存储器测试数据基于LabVIEW的存储器检测系统研究

基于LabVIEW的存储器检测系统研究

时间:2011年11月29日
摘要:针对某装备的存储器没有相应的测试设备,测试内容比较繁琐,设计了基于LabVlEW的存储器检测系统。硬件依托PXI测试总线予以实现.具有可靠性高.灵活性强的特点。针对组合存 华为专利企业工信部专家称华为专利与高通仍有差距如何确定机器气管的直径调谐器模块索尼索尼开发出邮票大小的低耗电调谐器手机内容电视中移动与央视共建手机电视台三星青岛威海华东国际电子展于7月底在青岛“亮剑”杭州半导体杭州市杭州未来5年LED照明产值可达200亿元功率系列混频器美国出口管制条例对凌力尔特出口至中国的ADC重新分类摩托罗拉手机美国摩托罗拉藉CES重振旗鼓 PCB厂受惠可期业务彩电海外创维集团战略性收缩:从500亿到200亿

摘要:针对某装备的存储器没有相应的测试设备,测试内容比较繁琐,设计了基于LabVlEW的存储器检测系统。硬件依托PXI测试总线予以实现.具有可靠性高.灵活性强的特点。针对组合存储器的特点,设计了专用的接口适配器,主要用于实现信号的同步和调理。文中分析了存储器的故障类型,研究March算法并进行了扩展。系统以LabVIEW作为软件工具,实现了对存储器的自动测试,用数据库实现了测试算法与测试程序的分离。该系统具有操作容易,可扩展性强等特点,有效提高了对某装备存储器的测试效率。
关键词:存储器;虚拟仪器;LabVIEW;数据库;March

在电子设备运行过程中,存储器发生故障或失效,不仅导致经济损失,而且还有可能导致灾难性的后果。因此存储器的测试也成为当今世界的一个重要问题,在军事装备中存储器正扮演着很重要的角色。目前,基于虚拟仪器设计的自动测试系统已成为主流,而软件则是虚拟仪器的核心。在此,以LabVIEW为软件工具,结合相应的数字I/O卡,开发一套用于某装备存储器检测的检测系统。

1 总体方案及硬件设计
1.1 需求分析
该系统所选的被测对象是某型装备中的公用存储器,测试通道有地址总线18根、数据总线18根,控制线3根(控制线共7根,其中3根有效)。其中,状态输出信号表示读/写信号是否有效;读/写信号表示对RAM的读/写操作;数据输出有效信号表示数据输出是否有效。容量8 KB,读周期400 ns,写周期500 ns,供电电压5 V。
1.2 系统硬件设计
该硬件系统,以中心计算机为主体,以插入其中的数字I/O卡为功能部件。通过计算机控制数字I/O卡进行数字信号的输出和测量。由此可知,系统平台的搭建关键是选择合适的数字I/O卡。该系统测试的主要信号有地址信号、数据信号和控制信号。考虑到输出位数和速度,用NI公司的数字波形发生器/分析仪6542,它具有32路可双向控制的通道,可方便地进行信号输出和对信号的采集。该模块每个通道都有1 Mb,8 Mb和64 Mb的板载内存,便于测试信息的存储。
1.3 接口适配器设计和端口的分配
接口适配器用于连接被测设备和测试平台。设计时只选用一块6542模块,所以只有32个输出通道,不能实现所有信号的有效同步输出,设计时需采用数据线和地址线共用的原则予以解决。接口适配器的组成框图如图1所示。选择6542的portO~port2作为公用的地址线和数据线,port3作为控制线。锁存器选择双向锁存器,通过锁存方向控制数据的输入/输出,片选控制线控制数据的锁存,锁存输出控制线控制锁存器里的数据读出。

2 存储器测试算法分析
2.1 存储器故障类型
存储器故障总体可以分为单个单元的故障和单元之间的故障两类。单个单元的故障包括:粘滞故障(SAF)一个阵列总是0或1;转换故障(TF),即一个特定单元在一定转换序列后不能进行0/1翻转;数据保持故障(DFR),即一个单元在一段时间后不能保持它的逻辑值等。单元之间的故障主要是耦合故障(CF),它包括字间故障和字内故障。


