專利名稱：一種存儲器及其存儲方法
技術領域：
本發(fā)明涉及芯片測試領域，尤其涉及一種存儲器及其存儲方法。
背景技術：
相變存儲器測試是非易失性閃存存儲器測試的一項主要內(nèi)容。圖1是一獨立式相變存儲器8的結構示意圖；其中片上程序區(qū)80是用只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)實現(xiàn)的，片上數(shù)據(jù)區(qū)82是用靜態(tài)隨機存儲器(SRAM, StaticRandom Access Memory)實現(xiàn)的；而存儲器陣列84則由相變存儲器(PCM, Phase-Change Memory)實現(xiàn)。微控制器內(nèi)核86訪問片上程序區(qū)80、片上數(shù)據(jù)區(qū)82和片上寄存器區(qū)88，并通過片上寄存器區(qū)88的輸出來訪問片上存儲器陣列84。事實上，片上程序區(qū)80通常選用ROM的原因是因為在封裝和板級貼片的時候會在芯片上產(chǎn)生高溫，而相變材料不耐高溫，如果采用PCM的話，會使片上程序區(qū)80里的客戶應用程序丟失。由于是只讀存儲器，一旦程序固化到用ROM做的片上程序區(qū)80中，片上程序區(qū)80里面的內(nèi)容在封裝后就固定了。這樣導致的直接結果是片上程序區(qū)80不靈活，固定的程序只能測試固定的功能。如果以后在客戶使用過程中發(fā)現(xiàn)了生產(chǎn)時沒有測試到的問題，工廠就不能通過更改片上程序區(qū)80中的程序來測試新的問題，必須重新設計和制造芯片，寫入新的測試程序來測試問題。這必然會花費額外的人力、物力、財力，極大的降低效率。另一方面，片上程序區(qū)80中有一部分寫了工廠的測試代碼，只有剩下的一部分是客戶可用的。這意味著客戶實際能用的片上程序區(qū)80的大小將小于實際的片上程序區(qū)80大小，客戶代碼密度降低。其它類型的存儲器也存在類似問題。綜上所述，在集成電路應用愈來愈廣泛的前景下，如何克服存儲器測試中存在的諸多問題，以提高測試靈活性和客戶代碼密度等亟需解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中缺乏測試靈活性以及客戶代碼密度低等缺陷，提出了一種存儲器及其存儲方法。本發(fā)明提出了一種存儲器，包含微控制器內(nèi)核，及為正常工作模式設置的片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)，所述微控制器內(nèi)核可訪問所述片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)；所述存儲器進一步包含片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)互換使能管腳，其提供所述片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)互換的使能信號；片上地址編碼器或地址仲裁器模塊，其接收所述使能信號并輸出訪問所述片上程序區(qū)的程序區(qū)總線和訪問所述片上數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)總線；第一選擇器，其具有一接收使能信號的選擇端、接收所述程序區(qū)總線的輸入端、接收所述數(shù)據(jù)區(qū)總線的輸入端，及連接至所述片上程序區(qū)的輸出端；及第二選擇器，其具有一接收使能信號的選擇端、接收所述程序區(qū)總線的輸入端、接收所述數(shù)據(jù)區(qū)總線的輸入端，及連接至所述片上數(shù)據(jù)區(qū)的輸出端。其中，當所述存儲器進行測試時，所述使能管腳輸出所述使能信號，測試程序?qū)⒈幌螺d到互換后的片上程序區(qū)；否則所述使能管腳懸空。其中，輸出所述使能信號時，如果所述使能管腳內(nèi)部帶下拉，則所述使能管腳置高；如果所述使能管腳內(nèi)部帶上拉，則所述使能管腳置低。其中，如果所述存儲器是獨立式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為只讀存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器；如果所述存儲器是嵌入式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為相變存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器。其中，當接收到所述使能信號后，所述片上地址編碼器或者地址仲裁器模塊將輸出的所述程序區(qū)總線中的地址與控制總線和數(shù)據(jù)區(qū)總線中的地址與控制總線互換。