适用于Flash型FPGA的宽范围输出负压电荷泵设计

在Flash型FPGA的编程、擦除和回读检验等操作中,需要对Flash单元提供不同的正负高压偏置。提出一种适用于Flash型FPGA的负压电荷泵,该电荷泵采用三阱Flash工艺,消除了衬偏效应和衬底漏电的影响。电荷泵主体采用双支路并联结构,级数为6级。通过参考电压产生电路提供不同的输入参考电压,并结合电荷泵控制系统,可以实现电荷泵输出电压的自由调节,满足Flash型FPGA编程、擦除的负压要求。基于0.13μm Flash工艺对电荷泵进行设计及流片,在200 pF负载电容下,实测得到-5.5 V输出的建立时间仅为8μs,输出纹波为72 mV,-17.5 V输出的建立时间为30μs,输出纹波仅为56 mV,满足Flash型FPGA操作要求。

Flash型FPGA的编程及干扰抑制技术

为了降低Flash型现场可编程门阵列(FPGA)中的Flash开关单元在编程中受到编程干扰对阈值电压的影响,提高驱动能力的一致性,提出了高位宽编程技术与常用的选择管隔离技术相结合来抑制编程干扰的方法。通过高位宽编程技术降低编程过程中栅扰对同一行中Flash开关单元阈值电压的影响;通过选择管隔离技术降低编程过程中漏扰对同一列中Flash开关单元阈值电压的影响;采用NMOS晶体管作为隔离管实现自限制编程,对Flash开关单元的阈值电压进行精确控制。实验结果表明,参照系统等效门数为百万门级Flash型FPGA中的Flash开关阵列形式2 912 bit×480 WL×20 Bank,按最差条件进行479次漏扰测试,Flash开关单元受编程干扰后的阈值电压漂移约为0 V;进行时长为40μs的栅扰测试,Flash开关单元受编程干扰后阈值电压漂移约为0.02 V。

用于Flash型FPGA的电流读出电路

为了提高Flash型FPGA中的Flash开关单元在编程后驱动能力的一致性,基于0.11μm2P8M Flash工艺,设计了一款用于读取Flash开关单元驱动电流的读出电路。该驱动电流的读出电路采用与压控电流源进行多点比较的方式,能够实现对Flash开关单元驱动电流的精确测量,保证了Flash开关单元在编程后阈值电压分布的一致性,为Flash型FPGA的优越的可编程性提供了高精度的延迟参数,将Flash开关单元驱动电流的差异控制在5%之内,满足了Flash型FPGA对Flash开关单元的技术要求。仿真结果表明,在电流为20~40μA的范围内,该驱动电流的读出电路有很高的精度和线性度,读取误差小于1μA。

Flash型FPGA内嵌BRAM测试技术研究

Flash型FPGA由于具有高可靠性、卓越的安全性和即插即用的功能,被广泛应用于军事及航空航天领域。Flash型FPGA的内部结构复杂而庞大,因此研究其测试技术的可靠性和准确性至关重要。块随机存储器(BRAM)作为FPGA内部重要的存储模块,在传统测试中存在故障覆盖率较低的问题。为了扩大故障覆盖范围,对March C+算法进行了改进,优化后算法对写干扰故障(WDF)、写破坏耦合故障(CFwd)、干扰耦合故障(CFds)和字内耦合故障的检测能力得到了显著提高。结果表明,优化后的算法相较于March C+算法,其故障覆盖率提高了25个百分点,且与时间复杂度相同的March SS算法相比,其故障覆盖率提高了5.8个百分点。

Flash型FPGA单粒子效应测试系统设计

通过分析Flash型FPGA芯片的基本结构和应用需求,设计了针对各个FPGA功能模块的试验方法,并实现了一套单粒子效应测试系统。对Actel ProASIC3系列Flash型FPGA进行单粒子翻转(SEU)、单粒子功能中断(SEFI)以及单粒子闩锁(SEL)等各类单粒子效应进行测试,并验证抗单粒子效应加固技术的有效性。测试系统包含硬件板卡设计、FPGA逻辑设计以及上位机软件设计等过程,并引入了自动测试技术优化测试流程。最终,测试系统能够满足单粒子效应试验的要求。

Flash型FPGA的单粒子效应测试系统研制

研制了一套Flash型FPGA的单粒子效应测试系统,其具有片上SRAM/Flash ROM单粒子翻转效应测试、D触发器单粒子效应测试、锁相环与时钟网络单粒子瞬态效应测试、单粒子瞬态脉冲宽度测试等功能。本文介绍了该系统的测试原理和软硬件实现方法。

Flash型单片机的加密与解密

随着Flash型单片机的普及,单片机加密的技术已经有了较大的变化。本文以HCS12系列单片机为例,介 绍一种典型的加解密机制,并着重讨论使用密码加解密的方法以及相应的用户接口程序设计思路。

