Спосіб діагностування запам’ятовуючих пристроїв

Реферат: Спосіб діагностування запам'ятовуючих пристроїв шляхом їх тестування. Моделюють критичні умови експлуатації запам'ятовуючих пристроїв, вводять часовий інтервал, при цьому підвищують температуру за допомогою кварцових ламп. Додатково вводять вібрації, а також створюють електричне поле коротронним розрядником, фіксують температури, рівень вібрацій і напруженість електростатичного поля, будують часову діаграму моделі пам'яті. За отриманими параметрами діагностують запам'ятовуючий пристрій і виявляють негативні чинники, що впливають на роботу запам'ятовуючого пристрою. UA 114992 U (12) UA 114992 U UA 114992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до приладобудування, а саме до способу діагностування запам'ятовуючих пристроїв, і може бути використана для визначення часу надійної експлуатації запам'ятовуючих пристроїв та оптимальних зовнішніх умов їх використання (температуру, вібрації, електростатичне поле). Відомий спосіб діагностики напівпровідникових елементів пам'яті, де запам'ятовуючий пристрій піддають циклічному впливу тестових сигналів, а також високих і низьких температур, а за інформативний параметр приймають площу петлі гістерезису, отриманої з залежності критичних напружень при нагріванні і охолодженні. Величина площі тим більш інформативна (тобто більш вірогідно характеризує надійність), чим ширше діапазон зміни температур і вище швидкість вимірювання температури. На входи об'єкта контролю тестових послідовностей циклічно подається напруга; порівнюється реакція інтегральних схем з еталонною і визначаються критичні напруження шляхом зміни напруги живлення понад робочого: діапазону. Згідно з способом, інтегральну схему охолоджують, потім нагрівають, знімаючи при цьому температурну залежність критичних напружень при позитивному термоударі, знову охолоджують до мінімальної температури, знімаючи температурну залежність критичних напружень при негативному термоударі, обчислюють площу петлі гістерезису отриманої залежності і відбирають як високонадійні інтегральні схеми з площею петлі гістерезису, меншою заздалегідь певного порогу [А. с. РФ № 2524858, G06F11/26,2014]. Недоліком наведеного способу є неможливість створення реальних умов критичного застосування запам'ятовуючих пристроїв, внаслідок чого не можна прогнозувати час надійної експлуатації таких пристроїв. Відомий також спосіб виявлення квантових точок, суть якого полягає в наступному: зразок покроково сканують за координатами XY за допомогою електропровідної голки нанометричного розміру з пікосекундною роздільною здатністю і проводять аналіз електродинамічних характеристик: впливають електричностимулюючим прямокутним імпульсом на напівпровідникову квантову точку, беруть аналоговий сигнал відгуку, перетворюють його в дискретний сигнал, виділяють інформаційну частину відгуку, ідентифікують її на приналежність заданому класу розкиду динамічних характеристик, здійснюють запам'ятовування координат XY в пам'ять і виконують відображення топологій виявлених квантових точок з параметрами, що входять в задані допускові зони [А. с. РФ № 2493631, H01L21/66, 2012]. Недоліком даного методу є неможливість діагностики в робочому режимі (для виявлення дефектів квантових комірок необхідно виводити запам'ятовуючий пристрій з робочого режиму). Найбільш близьким по технічній суті до корисної моделі, що заявляється, є вбудований модуль діагностування. Його суть полягає в тому, що розроблений вбудований модуль діагностування керується по послідовній шині, яка складається з контролера послідовної шини, мікроконтролера, керуючої пам'яті, ОЗУ і буферів. Модуль діагностування керується по послідовній шині від ЕОМ (переносного комп'ютера) - блока діагностики, і є вбудованим в об'єкт діагностики цифровим автоматом - підключається до системної шини через роз'єм [А. с. РФ № 130105, G06F11/22, 2011]. Недоліком даного методу являється неможливість моделювання критичних умов використання запам'ятовуючого пристрою. В основу корисної моделі поставлена задача розробки більш ефективного засобу діагностики запам'ятовуючого пристрою під час його роботи, підвищити точність та надійність шляхом визначення оптимальних умов експлуатації та прогнозувати час його надійної роботи. Спосіб діагностування запам'ятовуючих пристроїв оснований на їх тестуванні, згідно з корисною моделлю, для його провадження моделюють критичні умови експлуатації запам'ятовуючих пристроїв, вводять часовий інтервал, при цьому підвищують температуру за допомогою кварцових ламп, додатково вводять вібрації, а також створюють електричне поле коротронним розрядником, фіксують температури, рівень вібрацій і напруженість електростатичного поля, будують часову діаграму моделі пам'яті, за отриманими параметрами діагностують запам'ятовуючий пристрій і виявляють негативні чинники, що впливають на роботу запам'ятовуючого пристрою. Рішення поставленої задачі досягається шляхом діагностики запам'ятовуючих пристроїв на спеціальному стенді, де створюються критичні умови експлуатації з використанням засобів підвищення температури за допомогою кварцових ламп; створення вібрацій шляхом підведення до робочого столика вібродвигуна та електростатичного поля коротронним розрядником. