本文關鍵詞：基于USB總線的內存測試模塊設計

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【摘要】：內存作為計算機系統(tǒng)的重要組成部分,在PC機上的最終體現(xiàn)形式為內存模組(即內存條),隨著內存性能的提高,集成度越來越高,對內存的測試變得愈發(fā)重要。為了滿足內存條的測試需要,本課題設計了基于USB總線的內存測試模塊,用于DDR2 SDRAM內存條和DDR3 SDRAM內存條的故障測試。根據(jù)測試需求,本論文首先對內存條的故障模型進行分析研究,同時介紹了幾種常見的內存故障測試算法。針對這幾種算法的故障覆蓋率和算法復雜度不能兼顧的情況,本論文提出了兩種更優(yōu)的測試算法對內存故障進行測試。對內存外部數(shù)據(jù)總線的測試采用移位算法,能檢測外部數(shù)據(jù)總線的固定故障及橋接故障。對于內部存儲單元的測試,本論文在March C算法和棋盤算法的基礎上提出了新型的March棋盤算法,能夠檢測存儲單元的固定故障、地址譯碼故障、狀態(tài)耦合故障、轉換故障、橋接故障、等冪耦合故障、翻轉耦合故障以及動態(tài)耦合故障。在研究內存故障測試算法的基礎上,本論文完成了基于USB總線的內存測試模塊的硬件設計和邏輯設計。硬件設計部分主要由FPGA可編程邏輯器件及配置電路、DDR2及DDR3 SDRAM總線接口電路及USB總線傳輸電路三部分組成。FPGA可編程邏輯器件是邏輯設計的載體,主要用于對內存條的讀寫操作控制以及內存條故障測試;DDR2及DDR3 SDRAM內存條總線接口電路主要用于內存條數(shù)據(jù)、命令的傳輸;USB總線傳輸電路是內存測試模塊的通訊橋梁,主要完成內存測試模塊與計算機的通信。邏輯設計部分主要包括SPD數(shù)據(jù)讀取邏輯、內存控制器邏輯、內存故障測試邏輯以及USB接口傳輸邏輯。SPD數(shù)據(jù)讀取邏輯模塊用于讀取內存條的SPD數(shù)據(jù),得到內存條的類型、電壓、容量、各種操作時序等信息,這些信息也用于內存條的初始化配置;內存控制器邏輯模塊主要完成DDR2和DDR3內存條初始化、數(shù)據(jù)讀寫、刷新等操作;內存故障測試邏輯模塊根據(jù)測試算法完成對內存條故障的測試和定位,測試結果由USB接口傳輸邏輯模塊傳輸給上位機。經(jīng)過對整個模塊的調試驗證,本設計的內存測試模塊能夠實現(xiàn)對DDR2及DDR3 SDRAM內存條的故障測試和定位,滿足設計指標要求,達到了預期的目標。
【關鍵詞】：DDR2 SDRAM DDR3 SDRAM 內存控制器 內存測試算法
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題背景來源與研究意義11-12
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢12-16
• 1.2.1 SDRAM發(fā)展趨勢12-13
• 1.2.2 內存控制器的發(fā)展趨勢13-14
• 1.2.3 內存測試方法的發(fā)展趨勢14-16
• 1.3 本論文研究目標及主要貢獻16-17
• 1.4 本論文的結構安排17-18
• 第二章 內存測試模塊總體方案設計與分析18-51
• 2.1 設計需求與指標分析18
• 2.2 系統(tǒng)總體方案設計18-21
• 2.2.1 系統(tǒng)設計思想18-19
• 2.2.2 系統(tǒng)設計總方案19-21
• 2.3 SPD數(shù)據(jù)讀取模塊方案設計21-23
• 2.3.1 SPD簡介21-22
• 2.3.2 I~2C總線及協(xié)議實現(xiàn)22-23
• 2.4 內存控制器方案設計23-36
• 2.4.1 DDR2 SDRAM及DDR3 SDRAM內存原理介紹23-33
• 2.4.2 內存控制器設計33-36
• 2.5 內存測試算法方案設計36-49
• 2.5.1 內存故障模型36-43
• 2.5.2 內存測試算法的評價指標分析43-44
• 2.5.3 常用內存算法介紹44-46
• 2.5.4 內存測試算法改進設計46-49
• 2.6 USB接口方案設計49-50
• 2.6.1 USB接口介紹49
• 2.6.2 USB接口方案設計49-50
• 2.7 本章小結50-51
• 第三章 內存測試模塊硬件電路設計51-62
• 3.1 FPGA選型51-53
• 3.2 DDR2 SDRAM及DDR3 SDRAM電路設計53-58
• 3.2.1 內存接口信號介紹53-54
• 3.2.2 DDR2及DDR3 SDRAM電路設計54-58
• 3.3 USB總線接口電路設計58-59
• 3.3.1 USB總線硬件結構58
• 3.3.2 USB總線接口電路設計58-59
• 3.4 PCB電路板繪制59-61
• 3.5 本章小結61-62
• 第四章 內存測試模塊邏輯設計62-86
• 4.1 數(shù)字邏輯總體設計方案62-63
• 4.2 SPD數(shù)據(jù)讀取邏輯設計63-66
• 4.3 內存控制器邏輯設計66-77
• 4.3.1 控制模塊邏輯設計67-72
• 4.3.2 刷新模塊邏輯設計72-73
• 4.3.3 數(shù)據(jù)通道模塊邏輯設計73-75
• 4.3.4 數(shù)據(jù)輸入輸出選擇模塊邏輯設計75-76
• 4.3.5 時鐘產生模塊邏輯設計76-77
• 4.4 內存故障檢測邏輯實現(xiàn)77-84
• 4.4.1 外部數(shù)據(jù)總線故障測試邏輯設計78-79
• 4.4.2 內部存儲單元故障測試邏輯設計79-80
• 4.4.3 故障測試整體邏輯實現(xiàn)80-84
• 4.5 USB接口傳輸模塊邏輯設計84-85
• 4.6 本章小結85-86
• 第五章 調試與驗證86-97
• 5.1 試驗平臺搭建86-88
• 5.2 模塊硬件調試88-92
• 5.2.1 SPD數(shù)據(jù)讀取模塊調試88-89
• 5.2.2 內存控制器調試89-91
• 5.2.3 內存故障測試模塊整體調試91-92
• 5.3 內存故障測試模塊驗證92-95
• 5.4 調試驗證過程中出現(xiàn)的問題和處理方法95-96
• 5.5 本章小結96-97
• 第六章 總結與展望97-98
• 致謝98-99
• 參考文獻99-101
• 附錄101-102
• 攻讀碩士學位期間取得的成果102-103

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本文編號：1053891