星载Flash型FPGA单粒子翻转加固试验研究

针对低等级器件抗辐射能力较差的特点,需开展应用加固以满足宇航应用,对一款Flash型现场可编程门阵列(FPGA)开展抗单粒子翻转(SEU)加固设计,并利用地面模拟试验进行加固效果验证,结果表明器件加固后块随机存储器(BRAM)区翻转截面下降近2个数量级,寄存器单粒子翻转截面下降约75%,验证了加固措施的有效性。结合典型轨道环境,计算了器件在轨翻转率,BRAM区翻转率下降4～5个量级,寄存器翻转率下降2～3个量级,可为在轨应用提供指导。

大容量Flash型AT91系列ARM核微控制器

主要介绍美国Atmel公司最新推出的基于ARM7TDMI核的AT91FR40162微控制器的体系结构及功能特性。AT91FR40162是对AT91R40008增加了16Mbit的Flash存储器后形成的最终产品。本文对AT91FR40162新增的Flash存储器以及AT91 Flash Uploader软件作重点介绍。

Flash型FPGA单粒子瞬态脉冲分段滤除电路设计

为提高FPGA在辐射环境条件下的抗单粒子脉冲（SET）的能力，设计了一种由多个延时单元和并联逻辑保护单元（Guard Gate，GG）构成的SET脉冲分段滤除电路．将SET脉冲处理延时减小至传统方法的10．42％～49．8％，从而提高电路对SET脉冲的处理能力，同时占用的逻辑资源未有明显增加．

一款用于Flash型FPGA的配置电路设计

为了能够为flash型FPGA中的flash开关单元提供稳定的擦除、编程和读取操作电压,基于0.11μm 2P8M flash工艺,设计了一款用于flash型FPGA的配置电路.根据flash cell的操作条件和flash型FPGA的特点设计了层次化的字线电路、带校验功能的位线电路、低纹波的电荷泵电路、多级的电平转换电路、灵活的衬底电压电路以及配置控制电路.该配置电路是执行配置算法流程的基础,为flash型FPGA配置过程中的flash cell提供了高精度和稳定的操作电压,保证了flash cell在擦除和编程后的阈值电压分布的一致性,使flash型FPGA的性能得以充分发挥.仿真结果表明:擦除时字线的驱动能力为1.2 mA,输出电压-10.5 V,误差小于±0.1 V,建立时间为11.2μS;位线驱动能力为1.2 mA,输出电压8.8 V,误差小于±0.1 V,建立时间为7.5μS。编程时字线的驱动能力为1.2 mA,输出电压9.8 V,误差小于±0.1 V,建立时间为2.3μS;位线驱动能力为4.4 mA,输出电压-8.0 V,误差小于±0.1 V,建立时间为2.5μS.设计满足了flash cell的操作条件,最终实现对350万门flash型FPGA共26836992 bits(2912 bl*9216 wl)码流的配置.

一款用于Flash型FPGA的阶梯式配置方法

为了提高Flash型FPGA中的Flash开关单元在擦除、编程后驱动能力的一致性,设计一种阶梯式的对Flash cell进行擦除和编程的方法.通过该方法依次对Flash开关单元执行若干次配置操作,执行完一次配置操作后通过Flash电流读出电路回读Flash开关单元的电流,并基于回读的电流调整下一次配置操作的参数,直至完成配置操作;该阶梯式控制的编程和擦除算法,及时调整编程和擦除时的操作电压和时间参数,可以实现对Flash开关单元在擦除和编程后阈值电压分布的精确控制,保证了驱动的一致性,为Flash型FPGA提供了高精度的延迟参数.并且采用阶梯式的配置方法很好的控制了Flash cell过擦除和过编程现象的发生,使电流读取电路能够对Flash cell的电流进行准确的读取.实测结果表明使用该阶梯式的配置方法可以将擦除、编程后的Flash cell阈值电压控制在预设范围之内.

一种具备MBIST功能的Flash型FPGA配置芯片设计

Flash型FPGA配置芯片相较于反熔丝配置芯片和可擦除可编程只读存储器(EPROM)型配置芯片,具有非易失性、功耗低、安全性高、可多次编程等更优异的特点。设计了一款具备存储器内建自测试(MBIST)功能的Flash型FPGA配置芯片,在March C-的基础上,提出了一种更全面的测试算法,该算法可以有效提高测试故障覆盖率,并且自身会对测试结果的正确性进行判断,从而快速有效地对Flash功能的正确性进行检验。由于Flash具有非易失性、集成度高等特点,且设计具备MBIST功能,该配置芯片可以满足复杂场景及广泛的应用需求。

