一种基于FPGA实现的磁存储器测试系统

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一种基于fpga实现的磁存储器测试系统
技术领域
1.本发明涉及存储器芯片测试领域，特别涉及一种基于fpga实现的磁存储器测试系统。

背景技术：

2.近些年，利用磁性隧道结的磁电阻效应的磁存储器被认为是未来的固态非易失性记忆体，相比于目前其他类型的存储器，具有读写速度快、可实现无限次擦写、易于与目前的半导体工艺相兼容等优点，此外利用自旋流来实现磁矩翻转的自旋传输扭矩的磁存储器可实现存储单元尺寸的微缩。这些优点使得磁存储器成为未来新型存储器的主要发展方向。
3.对于不同的磁存储器芯片，其设计的对外操作接口不同，在进行读写时操作的方式也不同。而且由于磁存储器某些特殊特性，与其他相同操作接口但不同介质的存储芯片的操作方式也不尽相同。
4.因此，对于不同的磁存储器芯片，需要根据需求，设计专用的测试系统对其进行测试。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决使用自动测试机设备价格高，使用其他存储器芯片测试系统不兼容磁存储器的问题，提供一种基于fpga的磁存储器测试系统，利用简易的设备搭建具有可以高速处理，灵活控制的测试系统，以便快速、批量获得大容量磁存储器的测试结果，便于对新型磁存储器芯片品控进行把握以及芯片升级。
6.为实现上述目的，本发明的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统的具体技术方案如下。
7.本发明提供一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，该测试系统包括上位机和fpga硬件控制板，所述的上位机和fpga硬件控制板使用相同的通信协议通信，所述fpga硬件控制板上设置有芯片转接电路，所述磁存储器通过芯片转接电路与fpga硬件控制板相连。
8.本发明提供一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，所述上位机包括pc主机、输入输出设备以及控制程序，所述输入输出设备分别连接所述pc主机，所述pc主机连接所述fpga控制板。利用功能强大和扩展灵活的计算机作为上位机，通过上位机的控制程序，能够方便测试人员对待测磁存储器芯片进行测试并且观测测试过程。
9.本发明提供一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，所述fpga硬件控制板包括fpga核心电路、通信电路、芯片转接电路、波形采样电路和电压调节电路。其中fpga核心电路包含一颗fpga主控芯片，作为整个fpga硬件控制板的核心控制器；通信电路主要包含usb芯片，用于fpga硬件控制板和上位机连接通信；芯片转接电路用于将不同封装的芯片控制引脚连接到fpga引脚；波形采样电路通过屏蔽线与芯片引脚相连，用于采集测试时芯片引
脚波形；电压调节电路包含多颗ldo芯片，连接于芯片供电引脚，用于根据需求对芯片供电进行调节。
10.在本发明中fpga主控芯片作为整个fpga硬件控制板的核心控制器，其作用在于解析上位机指令，并根据指令实现磁存储器测试所需的时序波形，并且将测试数据进行预处理后回传至上位机。为实现上述功能,fpga逻辑程序开发主要分为通信模块、指令解析模块、逻辑波形产生模块和控制模块。
11.具体地，通信模块负责和上位机进行通信；指令解析模块负责解析上位机发送的指令，并控制逻辑波形产生模块；逻辑波形产生模块负责根据解析得到的指令对磁存储器芯片进行时序控制；控制模块对前三个模块进行整体调节控制。
12.上述一种基于fpga实现的磁存储器测试系统至少具有以下有益效果：所述fpga硬件控制板可以通过芯片转接电路与不同封装的磁存储器芯片进行连接，在测试过程中，所述fpga硬件控制板能够解析上位机指令并且向磁存储器芯片发送操作所需时序指令，并且在测试过程中采集磁存储器芯片运行的反馈数据，发送到上位机进行实时的记录和分析，上位机具有灵活控制，可视化高的特点，可以对测试过程进行实时控制，对测试结果进行分析。
附图说明
13.图1为本发明实施例的连接关系示意图。
14.图2为本发明实施例的fpga硬件控制板硬件电路连接关系示意图。
15.图3为本发明实施例的上位机的示意图。
具体实施方式
16.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚，但并不因此而限制本发明的保护范围。
17.参照图1和图2，本发明涉及一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，包括上位机和fpga硬件控制板，所述上位机与所述fpga硬件控制板通过相同的通信协议连接，所述fpga硬件控制板上fpga核心电路、通信电路、芯片转接电路、波形采样电路和电压调节电路。
18.参照图3，所述上位机包括pc主机、输入输出设备和控制程序，所述输入输出设备连接所述pc主机，所述pc主机连接所述fpga硬件控制板，在本实施例中，所述输入输出设备包括用于输入的键盘和鼠标以及用于输出的显示器等，控制程序使用python语言编写，用于对fpga硬件控制板发送程序、处理得到的数据等，上位机与所述fpga控制板之间通信协议所对应的连接方式为usb接口连接中，在本实施例中，所述上位机的pc主机上设置有usb接口，所述fpga硬件控制板也配置有usb接口，所述pc主机和fpga硬件控制板之间通过usb线缆连接。
19.上述组建上位机-fpga硬件控制板-磁存储器芯片的测试系统，测试人员能够在上位机的输入输出设备中根据测试大纲要求输入测试指令，测试指令经所述fpga硬件控制板处理后并行发送到待测磁存储器上，磁存储器芯片根据测试指令运行，fpga硬件控制板采
集运行结果并反馈到上位机，上位机经过处理后在显示器上显示测试结果，方便测试人员读取数据，另一方面，通过波形采样电路，测试人员可以根据需要定位某段时间的运行波形，发现问题，此外，通过电压调节电路，可以根据需要更改磁存储器芯片的电压，得到不同需求下的测试结果，本发明的测试系统能够针对磁存储器芯片进行实时可控的测试，且其搭建的组件简单易行，解决了专用测试设备价格高昂和其他存储器测试系统不兼容磁存储器测试的问题。
20.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