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена схема способу діагностики запам'ятовуючих пристроїв, на фіг. 2 - часова діаграма моделі пам'яті, а на фіг. 3 часові діаграми впливу температури та електростатичного поля на накопичувальну здатність елементів пам'яті. 1 UA 114992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Спосіб діагностики запам'ятовуючого пристрою можна реалізувати наступним чином. На фіг 1 зображена схема автономного приладу, який включає персональний комп'ютер - ПК, мережевий вимикач 1, роз'єм для підключення до комп'ютера 2, ручки 3, вібраційний двигун 4, вібропідвіси 5, кварцові лампи 6, коротронний розрядник 7, роз'єми з досліджуваними елементами напівпровідникової пам'яті 8, термопари 9, п'єзокерамічний тензодатчик 10, індикатори 11. Робоча поверхня, на яку закріплені досліджувані об'єкти, підвішена на вібропідвісах 5 і підведена до вібраційного двигуна 4, внаслідок чого створюються вібрації. Підвищення температури здійснюється шляхом розігріву кварцових ламп 6. Створення електростатичного поля відбувається за рахунок коротронного розрядника 7. В корпус діагностичного стенда встановлені термопари 9, п'єзокерамічний тензодатчик 10 та датчик напруженості електростатичного поля, показники яких виводяться на індикатори 11. Суть способу пояснюється наступним чином. В роз'єми 8 встановлюється запам'ятовуючий пристрій, ручками 3 регулюються параметри дослідження (температура, амплітуда вібраційних навантажень, електричний розряд), вмикається пристрій мережевим вимикачем 1 і запускають з підключеного до стенда ПК (через роз'єм 2) тестову програму, результати роботи яких виводяться на монітор. Внаслідок дії негативних зовнішніх чинників (підвищення температури, вібрації, електростатичне поле) на запам'ятовуючий пристрій відбувається пошкодження його провідних доріжок, що приводить до передчасного виходу з робочого стану такого пристрою. Даний спосіб дозволяє будувати залежності надійної роботи запам'ятовуючого пристрою від комплексного впливу шкідливих зовнішніх факторів. Приклад. Реалізація. запропонованого способу діагностування запам'ятовуючих пристроїв дозволяє досягти наступних результатів. Реєстрація запам'ятовуючого пристрою проводиться в стаціонарному режимі (з восьмирозрядною і коміркою пам'яті) за ідеальних умов експлуатації, а саме: розрядність - 8 біт; робоче живлення. - 3,5 В; час запису - 1 мкс; час зчитування - 1,15 мкс; вірогідність безвідмовної роботи - 0,98. Як робочий параметр моделі використовується тестова послідовність, яка має наступне шістнадцятирічне кодування: 00F-AAF-55F-FFF. На фіг. 2 наведено часову діаграму моделі пам'яті за умов оптимальної температури (0…+40 °C), що змодельовані та виміряні на виході комірки для випадку, коли на вхід комірки подається нескінченна тестова послідовність 00F-FFF-00F-FFF-…. і т.д. Для моделювання роботи елемента і пам'яті в критичних умовах за критичний режим вибирали наступні параметри температури: -40 °C, +75 °C; щільність електричного поля: 2,5 2 мкКл/мкм та дія електричного розряду 4,5 кВ. В результаті реєстрації отримані часові діаграми моделі пам'яті, що працює в критичних умовах при впливі зовнішніх факторів, фіг. 3. З часових діаграм, встановлено, що температура, значення якої виходить за оптимальний діапазон (фіг. 3а, б), веде до зменшення накопичувальної здатності елементів пам'яті. При цьому, як видно із цих діаграм, суттєве зменшення накопичувальної здатності елементів пам'яті призводить температура, значення якої нижче оптимального (-40 °C), тоді, як значення температури вище оптимального (+75 °C) лише зменшує амплітудне значення напруги сигналу, що записується в комірку пам'яті. 2 В той же час, збільшення щільності і електростатичного поля до 2,5 мкКл/мкм веде до зменшення періоду тактового сигналу на 40-60 % (фіг. 3, в), що вносить хибні дані в комірку пам'яті. і Дія електричного розряду порядку 4,5 кВ на мікросхему пам'яті (фіг. 3, г) взагалі приводить до "обнулення" накопичених даних і в подальшому може призвести до фізичної руйнації комірки пам'яті. Таким чином, спосіб, що заявляється, забезпечує можливість підвищити точність вимірювання і дозволяє визначити негативні чинники, що впливають на роботу запам'ятовуючого пристрою та визначити оптимальні умови його використання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Спосіб діагностування запам'ятовуючих пристроїв шляхом їх тестування, який відрізняється тим, що для його провадження моделюють критичні умови експлуатації запам'ятовуючих пристроїв, вводять часовий інтервал, при цьому підвищують температуру за допомогою кварцових ламп, додатково вводять вібрації, а також створюють електричне поле коротронним розрядником, фіксують температури, рівень вібрацій і напруженість електростатичного поля, 2 UA 114992 U будують часову діаграму моделі пам'яті, за отриманими параметрами діагностують запам'ятовуючий пристрій і виявляють негативні чинники, що впливають на роботу запам'ятовуючого пристрою. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3