本發(fā)明還提出了一種存儲器的存儲方法，包含驅(qū)動所述使能管腳以產(chǎn)生所述使能信號；及將測試程序?qū)⒈幌螺d到互換后的片上程序區(qū)。其中，非測試時所述使能管腳懸空。其中，為產(chǎn)生所述使能信號，如果所述使能管腳內(nèi)部帶下拉，將所述使能管腳置高；如果所述使能管腳內(nèi)部帶上拉，將所述使能管腳置低。其中，如果所述存儲器是獨立式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為只讀存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器；如果所述存儲器是嵌入式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為相變存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器。其中，當接收到所述使能信號后，所述片上地址編碼器或者地址仲裁器模塊將輸出的所述程序區(qū)總線中的地址與控制總線和數(shù)據(jù)區(qū)總線中的地址與控制總線互換。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的存儲器及存儲方法在需要時，如測試時可將片上程序區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū)互換，從而可將測試程序下載至SRAM。避免了片上程序區(qū)使用ROM或PCM的缺點。從而具有測試靈活、客戶代碼密度高，不懼高溫等諸多優(yōu)點，提供了存儲器的質(zhì)量和穩(wěn)定性。


圖1是一獨立式相變存儲器的結構示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的存儲器的結構示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施的存儲器的總線分配結構示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的存儲器的測試和應用流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的嵌入式相變存儲器的結構示意圖。
具體實施例方式結合以下具體實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施本發(fā)明的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。
在芯片，如存儲器大規(guī)模測試驗證階段，測試工廠會把某些大量測試代碼下載到芯片的片上程序區(qū)里，由芯片內(nèi)核執(zhí)行測試代碼，經(jīng)寄存器輸出而直接訪問存儲器陣列，而實現(xiàn)測試的目的。主要的測試內(nèi)容包括讀操作窗口冗余檢測(Read Window Budget),相變存儲器區(qū)老化測試，及數(shù)據(jù)保持性測試(data retention)等?，F(xiàn)有的片上程序區(qū)在材料選擇上多為ROM或PCM，然這兩種配置皆不盡人意。就采用ROM的片上程序區(qū)而言，其只讀存儲的特點導致片上程序區(qū)不靈活且客戶代碼密度低；而就采用PCM的片上程序區(qū)而言，由于相變材料不耐高溫，在封裝和板級貼片時候產(chǎn)生的高溫可能造成片上程序區(qū)里的客戶應用程序丟失。根據(jù)本發(fā)明實施例的存儲器及其存儲方法通過在需要時，如測試時對片上程序區(qū)和片上數(shù)據(jù)區(qū)的配置區(qū)域進行互換，可解決上述問題。 圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的存儲器200的結構示意圖。如圖2所示，該存儲器200包含微控制器內(nèi)核20、片上程序區(qū)22、片上數(shù)據(jù)區(qū)24、片上寄存器區(qū)26，及片上存儲器陣列28。正常工作模式時，該片上程序區(qū)22由ROM實現(xiàn)，片上數(shù)據(jù)區(qū)24由SRAM實現(xiàn)；而存儲器陣列28則由PCM實現(xiàn)。微控制器內(nèi)核20可訪問片上程序區(qū)22、片上數(shù)據(jù)區(qū)24和片上寄存器區(qū)26，并通過片上寄存器區(qū)26的輸出來訪問片上存儲器陣列28。該存儲器200進一步包含一個帶上拉或者下拉的使能管腳29，用來提供片上程序區(qū)22和片上數(shù)據(jù)區(qū)24互換的使能信號。