NOR型FLASH存储器测试技术

NOR型FLASH存储器因其能够长久地保持数据的非易失性(Non-Volatile)特点,被广泛用作各类便携型数字设备的存储介质,但由于此类器件的编程及擦写均需写入特定指令,以启动内置编程/擦除算法,从而使得采用自动测试系统对其进行测试也具有较高难度。因此,研究NOR型FLASH存储器的测试技术,并开发此类器件的测试平台具有十分重要的意义。首先以AMD公司的AM29LV160DT为例,介绍了NOR型FLASH存储器的基本工作原理,接着详细阐述了一种采用J750EX系统的DSIO模块动态生成测试矢量的方法,从而能够更为简便、高效地对NOR型FLASH存储器的功能进行评价。

NAND型Flash存储器总剂量效应实验研究

针对镁光公司的4种NAND型Flash存储器,开展了不同辐照偏置下的总剂量效应实验及不同工艺尺寸器件的静态加电辐照实验。实验结果表明,器件在静态加电和动态辐照偏置下的总剂量效应相似,而与不加电辐照偏置下的总剂量效应不同。不同工艺尺寸器件的敏感参数有相同的变化趋势,由于受其他因素的综合影响,各敏感参数并不随工艺尺寸单调变化。

基于J750EX测试系统的大容量NOR型FLASH测试方法

NOR型FLASH存储器因其技术显著的高可靠性、能长久存储代码数据的非易失性(Non-Volatile)特点,在关注可靠性胜过性价比的军工和航空航天领域应用十分广泛。但由于此类器件在线编程及擦除操作较繁琐,从而使得利用自动测试系统对其进行测试具有较高难度。因此,探索NOR型FLASH存储器的测试技术,并开发此类器件的测试平台具有十分重要的意义。首先以MICRON公司的PC28F00AM29EW为例,介绍了NOR型FLASH存储器的基本工作原理,接着详细阐述了一种采用J750EX测试系统的DSIO模块结合FLASH分块操作的测试方法,从而能够更简便、高效地对NOR型FLASH存储器的功能进行评价。

电离总剂量效应对浮栅型Flash存储器擦写耐久与数据保持特性的影响研究

文章通过电离总剂量效应、擦写循环和数据保持试验及其叠加试验,研究了总剂量效应对浮栅型Flash存储器擦写耐久和数据保持特性的影响。对较高总剂量(150 krad(Si))和含动态偏置在内的多种偏置条件进行了评估。结果表明:总剂量效应对擦写特性的影响较小,甚至可以忽略;总剂量效应对数据保持的影响主要表现在辐射致电荷泄漏,若总剂量效应试验后刷新数据,则其影响几乎可以忽略。为了减小辐射致电荷泄漏对数据保持的影响,在系统级应用上建议增加数据刷新次数。

一种适用于NAND型Flash存储器译码故障检测的改进对角线算法

为保证有故障的进口低等级NAND型Flash存储器在装机前的二次筛选环节能够被准确剔除,以存储器的存储阵列结构分析为出发点,结合NAND结构的实际特征,以三星公司生产的K9F2G08U0A-PCB0/PIB0商业级Flash芯片为研究对象,对现有的用于测试存储器译码故障的对角线算法进行改进,并通过总剂量试验使存储器产生部分坏块来验证改进算法的有效性。结果表明,改进后的对角线算法能够很好地检测出存储器的译码故障,解决了原有对角线算法不适用于NAND型Flash存储器译码故障检测的问题。

Flash存储器总剂量辐射损伤效应和退火特性

针对一款商用浮栅型Flash存储器进行60Coγ总剂量试验和退火试验,分析了器件失效的机理。使用超大规模集成电路测试系统测试了Flash的DC、AC、功能参数,利用Shmoo测试扩展了辐射敏感参数的范围和辐射损伤分析手段,分析了辐射敏感参数在辐射和退火过程中的变化规律。实验结果表明:强场下氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷的加速积累使电荷泵电路的性能恶化造成器件的功能失效。由于氧化物陷阱电荷在数量上多于界面态陷阱电荷,使得器件功能和辐射敏感参数在退火过程中恢复。

建构主义理论指导下的交互flash课件设计与应用研究

建构主义是行为主义发展到认知主义以后的进一步发展。建构主义的教学观认为，在传统教学观中，教学目的是帮助学生了解世界，而不是鼓励学生自己分析他（她）们所观察到的东西。这样做虽然能给教师的教学带来方便，但却限制了学生创造性思维的发展。建构主义教学就是要努力创造一个适宜的学习环境，强调学习过程应以学生为中心，尊重学生的个体差异，注重互动的学习方式等主张，本质上是要充分发挥学生的主体性，使学习者能积极主动地建构他们自己的知识。建构主义教学更为注重教与学的过程中学生分析问题、解决问题和创造性思维能力的培养。