[發明專利]一種基于FPGA的高精度flash擦寫時間獲取裝置

有效

• 申請號: 202011632921.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112530513B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 蔣雙泉;黎永健;劉佳慶
• 申請（專利權）人: 芯天下技術股份有限公司
• 主分類號: G11C29/56
• 分類號: G11C29/56
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;唐敏珊

本發明公開了一種基于FPGA的高精度flash擦寫時間獲取裝置，在操作測試中，拓展單元將操作信息發送給待測flash后，拓展單元開始計數，每個系統時鐘計數一次；同時拓展單元發送讀狀態寄存器指令給待測flash，直到拓展單元檢測到待測flash的狀態寄存器WIP=0時停止計數，將計數乘以FPGA芯片的時鐘周期即得到待測flash的擦寫時間，FPGA時鐘的周期在10ns量級，對比us量級的MCU，使用FPGA測試待測flash的擦寫時間，測試精度得到了極大的提高。

技術領域

本發明涉及一種flash測試設備，尤其涉及的是一種基于FPGA的高精度flash擦寫時間獲取裝置。

背景技術

具備可靠性高、讀取迅速、可執行代碼的NOR FLASH，又稱代碼式存儲芯片，在大數據、人工智能、物聯網、云計算等新興技術的推動下得到廣泛的應用。而伴隨著flash市場份額的與日俱增，以及對數據安全性越來越高的需求，flash芯片的性能，尤其是使用壽命也被提出更高的要求，其中使用壽命的一項重要評價指標便是Nor flash的擦寫時間。

擦寫時間可以評價Nor flash的使用壽命。如果在10萬次的擦寫操作內擦寫時間的穩定且在典型值附近，說明在10萬次的擦寫壽命中芯片的性能良好，但如果不穩定或者偏差典型值太大說明芯片的使用壽命不達標，同時根據什么開始不穩定就可以知道所測試芯片的真實擦寫壽命情況。因此準確的flash擦寫時間獲取對改善以及評估flash使用壽命有著舉足輕重的影響。

在傳統的通過MCU直接掛載flash進行測試的測試設備中，擦寫時間的計數統計時鐘精度為us量級，在erase或者program中，信息發送到flash接收信息的接口spi，對應在片選信號拉高之間會存在一定的延遲，有些延遲甚至可以達到半個到一個時鐘周期，而這種情況對于擦寫時間的精確獲取將會產生極大的影響，尤其是在program time的獲得時，對于一個erase掉區域最小為4Kbyte的情況下，program需要操作16次才能全部寫滿，而一個64Kbyte的塊需要program256次，相應的這種延遲誤差分別會出現16次和256次，即誤差達到了10us到0.2ms量級，有時還會出現漏記的問題，而我們通過這種測試方法得到的擦寫時間都在10ms量級，因此在這種傳統的通過MCU直接去檢測flash擦寫時間的方法中，獲取擦寫時間的誤差極大，因此將不再適用于高精度、復雜的flash壽命測試系統的設計。

因此，現有的技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于FPGA的高精度flash擦寫時間獲取裝置，旨在解決現有的通過MCU直接去檢測flash擦寫時間的測試方式中，獲取的擦寫時間誤差大，不適用于高精度、復雜的flash壽命測試的問題。

本發明的技術方案如下：一種基于FPGA的高精度flash擦寫時間獲取裝置，其中，包括：

主控單元，向拓展單元發送指令和接收拓展單元反饋的待測flash的測試信息；

拓展單元，接收并解析控制單元發送過來的指令，將電壓配置指令發送至數字電位器，并根據解析后的指令將相應操作的指令發送給待測flash，以及讀回包括擦寫時間在內的相應操作結果；

數字電位器，將電壓調節到適合拓展單元工作的電壓狀態；

待測試flash芯片模塊，在待測試芯片模塊內安插待測flash；

在操作測試中，拓展單元將操作信息發送給待測flash后，拓展單元開始計數，每個系統時鐘計數一次；同時拓展單元發送讀狀態寄存器指令給待測flash，直到拓展單元檢測到待測flash的狀態寄存器的WIP位為0時停止計數并將計數反饋至主控單元，主控單元根據計數得出待測flash的操作時間。

所述的基于FPGA的高精度flash擦寫時間獲取裝置，其中，所述主控單元采用MCU。