公开/公告号CN105679367A
专利类型发明专利
公开/公告日2016-06-15
原文格式PDF
申请/专利权人 中国电子科技集团公司第五十八研究所;
申请/专利号CN201610024321.4
申请日2016-01-14
分类号G11C16/10(20060101);G11C16/34(20060101);
代理机构32002 总装工程兵科研一所专利服务中心;
代理人杨立秋
地址 214035 江苏省无锡市滨湖区惠河路5号
入库时间 2023-12-18 15:37:03
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2019-07-12
授权
授权
2016-07-13
实质审查的生效 IPC(主分类):G11C16/10 申请日:20160114
实质审查的生效
2016-06-15
公开
公开
技术领域
本发明涉及反熔丝编程器技术领域,尤其是一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器。
背景技术
反熔丝一次可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory,PROM)是一种高可靠非易失性存储器,常被用作航天电子系统中程序代码以及其他关键信息的存储。由于其特殊的应用领域,国外此类电路往往对国内处于禁运状态,而且此类MTM反熔丝PROM的编程方法也被国外厂家垄断且保密。
由于MTM反熔丝PROM的重要作用,国内也逐渐开展了MTM反熔丝PROM电路的研究和设计。由于国内研制的MTM反熔丝PROM电路在工艺和设计上与国外相似产品存在较大差异,国外反熔丝编程器不能很好的满足自主设计的反熔丝PROM电路,所以亟需自主设计一款能满足要求、且能灵活优化编程条件的MTM反熔丝PROM编程器。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器,对MTM反熔丝PROM能有效进行编程及测试,提高MTM反熔丝PROM编程成功率、缩短编程时间以及通过预编程方法早期剔除编程有缺陷的电路,极大改善了编程效率。
为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
本发明一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器,包括MTM反熔丝PROM、逻辑电平转换、数模转换器DAC、可编程逻辑门阵列、电源管理单元、串行通讯接口和大容量静态随机存储器SRAM,可编程逻辑门阵列通过控制数模转换器DAC产生0V~15V之间可变的编程电压和编程时序;可编程逻辑门阵列通过电源管理单元控制待编程PROM电路的电源电压,通过拉偏MTM反熔丝PROM的电源电压的方式读取校验数据;可编程逻辑门阵列对要烧写的反熔丝位数进行分步编程;串行通讯接口在PROM电路编程时,实时反馈编程信息;串行通讯接口采用了下载数据保存在大容量静态随机存储器SRAM中并校验的方式保证下载编程文件无误;可编程逻辑门阵列通过逻辑电平转换对MTM反熔丝PROM进行测试。
进一步地,数模转换器DAC的后级设置有高电压、高驱动电流运放OPA,以提供烧写反熔丝时必要的电流。
进一步地,MTM反熔丝PROM的电源电压与其读出数据的冗宽有关。
进一步地,可编程逻辑门阵列预先对待编程的数据进行处理,计算待编程数据要烧写的反熔丝个数,再根据待编程数据反熔丝位个数,采用一次编程或两次编程所有的反熔丝位。
进一步地,行通讯接口接收来自上位机PC传输的编程文件,并将编程文件保存在大容量静态随机存储器SRAM中,传输完毕后通过串行通讯接口将大容量静态随机存储器SRAM中保存的编程文件回传给上位机PC并与待编程文件进行比较。
进一步地,串行通讯接口在PROM电路编程时,实时向上位机PC反馈编程信息,上位机PC将反馈编程信息保存为编程日志文件。
进一步地,可编程逻辑门阵列通过逻辑电平转换对MTM反熔丝PROM进行测试,在不影响正常反熔丝阵列条件下,对MTM反熔丝PROM的冗余行、冗余列进行数据读出和预编程。
本发明的有益效果:
1、灵活可变的编程电压和时序,满足多种MTM反熔丝PROM的编程需求。
2、拉偏PROM电源电压,读取数据校验方式能极大验证反熔丝编程效果。
3、根据编程反熔丝位数的个数,采用不同编程方式,极大提高了反熔丝编程成功率。
4、动态实时监控反熔丝PROM的编程信息,具有更直观的印象。
5、采用新颖的下载编程文件方式,保证串口传输数据的正确性。
6、额外增加测试功能,提高反熔丝PROM的编程效率。
附图说明
图1为本发明适用于MTM反熔丝PROM的编程器硬件模块框图;
图2为本发明适用于MTM反熔丝PROM的编程器的编程时序及校验波形;
图3为本发明适用于MTM反熔丝PROM的编程器的主要功能及指令框图。
具体实施方式
本发明所列举的实施例,只是用于帮助理解本发明,不应理解为对本发明保护范围的限定,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明思想的前提下,还可以对本发明进行改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
如图1所示,一种适用于MTM反熔丝PROM的编程器,包括MTM反熔丝PROM1、逻辑电平转换2、数模转换器DAC3、可编程逻辑门阵列4、电源管理单元5、串行通讯接口6、大容量静态随机存储器SRAM7和高电压、高驱动电流运放OPA8;
