Пристрій діагностування запам’ятовуючих пристроїв

Реферат: Пристрій діагностування запам'ятовуючих пристроїв, згідно з яким контролюють параметри зовнішнього середовища, включає вібродвигун, кварцові лампи, коротронний розрядник, а також датчики, вихід яких зв'язаний з процесором. Створюють екстремальні умови за допомогою вітродвигуна, який разом з кварцовою лампою і коротронним розрядником входить до складу пристрою. Вібродвигун з'єднаний через вібропідвіси з робочою поверхнею з роз'ємами, в які встановлюють досліджувані об'єкти. Реєструють за допомогою додатково встановлених термопар, п'єзокерамічного тензодатчика і датчиків напруженості електростатичного поля, які через роз'єм підключення з'єднані з комп'ютером. UA 115328 U (12) UA 115328 U UA 115328 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до приладобудування, а саме до засобів діагностування запам'ятовуючих пристроїв і може бути використана для визначення терміну надійної експлуатації запам'ятовуючих пристроїв та оптимальних зовнішніх умов їх використання. Задачею корисної моделі є підвищення точності діагностування та надійності роботи запам'ятовуючих пристроїв з урахуванням одночасного впливу таких негативних факторів як вібрації, температура і електромагнітне поле. Відомий пристрій діагностики карт напівпровідникової пам'яті, де запам'ятовуючих пристроїв 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. Мета досягається наступним чином: 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 винаходом, 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, G06F 11/26, 2014]. Недоліком наведеного пристрою є неможливість створення реалістичних умов критичного застосування запам'ятовуючих пристроїв, внаслідок чого не можна прогнозувати час надійної експлуатації таких пристроїв. Відомий також пристрій 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 електрично стимулюючим 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, H01L 21/66, 2012]. Недоліком даного пристрою є необхідність виводити запам'ятовуючий пристрій з робочого режиму для виявлення дефектів квантових комірок. Найбільш близьким по технічній суті до корисної моделі, що заявляється, є вбудований модуль діагностування. Сутність корисної моделі 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) - блоку 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 пристрою є відсутність можливості моделювання критичних умов використання запам'ятовуючого пристрою. В основу корисної моделі поставлена задача розробки більш ефективного пристрою діагностики запам'ятовуючого пристрою під час його роботи, підвищити точність та надійність шляхом визначення оптимальних умов експлуатації та прогнозувати час його надійної роботи. Поставлена задача вирішується тим, що створюють екстремальні умови за допомогою вітродвигуна, який разом з кварцовою лампою і коротронним розрядником входить до складу пристрою, причому вібродвигун з'єднаний через вібропідвіси з робочою поверхнею з роз'ємами, в які встановлюють досліджувані об'єкти, реєструють за допомогою додатково встановлених термопар, п'єзокерамічного тензодатчика і датчиків напруженості електростатичного поля, які через роз'єм підключення з'єднані з комп'ютером, задають тестову програму, аналізують отриману інформацію і судять про вплив параметрів зовнішнього середовища на контрольований об'єкт, і таким чином виявлять негативні чинники впливу на роботу запам'ятовуючого пристрою. Суть пристрою полягає в тому, що підвищення точності діагностування та надійності роботи запам'ятовуючих пристроїв додатково створюють критичні умови експлуатації запам'ятовуючих пристроїв з одночасним впливом таких негативних факторів як вібрації, температура і електромагнітне поле. Інформацію з датчиків температури, вібрацій і напруженості електромагнітного поля з'єднують з комп'ютером. Задають тестову програму, аналізують 1 UA 115328 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 отриману інформацію і судять про вплив параметрів зовнішнього середовища на контрольований об'єкт, і таким чином виявляють негативні чинники впливу на роботу запам'ятовуючого пристрою. На фіг. 1 зображена схема пристрою діагностики запам'ятовуючих пристроїв. Пристрій складається із корпуса 1, ручок регулювання параметрів дослідження 2, індикаторів 3, а також роз'ємів для підключення до комп'ютера 6, що пов'язані з персональним комп'ютером. На корпусі 1 закріплений вібраційний двигун 5, з'єднаний з робочою поверхнею 11, підвішеною на вібропідвісах 7, на яких знаходяться роз'єми для напівпровідникових елементів пам'яті 8. Крім того в корпусі 1 встановлені