2.2.March算法
针对存储器不同的故障类型,提出了多种存储器的测试算法,如March算法、Walking算法、Calloping算法等。其中,March算法具有较高的故障覆盖率,较小的时间复杂度,在存储器测试中得到广泛应用。其基本步骤用公式表示如下:

式中:Cij表示第i行,第j列的存储单元;R表示读操作;W表示写操作;表示全部C的集合;∑表示,集内的总和;逗号“,”是公式内各有序操作之间的分隔符;0或1表示背景数据和操作数据。根据公式可以算出测试的复杂度为5N。简单说就是按照一定的规则向存储器写入和读出数据。针对不同的故障模型,在测试中添加不同的数据背景可以实现相应的故障覆盖。通常,一种算法不能覆盖所有的故障类型,所以测试时要用两种或两种以上的算法。
2.3 March算法在检测系统中的应用
一般的March算法都是以位进行操作的,而被测对象是18位的数据通道,存储方式为字节存储,因此应该对March算法进行扩展。测试时不仅要考虑到字间故障,而且也应该考虑一个字内多个位之间的耦合故障。面对这种情况就应该增加March算法的测试数据。对于N位的存储器,共有log2N+1种测试数据,文献给出了数据背景的计算公式。被测对象有18位存储器,通过计算有5组测试数据:


3 系统的软件设计
3.1 软件总体方案
该系统软件部分基于虚拟仪器技术进行开发。选择LabVIEW作为测试程序开发工具,Access作为数据库工具。整个软件由主控程序、人机界面、测试模块、诊断模块、数据库模块组成。主控程序负责各个模块之间的调用和协调;人机界面实现用户与测试系统的交互;测试模块完成数字信号的输出和采集;数据库模块主要用于实现整个系统数据的管理。
3.2 主程序
主程序依托LabVIEW软件,采用模块化的设计思想,主要包括程序初始、测试数据、读/写数据、取消设置、和错误判断五个部分。程序初始模块,用于进行面板参数设置和板卡设置;测试数据模块。用于:通过对数据库数据的查询,提取地址和数据等信息;通过对读/写信息的判断,选择数据信息输出的读入。如果测试时出现异常现象,则由程序输出自定义错误,通过自定义错误传递故障信息,同时跳出读/写循环;取消设置,用来恢复测试时改变的各个参数;错误判断模块,用于判断错误类型,通过判断自定义错误携带的信息判断故障类型,并反馈给人机界面。图2是主程序的程序框图。


3.3 测试程序
对存储器测试时采用March算法。March算法的特点是向存储器顺序地写入和读出数据,通过分析数据判断存储器的故障。因此在测试程序的编制过程中,数字信号的输入/输出较为关键。图3是读/写操作的程序框图。根据适配器的实际方案.数据的输入/输出在设计时也有一定的要求。向存储器写数据时分为三个步骤:向锁存器写地址,向锁存器写数据,锁存器和状态输出。读取存储器的数据分为4个步骤:向锁存器写地址,锁存器和状态输出,检测数据输出有效信号,读锁存器数据。实际应用时,可以根据不同的芯片,设置不同的延迟时间,以满足读/写周期的要求。


3.4 数据库设计
软件设计时,采用主控程序与测试信息分离的思想,通过数据库来存储测试信息。数据库采用比较常用的数据库Access。测试时,根据不同的测试算法,将不同测试数据编绘到数据库中。测试时主程序通过SQL语言对数据库进行调用,控制数字信号的输入/输出,从而实现测试内容的可扩展性。根据Marct,算法的规则,设计数据表时,要设计编号、读/写操作、地址、数据和结束标志5列。编号用来实现Marcrt算法的顺序执行;读/写操作用于主程序中判断数据的读/写操作;地址用于存储地址信息;数据用于存储数据信息;结束标志用于结束本算法的测试。数据库存储表格如图4所示。第一行表示第一次读/写操作,向0地址写入数据80。


4 结 语
采用NI系列PXI板卡及灵活方便的LabVIEW软件平台,构建了一套某装备存储器的检测系统。通过数据库实现了测试算法与测试程序的独立性,可以根据不同的March算法进行测试。实验结果表示,该系统具有自动测试性强,容易操作,可扩展性强等特点,有效提高了对某装备存储器的测试效率。

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