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       在各種單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，存儲器的正常與否直接關(guān)系到該系統(tǒng)的正常工作。為了提高系統(tǒng)的可靠性，對系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行測試是十分必要的。通過測試可以有效地發(fā)現(xiàn)并解決因存儲器發(fā)生故障對系統(tǒng)帶來的破壞問題。本文針對性地介紹了幾種常用的單片機(jī)系統(tǒng)RAM測試方法，并在其基礎(chǔ)上提出了一種基于種子和逐位倒轉(zhuǎn)的RAM故障測試方法。

    1RAM測試方法回顧

    (1)方法1

    參考文獻(xiàn)中給出了一種測試系統(tǒng)RAM的方法。該方法是分兩步來檢查，先后向整個數(shù)據(jù)區(qū)送入#00H和#FFH，再先后讀出進(jìn)行比較，若不一樣，則說明出錯。

    (2)方法2

    方法1并不能完全檢查出RAM的錯誤，在參考文獻(xiàn)中分析介紹了一種進(jìn)行RAM檢測的標(biāo)準(zhǔn)算法MARCH—G。MARCH一G算法能夠提供非常出色的故障覆蓋率，但是所需要的測試時間是很大的。MARCH—G算法需要對全地址空間遍歷3次。設(shè)地址線為”根，則CPU需對RAM訪問6×2n次。

    (3)方法3

    參考文獻(xiàn)中給出了一種通過地址信號移位來完成測試的方法。在地址信號為全O的基礎(chǔ)上，每次只使地址線Ai的信號取反一次，同時保持其他非檢測地址線Aj(i≠j)的信號維持0不變，這樣從低位向高位逐位進(jìn)行；接著在地址信號為全1的基礎(chǔ)上，每次只使地址線Ai的信號取反一次，同時保持其他非檢測地址線Aj(i≠j)的信號維持1不變，同樣從低位向高位逐位進(jìn)行。因此地址信號的移位其實就是按照2K(K為整數(shù)，大值為地址總線的寬度)非線性尋址，整個所需的地址范圍可以看成是以全0和全1為背景再通過移位產(chǎn)生的。在地址變化的同時給相應(yīng)的存儲單元寫入不同的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)。在以上的寫單元操作完成后，再倒序地將地址信號移位讀出所寫入的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)并進(jìn)行檢測。設(shè)地址線為n根，則CPU只對系統(tǒng)RAM中的2n+2個存儲單元進(jìn)行訪問。

    2基于種子和逐位倒轉(zhuǎn)的RAM測試方法

    基于種子和逐位倒轉(zhuǎn)的測試方法是在方法3的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)獲得的。方法3主要是使用全O和全1兩個背景數(shù)來移位展開的，與MARCH—G算法相比獲得的故障覆蓋率稍微低些，但使用了較少的地址單元。這里我們把方法3中的背景數(shù)稱為“種子”。以地址線為8根的RAM為例，種子分別取00000000和11111111兩個數(shù)，取00000000、11111111、0000llll和llll0000四個數(shù)，以及取00000000、11111111、00001111、11110000、00110011、1100llOO、01010101和10101010八個數(shù)來移位展開測試，所達(dá)到的故障覆蓋率是不一樣的。種子數(shù)為2的改進(jìn)方法要低于MARCH—G算法的故障覆蓋率，種子數(shù)為4的改進(jìn)方法與MARCH—G算法相當(dāng)，種子數(shù)為8的改進(jìn)方法能夠超過MARCH—G算法的效果。整體上基于種子和逐位倒轉(zhuǎn)的改進(jìn)方法是可以代替MARCH—G算法的，但是種子數(shù)目不同所需要的尋址次數(shù)也是不同的。設(shè)地址線為n根，種子數(shù)為2時需要訪問RAM共計4”+4次，種子數(shù)為4時需要訪問RAM共計8n+8次，種子數(shù)為8時需要訪問RAM共計16n+16次，而MARCH—G算法需要訪問RAM共計6×2n次?？梢?，基于種子和逐位倒轉(zhuǎn)的改進(jìn)方法比MARCH—G算法的測試時間開銷大大降低。同時，故障覆蓋率會隨著種子數(shù)目的增加而提高，當(dāng)然不同種子數(shù)時所需要的測試時間開銷也不同。在實際測試應(yīng)用中要根據(jù)測試時間和測試故障覆蓋率的需求來選擇合適的種子數(shù)目，才能達(dá)到滿意的效果。

    3結(jié)語

    本文介紹了單片機(jī)系統(tǒng)RAM測試的一般方法，并在原有基礎(chǔ)上提出了一種基于種子和逐位倒轉(zhuǎn)的RAM故障測試方法。它具有診斷耗時短、故障覆蓋率高的特點，因而有著很高的應(yīng)用價值。

