[发明专利]快速修正SRAM测试电压的方法及SRAM测试电路

说明书

本发明涉及一种快速修正SRAM测试电压的方法及SRAM测试电路，快速修正SRAM测试电压的方法，该方法包括以下步骤：以目标电压值作为Force电压输入，进行电压修正判断；调用PID算法进行电压修正，直到满足二分法调用条件结束PID算法修正电压，调用二分法进行电压修正,输入调整后的force电压，进行电压修正判断，若满足结束修正的条件则结束整个修正过程，否则重复进行二分法电压修正。本发明使用PID调节法来避免差分比例调节法不能收敛的情况，并在接近目标值时，采用二分法进行调整，以加快调节速度。

技术领域

本发明涉及集成电路产业链领域，尤其涉及一种快速修正SRAM测试电压的方法及SRAM测试电路。

背景技术

静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，下文中均简称SRAM)作为巨规模集成电路和微处理器中的高速缓冲存储器，是集成电路芯片中重要的组成部件。如图1所示，经典的SRAM单元是由6个晶体管组成，它内部的PD1、PD2和PU1、PU2构成了两个首尾相接的反相器，从而形成一个锁存结构来存储数据。相较于DRAM，SRAM单元不用刷新即可保持数据，并且存取速度更快。

SRAM的静态指标是衡量SRAM单元在工作状态下的稳定性，即排除外界干扰的能力的标准，这些静态指标包括保持状态噪声边际SNM、读状态的噪声边际RNM、写状态的噪声边际WNM以及与电流信息相关的N curve。这些静态指标通过控制SRAM单元的各端口/节点的电压输入得出相应的电压、电流曲线，通过曲线中的参数用以评估出SRAM各个状态下的稳定性与抗干扰能力。

传统SRAM单元的静态指标是通过SPICE和TCAD仿真得到，这些仿真数据很大程度上依赖于仿真模型的精度。随着摩尔定律的发展，晶体管尺寸越来越小，同时工艺波动不断增加，仿真模型已经不能真实地反映存储单元性能的波动。

一般SRAM静态指标的衡量方法是通过探针直接对SRAM单元的各个端点施加输入信号并监测输出信号，但这种方法无法实现信号共用、测试工作量大，只适应于测量单个SRAM。还有一种直接通过导线或者两个传输门引出SRAM的内部存储节点测试的方法，但是在实际应用中存在着不容忽视的电压降。

为克服前述两种方法存在的问题与不便，已有《65nm SRAM传统静态指标的测试方案及研究》(陈凤娇、简文翔、董庆、袁瑞、林殷茵；《固体电子学研究与进展》第31卷第6期；2011年12月)，公开了一种四端测量结构，引出SRAM单元的内部存储节点和位线，消除电压降的同时通过译码器选择SRAM测试实现输入、输出端口的复用以减少端口数量和测试工作量。在四端测量结构中，在对SRAM单元的DC扫描仿真时，发现通过传输门后电压会发生不可忽略的改变。

在SRAM测试过程中，当引入开关实现四端测量时，在集成电路设计中通常使用传输门作为开关器件实现选择性导通/断开的功能，但是电压在经过导线及传输门以后会发生电压降而导致输入电压不是真实的施加电压。因此需要通过不断修正输入电压，来使目标节点的电压在测量时保持在一定的目标值下，修正电压是一个很繁琐的过程，因此需要设计一种能将电压快速调整到目标值的自动控制算法。在修正电压的问题上，通常采用修正算法来实现。

最简便的修正算法是差值比例调节法，即设置输入电压的增量为目标电压与输出电压的差值，这个差值可以再乘一个比例系数。但是仔细分析的话，可知如果只采用差值比例调节，则可能出现调节目标值不能收敛的情况。如图2所示，X为Force电压，Y为Sense电压。输入为X1时，输出为Y-δ；输入为X2＝X1+kδ，输出为Y+δ；则下一次又会将输入调节为X1＝X2–kδ；如此，输入将在X1和X2之间一直震荡，输出在Y±δ之间震荡，无法调整至目标值。

发明内容