在非測試的使用期間，該管腳29懸空，不加載任何驅(qū)動，SRAM作為片上數(shù)據(jù)區(qū)24，ROM做片上程序區(qū)22正常使用。而在工廠測試的時候?qū)⒃摴苣_置高(管腳內(nèi)部帶下拉)或?qū)⒃摴苣_置低(管腳內(nèi)部帶上拉)，使原來的片上程序區(qū)22由ROM轉成片上數(shù)據(jù)區(qū)24的SRAM，原來的片上數(shù)據(jù)區(qū)24由SRAM轉成片上程序區(qū)22的ROM。S卩，正常的ROM片上程序區(qū)22轉為測試時的SRAM片上程序區(qū)23，正常的SRAM片上數(shù)據(jù)區(qū)24轉為測試時的ROM片上數(shù)據(jù)區(qū)25。如此，工廠測試時即可在SRAM的程序區(qū)寫測試程序供測試相變存儲陣列28使用。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施的存儲器的總線分配結構示意圖。如圖3所示，為互換片上R0M30和片上SRAM 32的用途，微控制器內(nèi)核20通過地址編碼器或者地址仲裁器34輸出不同的數(shù)據(jù)、地址和控制總線來分別訪問片上程序區(qū)22、片上數(shù)據(jù)區(qū)24與片上寄存器區(qū)26。兩個選擇器(MUX) 36、38，如兩路選擇器分別連到ROM 30和SRAM 32上。每一選擇器36、38具有一第一輸入S0、第二輸入SI,及一選擇端sel。用于訪問片上程序區(qū)22的程序區(qū)總線(包含數(shù)據(jù)、地址和控制總線)和用于訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)24的數(shù)據(jù)區(qū)總線(包含數(shù)據(jù)、地址和控制總線)均提供至該兩選擇器36、38，分別連接至第一輸入SO及第二輸入SI。而片上程序區(qū)22與片上數(shù)據(jù)區(qū)24互換使能管腳29的輸出則提供至各選擇器36、38的選擇端sel，以選擇用程序區(qū)總線還是數(shù)據(jù)區(qū)總線來訪問ROM 30及SRAM 32。該互換使能管腳29的輸出也連至地址編碼器或者地址仲裁器34，當該管腳29懸空無驅(qū)動時，地址編碼器或者地址仲裁器34正常輸出訪問片上程序區(qū)22、片上數(shù)據(jù)區(qū)24和片上寄存器區(qū)26的總線，當該管腳29被置低(管腳內(nèi)部上拉)或置高(管腳內(nèi)部下拉)時，地址編碼器或者地址仲裁器34會根據(jù)R0M30和SRAM 32容量的大小重新輸出訪問片上程序區(qū)22和片上數(shù)據(jù)區(qū)24的總線。例如，對于32位的微控制器內(nèi)核20，原來片上數(shù)據(jù)區(qū)(SRAM) 24大小為8KB，片上程序區(qū)(ROM) 22大小為32KB，則訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)總線上的地址總線為11位，訪問片上程序區(qū)總線上的地址總線為13位。當互換發(fā)生后，訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)總線上的地址總線變?yōu)?3位，訪問片上程序區(qū)總線上的地址總線變?yōu)?1位。而且由于ROM是只讀的，SRAM可讀可寫，原來訪問片上程序區(qū)和片上數(shù)據(jù)區(qū)總線中的控制總線也要互換。在工廠測試的時候，可以通過將片上程序區(qū)22和片上數(shù)據(jù)區(qū)24互換使能管腳29置高(管腳內(nèi)部帶下拉)或置低(管腳內(nèi)部帶上拉)選擇將訪問片上程序區(qū)22的數(shù)據(jù)、地址和控制總線連到SRAM 32上，這樣就可以寫測試代碼到SRAM 32中對相變存儲陣列28進行測試驗證；而訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)24的數(shù)據(jù)、地址和控制總線連到ROM 30上。在客戶正常使用的時候，將該片上程序區(qū)22和片上數(shù)據(jù)區(qū)24互換使能管腳29懸空無驅(qū)動，訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)24的數(shù)據(jù)、地址和控制總線連到SRAM 32上，訪問片上程序區(qū)22的數(shù)據(jù)、地址和控制總線連到ROM 30上；即可恢復正常的使用模式。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的存儲器200的測試和應用流程圖。