技术特征：

1.一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，该测试系统包括上位机和fpga硬件控制板，所述的上位机和fpga硬件控制板使用相同的通信协议通信。2.根据权利要求1所述的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，所述上位机主要包括pc主机、输入输出设备以及控制程序，所述pc主机连接所述fpga硬件控制板，所述输入输出设备连接pc主机，控制程序运行于pc主机中并对下位机进行控制。3.根据权利要求1所述的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，所述fpga硬件控制板包括fpga核心电路、通信电路、芯片转接电路、波形采样电路和电压调节电路，所述fpga硬件控制板通过通信电路与上位机相连接通信。4.根据权利要求3所述的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，所述fpga核心电路主要包含一颗fpga主控芯片及外围电路，该fpga主控芯片与fpga硬件控制板的其他电路相连，通过解析上位机指令，对fpga硬件控制板的其他电路起控制作用。5.根据权利要求3所述的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，所述通信电路主要包含一颗usb通信芯片，该usb通信芯片与上位机和fpga核心电路相连，负责上位机和下位机的通信部分。6.根据权利要求3所述的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，所述芯片转接电路主要包含转接板，该转接板fpga引脚相连，将芯片放置于转接板上即可接收fpga的控制信号。7.根据权利要求3所述的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，所述波形采样电路主要包含一颗fpga芯片，与待测磁存储器芯片引脚通过屏蔽线连接，对待测磁存储器芯片引脚上的波形进行采集保存，并最终在上位机上进行显示。8.根据权利要求3所述的一种基于fpga实现的磁存储器测试系统，其特征在于，所述电压调节电路主要包含多颗电源芯片，连接磁存储器芯片多个供电引脚，根据不同要求对磁存储器芯片供电进行改变。

技术总结

一种基于FPGA实现的磁存储器测试系统。本发明提出一种基于FPGA实现的磁存储器测试系统，该测试系统包括上位机和FPGA硬件控制板，所述上位机和所述FPGA硬件控制板通过相同的通信协议连接，所述FPGA硬件控制板上设置有芯片转接板连接待测磁存储器芯片，通过所述FPGA硬件控制板对待测磁存储芯片进行控制，所述FPGA硬件控制板上还有波形采样电路，在测试过程中能够自动收集待测磁存储器芯片的反馈数据，并发送到上位机显示待测芯片运行波形，以便分析，测试系统的搭建简单易行，解决了专业测试设备价格过高的问题。测试设备价格过高的问题。测试设备价格过高的问题。