【摘 要】
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随着信息时代的到来,社会对于集成电路领域的各个部件的需求也急速增长。在存储器领域,我国急需一批非易失的高速存储器,而铁电材料与CMOS工艺良好的兼容性以及其优良的存储特性让其逐渐成为研究热点。本文的主体是运用仿真验证与测试验证的手段实现对一款铁电存储器芯片的读写电路的仿真和测试验证。本文首先对铁电材料的基本原理与铁电基本存储单元进行了介绍,然后又分别对本款铁电存储器芯片的外部与内部结构进行了详细说
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随着信息时代的到来,社会对于集成电路领域的各个部件的需求也急速增长。在存储器领域,我国急需一批非易失的高速存储器,而铁电材料与CMOS工艺良好的兼容性以及其优良的存储特性让其逐渐成为研究热点。本文的主体是运用仿真验证与测试验证的手段实现对一款铁电存储器芯片的读写电路的仿真和测试验证。本文首先对铁电材料的基本原理与铁电基本存储单元进行了介绍,然后又分别对本款铁电存储器芯片的外部与内部结构进行了详细说明。紧接着,运用了仿真验证的手段分别就铁电存储器的读写电路的三个关键功能和整体电路的几种读写模式进行了验证,并对读写电路进行高低温等各种工作环境下的验证,使其验证与使用环境一致。当然,在验证过程中,我们也发现了本款存储器设计中依旧存在以下不足,一是对于用户读写操作太繁琐,二是本款存储器读写周期存在冗余。针对这两点不足,本文完成了对存储器电路的优化,并提出了一种全新的读写模式,即连续地址变化读写模式,不仅让用户的读写操作更加简便,而且也使该款存储器的性能得到了巨大的提升,读周期缩短为原始读周期的50%,写周期缩短为原始写周期的55%。另外,又结合页模式和连续地址变化读写模式,提出页内连续地址变化读写模式,该种读写模式不仅是兼备了连续地址变化读写模式的优势,更是将页模式的优势充分发挥出来。最后,结合March C-算法和存储器常见的故障模型分析,为本款存储器的芯片搭建了一套完整的FPGA测试平台,并制定了详细的测试方案与测试流程。在仿真验证过程中,本文完成了该款存储器芯片从局部到整体,从功能到性能的全方位验证。另外,本文最大的亮点在于本文不仅仅是对本款铁电存储的验证过程的描述,更是在验证过程中,为本款存储器探寻了一些新的可优化方向,并完成优化后电路的设计与验证,最终使得本款存储器的性能得到了巨大的提升。在测试过程中,更是结合March C-算法,使整个测试过程尽量囊括了存储器绝大多数可能出现的故障模型。
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