кварцові лампи 9, коротронний розрядник 10, п'єзокерамічний тензодатчик 4 і термопари 12, датчик напруженості електростатичного поля 13. Принцип роботи пристрою. В роз'єми 8 встановлюють досліджувані об'єкти (наприклад, елементами напівпровідникової пам'яті) і ручками 2 регулюють параметри дослідження (температуру, амплітуду вібраційних навантажень, електричний розряд), вмикають вібродвигун 5, з'єднаний з вібропідвісами 7. За допомогою комп'ютера через роз'єм підключення 6 задається тестова програма, результати роботи якої виводяться на монітор та індикатори 3. Вібрації, що створює вібраційний двигун 5, передаються на робочу поверхню 11 з роз'ємами для напівпровідникових елементів пам'яті 8. Для створення екстремальних умов для досліджуваних об'єктів підвищують температуру розігрівом кварцових ламп 9, електромагнітне поле створюють за допомогою коротронного розрядника 10. При вимірюванні температури в діагностичному пристрої встановлені термопари 12, п'єзокерамічний тензодатчик 4 та датчик напруженості електростатичного поля 13, показники яких виводяться на індикатори 3, що дозволяє відслідковувати режими роботи пристрою. Для вимірювання екстремальних умов досліджуваних об'єктів інформацію з термопар 12, п'єзокерамічного тензодатчика 4 і датчика напруженості електростатичного поля 13 перетворюють за допомогою спеціального технічного та програмного забезпечення і передають в комп'ютер. Внаслідок дії негативних зовнішніх чинників (підвищення температури вібрації, електромагнітне поле) на запам'ятовуючий пристрій відбувається пошкодження його провідних доріжок, що приводить до передчасного виходу з робочого стану запам'ятовуючого пристрою. Даний діагностичний пристрій дозволяє отримати залежності надійної роботи запам'ятовуючого пристрою від комплексного впливу шкідливих зовнішніх факторів. Приклад. Для налаштування роботи пристрою діагностування, запам'ятовуючий напівпровідниковий елемент тестувався базовою послідовністю за таких умов: наприклад, робоче живлення - 3,5 В; час запису - 1 мкс; час зчитування - 1,15 мкс; вірогідність безвідмовної роботи - 0,98. При цьому, часова діаграма моделі пам'яті за умов оптимальної температури (0…+40 °C) і при надходженні на запам'ятовуючий елемент нескінченної тестової послідовності 00xF-FFxF-00xF-FFxF-…. наведена на фіг. 2, а. В процесі роботи елемента пам'яті в критичних умовах (наприклад, температури: -40 °C, 2 +75 °C; щільність електричного поля: 2,5 мкКл/мкм та дія електростатичного розряду 4,5 кВ) отримані часові діаграми моделі пам'яті при впливі зовнішніх факторів, фіг. 2, б-д з яких видно, що за критичних значень температури (фіг. 2, б-в) накопичувальна здатність елементів пам'яті зменшується. Причому, саме низька температура (значення якої нижче оптимального -40 °C) суттєво зменшує накопичувальну здатність елементів пам'яті, а високе значення температури (вище оптимального +75 °C) лише зменшує амплітудне значення напруги сигналу, що записується в комірку пам'яті. Збільшення щільності електростатичного поля до 2,5 мкКл/мкм призводить до внесення хибних даних в комірку пам'яті, що пояснюється зменшенням періоду тактового сигналу до 60 % (фіг. 2, г). Проте дія на напівпровідникову пам'ять електричного розряду порядку 4,5 кВ (фіг. 2, д) взагалі приводить до "обнулення" накопичених даних та веде до фізичної руйнації комірки пам'яті. Діагностичний пристрій дозволяє встановити значення негативних факторів, що впливають на роботу запам'ятовуючого пристрою та вибрати оптимальні умови його використання. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Пристрій діагностування запам'ятовуючих пристроїв, згідно з яким контролюють параметри зовнішнього середовища, який включає вібродвигун, кварцові лампи, коротронний розрядник, а також датчики, вихід яких зв'язаний з процесором, який відрізняється тим, що створюють екстремальні умови за допомогою вітродвигуна, який разом з кварцовою лампою і коротронним 2 UA 115328 U 5 розрядником входить до складу пристрою, причому вібродвигун з'єднаний через вібропідвіси з робочою поверхнею з роз'ємами, в які встановлюють досліджувані об'єкти, реєструють за допомогою додатково встановлених термопар, п'єзокерамічного тензодатчика і датчиків напруженості електростатичного поля, які через роз'єм підключення з'єднані з комп'ютером, задають тестову програму, аналізують отриману інформацію і судять про вплив параметрів зовнішнього середовища на контрольований об'єкт, і таким чином виявляють негативні чинники впливу на роботу запам'ятовуючого пристрою. 3 UA 115328 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 4