAA[ns]——內(nèi)部讀命令到第一個數(shù)據(jù)的時間；CL[nck]——列地址選通脈沖時間延遲；5.2.4.6預充電命令等待時長(tpp)tgp為命令等待預充電的時間，器件所有的存儲庫都應預充電，并且空閑至少tgp的時間才能使用內(nèi)存刷新命令。通過調(diào)節(jié)預充電和內(nèi)存刷新兩個命令之間的時間差，運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)是否一致，測量tgp的值。5.2.4.7ACT到內(nèi)部讀或?qū)懷舆t時間(tRcp)trcp為激活(ACT)命令到寫命令或讀命令之間的延遲時間。通過調(diào)節(jié)ACT命令和讀命令或?qū)懨?GB/T36474—20185.2.5測試程序(使用示波器)器件加電。使用示波器采集保存時鐘的信號波形。使用分析軟件分析器件的時鐘信號電參數(shù)。使用示波器進行測試前應確認在連接測試探頭后器件的功能是否正確。使用測試系統(tǒng)測試時讀寫數(shù)據(jù)的測試向量應盡可能使用復雜測試圖形，并盡可能訪問器件所有可用存儲空間。5.3讀數(shù)據(jù)參數(shù)測試規(guī)定條件下器件讀取數(shù)據(jù)時的電參數(shù)。表2讀數(shù)據(jù)相關參數(shù)符號參數(shù)VoH輸出高電平VoL輸出低電平數(shù)據(jù)選通(DQS)和數(shù)據(jù)(DQ)時間偏移DQS和睡鐘(CK)時間偏移前端同步時間后端同步時間輸入建立時間輸入保持時間表2所列參數(shù)使用測試系統(tǒng)進行測試時，測試原理如圖5所示。數(shù)據(jù)DQ地址圖5測試系統(tǒng)讀數(shù)據(jù)參數(shù)測試原理圖參數(shù)使用示波器進行測試時，分別測試時鐘與數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)選通信7GB/T36474—2018工程數(shù)據(jù)通道2工程圖6數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)選通信號測試原理圖tis、tm參數(shù)使用示波器進行測試時，測量命令信號測試原理如圖7所示。時鐘通道1時鐘工程工程圖7命令信號測試原理圖tis、tm參數(shù)使用示波器進行測試時，測量地址信號測試原理如圖8所示。時鐘地址時鐘地址通道2工程通道2圖8地址信號測試原理圖以下條件應在測試時明確并記錄：——環(huán)境溫度或參考點溫度；——電源電壓；——時鐘頻率及工作條件。5.3.4測試程序(使用測試系統(tǒng))5.3.4.1輸出高電平(Von)使用測試向量對輸出管腳高電平電壓Vo進行掃描賦值，存入到器件的一個數(shù)據(jù)圖形中并讀出。運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)是否一致。當器件讀寫功能保持正確時，設置的Von為被測產(chǎn)品能夠支持的VoH。5.3.4.2輸出低電平(Vol)使用測試向量對輸出管腳低電平電壓VoL進行掃描賦值，存入到器件的一個數(shù)據(jù)圖形中并讀出。運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)是否一致。當器件讀寫功能保持正確時，設置的Vot為被測產(chǎn)品能夠支持的Vo。8GB/T36474—20185.3.4.3數(shù)據(jù)選通(DQS)和數(shù)據(jù)(DQ)時間偏移(tposQ)每個DQ發(fā)送數(shù)據(jù)時DQS和相應的DQ之間的時間偏移即tposQ。對DQ、DQS同時進行掃描，運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)是否一致，測量DQS和相應的DQ時間偏移。5.3.4.4DQS和時鐘(CK)時間偏移(tposck)時鐘上升沿作為起始，DQS的上升沿作為終止，兩者的時間差為tpgscK。對CK、DQS同時進行掃描，運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)是否一致，測量DQS和CK上升沿的時間偏移，讀數(shù)據(jù)時DQS空閑，DQS上升沿為起始，DQ有數(shù)據(jù)出現(xiàn)作為截止的時間，即tRPRE。對DQ、DQS同時進行掃描，運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)和讀出數(shù)據(jù)是否一致，測量trPRE。致，測量tis。致，測量tn。5.3.5測試程序(使用示波器)在測試板上將器件配置為讀工作狀態(tài)。使用示波器采集保存時鐘的信號波形。使用分析軟件分析器件的電參數(shù)。5.3.6注意事項使用示波器進行測試前應確認在連接測試探頭后被測器件的功能是否正確。使用測試系統(tǒng)測試時讀寫數(shù)據(jù)的測試向量應盡可能使用復雜測試圖形，并盡可能訪問器件所有可用存儲空間。5.4寫數(shù)據(jù)參數(shù)5.4.1目的測試規(guī)定條件下器件寫入數(shù)據(jù)時的電參數(shù)。器件讀數(shù)據(jù)相關參數(shù)的測試包括Vm、tpn等，參數(shù)含義參見表3。9GB/T36474—2018表3寫數(shù)據(jù)相關參數(shù)符號參數(shù)輸入高電平V輸入低電平最小寫入命令延遲最大寫入命令延遲輸入建立時間輸入保持時間數(shù)據(jù)建立時間數(shù)據(jù)保持時間以下條件應在測試時明確并記錄：——電源電壓；表3所列參數(shù)使用測試系統(tǒng)進行測試時，測試原理如圖9所示。時鐘時鐘地址命令圖9測試系統(tǒng)寫數(shù)據(jù)測試原理圖參數(shù)使用示波器進行測試時，分別測試時鐘與數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)選通信時鐘通道1工程工程數(shù)據(jù)選通通道3圖10數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)選通信號測試原理圖tis、tn參數(shù)使用示波器進行測試時，測量命令信號測試原理如圖11所示。GB/T36474—2018時鐘時鐘工程工程圖11地址信號測試原理圖trs、tm參數(shù)使用示波器進行測試時，測量地址信號測試原理如圖12所示。時鐘通道1時鐘工程工程圖12命令信號測試原理圖5.4.4.1輸入高電平(Vm)使用測試向量對輸入管腳高電平電壓Vm進行掃描賦值，存入到器件的一個數(shù)據(jù)圖形中并讀出。運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)是否一致。肖器件讀寫功能保持正確時，設置的Vm為器件能夠支持的Vm。使用測試向量對輸入管腳低電平電壓Vn.進行掃描賦值，存入到器件的一個數(shù)據(jù)圖形中并讀出。運行讀寫功能向量，驗證寫入數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)是否一致。當器件讀寫功能保持正確時，設置的Vn為器件能夠支持的V。對被測管腳輸入建立時間tis進行掃描賦值，運行讀寫功能向量，驗證