    DSP系統(tǒng)的引導(dǎo)裝載是指在系統(tǒng)加電時，由DSP將一段存儲在外部非易失性存儲器中的代碼移植到內(nèi)部高速存儲器單元并執(zhí)行的過程。這種方式即可利用外部存儲單元擴(kuò)展DSP本身有限的ROM資源，又能充分發(fā)揮DSP內(nèi)部資源的高速效能。因此，引導(dǎo)裝載系統(tǒng)的性能直接關(guān)系到整個DSP系統(tǒng)的可靠性和處理速度，是DSP系統(tǒng)設(shè)計中必不可少的重要環(huán)節(jié)。在裝載系統(tǒng)中，外部非易失性存儲器和DSP的性能尤為重要。FLASH是一種高密度、非易失性的電可擦寫存儲器，而且單位存儲比特的價格比傳統(tǒng)EPROM要低。為此，本文介紹了TMS320C6713浮點DSP芯片和SST公司提供的SST39VF400AFLASH存儲器的基本特點，給出了使用該FLASH存儲器設(shè)計和實現(xiàn)完整的TMS320C6713DSP引導(dǎo)裝載系統(tǒng)的具體方法。

    1硬件設(shè)計

    1.1主要芯片介紹

    DSP自動引導(dǎo)裝載系統(tǒng)主要使用DSP芯片(TMS320C6713)和外擴(kuò)存儲器(SST39VF400A)兩種芯片來實現(xiàn)。其中TMS320C6713是一款高性能的32位浮點DSP，適用于音頻信號處理。該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在TMS320C62XX的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)制成的，其內(nèi)部集成了多個功能單元，并采用了先進(jìn)的VLIW體系結(jié)構(gòu)及流水線技術(shù)；它采用3.3V的I／O電壓和1.8V的內(nèi)核電壓供電方式，并具有兩級cache緩存結(jié)構(gòu)。除此之外，它還有以下兩個主要特點：是運(yùn)行速度快。德州儀器公司(TI)推出的這一款300MHz的TMS320C6713數(shù)字信號處理器(DSP)的處理速度高達(dá)1800MFLOPS。TMS320C6713可以使用的工作時鐘和對應(yīng)指令周期表如表1所列。

    TMS320C6713可以使用的工作時鐘和對應(yīng)指令周期表如表1所列

    其次是精度高。TMS320C6713有三個因素影響著浮點格式的內(nèi)在高精度。首先，浮點DSP的24位I／O字長在整數(shù)與實數(shù)值方面可實現(xiàn)比定點器件中常用的16位字長更高的jingque度。第二．取冪大幅提高了應(yīng)用可用的動態(tài)范圍，較大的動態(tài)范圍對處理極大數(shù)據(jù)集以及難以方便預(yù)計數(shù)據(jù)集范圍的情況相當(dāng)重要。第三，硬件內(nèi)部的浮點數(shù)據(jù)表示法比定點器件更為jingque，這就保證了終結(jié)果的更高jingque度。

    SST39VF400A是SST公司推出的FLASH存儲器。該器件十分適合用作外擴(kuò)存儲器，它的存儲容量為4MB，采用3.3V單電源供電，因而無需額外提供高電壓即可通過一些特殊的命令字序列來實現(xiàn)對各個子模塊的讀寫和擦除。并可重復(fù)十萬次以上，此外，還可通過DSP編程來實現(xiàn)對它的讀寫操作，十分適合于系統(tǒng)的調(diào)試和開發(fā)。

    1.2系統(tǒng)硬件接口設(shè)計

    DSP訪問片外存儲器主要通過外部存儲器接口(EMIF)完成。它不僅具有很強(qiáng)的接口能力(可以和各種存儲器直接接口)，而且具有很高的數(shù)據(jù)吞吐能力(高達(dá)1200MB／s)。TMS320C6713的EMIF能支持8位、16位和32位寬的所有存儲器，當(dāng)從這些窄位寬的存儲空間讀寫數(shù)據(jù)時，EMIF會將多個數(shù)據(jù)打包成一個32位的值，而不必增加額外電路。TMS320C6713與SST39VF400的接口電路設(shè)計如圖1所示。該電路主要通過DSP的相關(guān)輸出管腳來控制FLASH的擦除和讀寫。其中，A0～A19為地址線，DQ0～DQ15為數(shù)據(jù)線，OE和WE分別為輸出使能和寫使能，CE1為片使能。由于TMS320C6713默認(rèn)的引導(dǎo)模式是從外部CE1空間的16位FLASH來引導(dǎo)裝載，所以，TMS320C6713的CE1和FLASH的片選CE相連。