此编程器可通过可编程逻辑门阵列4设置硬件上的数模转换器DAC3产生0V~15V之间可变的编程电压和编程时序,满足不同MTM反熔丝PROM1对编程电压的需求;数模转换器DAC3的后级加入高电压、高驱动电流运放OPA8,以提供烧写反熔丝时必要的电流;
此编程器可通过可编程逻辑门阵列4经电源管理单元5设置待编程PROM电路的电源电压,通过拉偏MTM反熔丝PROM1的电源电压,如高电压5.5V、低电压3.3V读取校验数据的方式,来保证反熔丝编程的可靠性;因为MTM反熔丝PROM1的电源电压与其读出数据冗宽有较强的关系,在编程时,如果对MTM反熔丝PROM1拉偏电压读校验FAIL,则对此反熔丝单元再一次编程,如此反复多次,直到拉偏MTM反熔丝PROM1电压后读校验PASS或达到设定的重复烧写反熔丝次数上限为止,如图2所示;
此编程器预先对待编程的数据进行处理,计算待编程数据要烧写的反熔丝个数,如果待编程数据反熔丝个数大于4个,则第一次编程低4位反熔丝,第二次编程高4位反熔丝,如需要编程十六进制数据FF,一共是8个反熔丝位,首先编程低4位,然后编程高4位,如果待编程的反熔丝位数小于或等于4个,则一次编程所有的反熔丝位。反之,则分两次进行编程,此方法无疑增加了MTM反熔丝PROM1的编程时间,但可以极大提高MTM反熔丝PROM1的编程可靠性;
此编程器通过串行通讯接口6在PROM电路编程时,实时向上位机PC反馈编程信息,如反馈编程地址、待编程数据、3.3V读校验数据、5.5V读校验数据及编程次数等实时信息,上位机PC可将这些编程信息保存为编程日志文件,有利于实时了解编程器的工作状态和PROM电路的实时编程情况;
此编程器通过串行通讯接口6接收来自上位机PC传输的编程文件,并将编程文件保存在大容量静态随机存储器SRAM7中,传输完毕后通过串行通讯接口6将大容量静态随机存储器SRAM7中保存的编程文件回传给上位机PC并与待编程文件进行比较,如一致,则下载编程文件无误,此过程保证了串口下载编程文件的可靠性;
此编程器还集合了可编程逻辑门阵列4通过逻辑电平转换2对MTM反熔丝PROM1的测试模式,在不影响正常使用的条件下,能对MTM反熔丝PROM1的冗余行、冗余列进行数据读出和预编程,此方法能在MTM反熔丝PROM1编程前对其进行再一次筛选,剔除编程有缺陷的电路,可以极大改善编程效率。
如图3所示,本发明包括正常模式和测试模式两种,正常模式中包括全片空检(指令:5E32)、全片读出数据(指令:5E52)、载入编程文件并校检(指令:5E62)、编程电路(指令:5E42);测试模式中包括读256行、257行(指令:5E31)、编程256行、257行(指令:5E22)、读64列(指令:5E20)、编程64列(指令:5E19)、烧写安全熔丝(指令:5E30),以上功能均可独立运行,互不干扰,个别功能需要指令配合使用,如在正常模式下的编程操作,需要先载入编程文件并校检(指令:5E62),然后再编程电路(5E62+5E42),另如在测试模式下的烧写安全熔丝操作,需要先读出冗余行(5E31),再烧写安全熔丝(5E30),再读出冗余行(5E31),判断冗余行数据是否发生变化(5E31+5E30+5E31)。
如图3所示,本发明的具体操作方式为:
(1)上位机PC发送空检指令,编程器启动空检操作。检测用户可编程反熔丝阵列是否有数据,也就是反熔丝是否为0。并将空检操作的结果通过串口上传到PC机上。
(2)上位机PC发送读出数据指令,编程器启动全片读出数据操作,并将MTM反熔丝PROM1中的数据通过串口上传到PC机上。
(3)编程器在对电路进行编程操作时,是将编程的过程分为了2个部分,第一个部分是装载编程文件并校验,第二个部分是开始对电路进行编程。上位机PC发送装载编程文件并校验指令,编程器开始等待接收PC传下来的编程文件,在接收完毕后立即将接收到的数据回传到PC机进行校验,如果校验结果PASS,则上位机发送编程指令,编程器启动编程数据操作。反之,如果校验数据FAIL,则不能启动编程操作,需重新发送装载编程文件并校验指令。
(4)上位机PC发送测试模式下的读冗余行指令,编程器启动测试模式下读冗余行数据操作。并将MTM反熔丝PROM1冗余行内的数据通过串口上传到PC机上。
(5)上位机PC发送测试模式下的编程冗余行指令,编程器启动测试模式下编程冗余行数据操作。并实时将编程信息如编程地址、待编程数据、3.3V读校验数据、5.5V读校验数据及编程次数通过串口上传到PC机上。
(6)上位机PC发送测试模式下的读冗余列指令,编程器启动测试模式下读冗余列数据操作。并将MTM反熔丝PROM1冗余列内的数据通过串口上传到PC机上。
(7)上位机PC发送测试模式下的编程冗余列指令,编程器启动测试模式下编程冗余列数据操作。并实时将编程信息如编程地址、待编程数据、3.3V读校验数据、5.5V读校验数据及编程次数通过串口上传到PC机上。
(8)上位机PC发送测试模试下的烧写安全熔丝指令,编程器启动烧写安全熔丝操作。当安全熔丝烧写成功后,电路就不能进入测试模式了,只能在正常模式下工作,避免电路因种种原因错误的进入测试模式,并且能有效的提高抗单粒子翻转能力。
机译: 一种反熔丝的制备方法,一种用于相邻导电区域的选择性电连接的反熔丝以及具有反熔丝的集成电路
机译: 一种用于在带有一对mosfet设备的可编程芯片和可编程只读存储器芯片(prom)中产生一对反熔丝的方法
机译: 一种在基材中制备反熔丝的方法和用于整合到基材中的反熔丝结构