在步驟41，當芯片需要測試時，那么將片上程序區(qū)22和片上數(shù)據(jù)區(qū)24互換使能管腳29置高(管腳內(nèi)部帶 下拉)或者置低(管腳內(nèi)部帶上拉)。系統(tǒng)觀察到該管腳29輸出置高(管腳內(nèi)部帶下拉)或者置低(管腳內(nèi)部帶上拉)，表明現(xiàn)在處于測試狀態(tài)，則在步驟42連在SRAM 32上的總線被選擇器(MUX) 38選擇成訪問片上程序區(qū)22的數(shù)據(jù)、地址和控制總線，連在ROM 30上的總線被選擇器(MUX) 36選成訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)24的數(shù)據(jù)、地址和控制總線。S卩，ROM 30用作片上數(shù)據(jù)區(qū)23，而SRAM32用作片上程序區(qū)22。如此，在步驟43中，測試程序員即可編寫程序并下載到片上程序區(qū)22中，測試芯片的存儲器陣列28。測試完成在步驟44將片上程序區(qū)22和片上數(shù)據(jù)區(qū)24互換使能管腳29懸空，使芯片處于正常使用狀態(tài)方可交付客戶。因而，在客戶正常使用階段，在步驟45連在SRAM 32上的總線被選擇器(MUX) 38選擇成默認的訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)24的數(shù)據(jù)、地址控制總線，連在ROM 30上的總線被選擇器(MUX) 36選成默認訪問片上程序區(qū)22的數(shù)據(jù)、地址和控制總線。如此在步驟46，客戶即可正常使用此芯片。由于交付客戶之前，可能進行多次測試，每次測試完成未必會將使能管腳29懸空，故圖中步驟43、44之間未直接連接,這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)。除上述的獨立相變存儲器，本發(fā)明還適用于其它的存儲器，如嵌入式的相變存儲器。與獨立式相變存儲器200測試芯片的存儲器陣列28不同，嵌入式相變存儲器測試的是片上程序區(qū)。圖5是根據(jù)本發(fā)明一實施例的嵌入式相變存儲器300的結構示意圖。如圖5所示，該存儲器300包含微控制器內(nèi)核50、片上程序區(qū)52、片上數(shù)據(jù)區(qū)54，及片上寄存器區(qū)56 ;正常工作模式時，該片上程序區(qū)52由PCM實現(xiàn)，片上數(shù)據(jù)區(qū)54由SRAM實現(xiàn)。微控制器內(nèi)核50可訪問片上程序區(qū)52、片上數(shù)據(jù)區(qū)54和片上寄存器區(qū)56。同樣，該相變存儲器300進一步包含一個帶內(nèi)部上拉或者下拉的片上程序區(qū)52和片上數(shù)據(jù)區(qū)54互換的使能管腳59。在需要測試的時候，將該管腳59置高(管腳內(nèi)部帶下拉)或置低(管腳內(nèi)部帶上拉)，則SRAM作為互換后的片上程序區(qū)53使用，PCM做互換后的片上數(shù)據(jù)區(qū)55使用，這樣就可以在SRAM的片上程序區(qū)53寫測試程序作為測試PCM (相變存儲陣列)使用。而且可避免PCM作為片上程序區(qū)52在封裝、貼片等過程中所受的高溫。在嵌入式相變存儲器300做片上程序區(qū)52和片上數(shù)據(jù)區(qū)54互換的時候，其內(nèi)部結構和獨立式相變存儲器200的片上程序區(qū)22和片上數(shù)據(jù)區(qū)24互換的結構示意圖是一樣的，所不同的只是對應片上程序區(qū)的ROM變成PCM。本發(fā)明的保護內(nèi)容不局限于以上實施例。在不背離發(fā)明構思的精神和范圍下，本領域技術人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權利要求書為保護范圍。
權利要求
1.一種存儲器，其特征在于，包含微控制器內(nèi)核，及為正常工作模式設置的片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)，所述微控制器內(nèi)核可訪問所述片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)；所述存儲器進一步包含 片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)互換使能管腳，其提供所述片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)互換的使能信號； 片上地址編碼器或地址仲裁器模塊，其接收所述使能信號并輸出訪問所述片上程序區(qū)的程序區(qū)總線和訪問所述片上數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)總線； 第一選擇器，其具有一接收使能信號的選擇端、接收所述程序區(qū)總線的輸入端、接收所述數(shù)據(jù)區(qū)總線的輸入端，及連接至所述片上程序區(qū)的輸出端；及 第二選擇器，其具有一接收使能信號的選擇端、接收所述程序區(qū)總線的輸入端、接收所述數(shù)據(jù)區(qū)總線的輸入端，及連接至所述片上數(shù)據(jù)區(qū)的輸出端。
2.如權利要求1所述的存儲器，其特征在于，當所述存儲器進行測試時，所述使能管腳輸出所述使能信號，測試程序?qū)⒈幌螺d到互換后的片上程序區(qū)；否則所述使能管腳懸空。
3.如權利要求2所述的存儲器，其特征在于，輸出所述使能信號時，如果所述使能管腳內(nèi)部帶下拉，則所述使能管腳置高；如果所述使能管腳內(nèi)部帶上拉，則所述使能管腳置低。
4.如權利要求1所述的存儲器，其特征在于，如果所述存儲器是獨立式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為只讀存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器；如果所述存儲器是嵌入式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為相變存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器。
5.如權利要求1所述的存儲器，其特征在于，當接收到所述使能信號后，所述片上地址編碼器或者地址仲裁器模塊將輸出的所述程序區(qū)總線中的地址與控制總線和數(shù)據(jù)區(qū)總線中的地址與控制總線互換。
6.—種存儲器的存儲方法,其特征在于,包含 驅(qū)動所述使能管腳以產(chǎn)生所述使能信號；及 將測試程序?qū)⒈幌螺d到互換后的片上程序區(qū)。
7.如權利要求6所述的存儲方法，其特征在于，非測試時所述使能管腳懸空。
8.如權利要求6所述的存儲方法，其特征在于，為產(chǎn)生所述使能信號，如果所述使能管腳內(nèi)部帶下拉，將所述使能管腳置高；如果所述使能管腳內(nèi)部帶上拉，將所述使能管腳置低。
9.如權利要求6所述的存儲方法，其特征在于，如果所述存儲器是獨立式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為只讀存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器；如果所述存儲器是嵌入式相變存儲器，則為所述正常工作模式設置的所述片上程序區(qū)為相變存儲器，所述片上數(shù)據(jù)區(qū)為靜態(tài)隨機訪問存儲器。
10.如權利要求6所述的存儲方法，其特征在于，當接收到所述使能信號后，所述片上地址編碼器或者地址仲裁器模塊將輸出的所述程序區(qū)總線中的地址與控制總線和數(shù)據(jù)區(qū)總線中的地址與控制總線互換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種存儲器，包括為正常工作模式設置的片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)；片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)互換使能管腳，提供片上程序區(qū)與片上數(shù)據(jù)區(qū)互換的使能信號；片上地址編碼器或地址仲裁器模塊，接收使能信號并輸出訪問片上程序區(qū)的程序區(qū)總線和訪問片上數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)總線；第一選擇器，具有一接收使能信號的選擇端、接收程序區(qū)總線的輸入端、接收數(shù)據(jù)區(qū)總線的輸入端，及連接至該片上程序區(qū)的輸出端；及第二選擇器，具有一接收使能信號的選擇端、接收程序區(qū)總線的輸入端、接收數(shù)據(jù)區(qū)總線的輸入端，及連接至該片上數(shù)據(jù)區(qū)的輸出端。本發(fā)明具有測試靈活、客戶代碼密度高等諸多優(yōu)點。本發(fā)明還公開了一種存儲器的存儲方法。
文檔編號G11C29/56GK103021471SQ20121056825
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權日2012年12月24日
發(fā)明者景蔚亮 申請人:上海新儲集成電路有限公司