新型阻变存储器测试激励信号分析与产生

发布时间：2017-10-26 19:33

  本文关键词：新型阻变存储器测试激励信号分析与产生

  更多相关文章： RRAM I-V测试 激励模式 程序实现 FPGA设计

【摘要】：阻变式存储器(RRAM)是一种新型的存储器,相对于传统存储器,RRAM具有高密度、结构简单、功耗低以及读写速度快等特点,受到越来越多实验室学者以及各大存储器生产厂商的关注和研究,有望成为下一代存储技术标准。虽然新型阻变存储器具有转变速度快、存储密度高等诸多优点,但是,在实际应用中,存在着编程／擦除不成功、耐受性差等可靠性问题,同时,阻变存储器对测试设备的精度和速度都有很高的要求。在阻变存储器件的研发过程中,需要对RRAM的各种性能进行测试,以便于进一步优化各个参数指标和读、写操作方法。I-V测试是获得阻变存储器特征的主要测试方法,通过RRAM Ⅰ-Ⅴ测试曲线,可以获得阻变存储器的写操作参数、读操作参数、高低阻状态的电阻比率、器件寿命、多级存储能力、保持时间等相关参数。本文通过对阻变存储器相关参数和基本操作的分析,定义了七种测试激励信号,基本涵盖了阻变存储器测试过程中的所有操作模式。本设计针对阻变存储器,研究分析其I-V测试激励信号模式的特点与合成方法,利用FPGA开发平台、DAC数模转换器,设计了RRAM测试信号生成系统。其中波形的程序实现方法采用改进的步进累加法,避免了FPGA复杂的除法运算,节省了FPGA硬件资源,并且降低了测试信号的周期误差。同时,为了直观、方便、快捷地对各项参数指标进行设置,本文设计了一款上位机控制软件,与下位机相互配合,实现了不同测试激励信号的生成。通过对生成的阻变存储器七种测试模式波形的实际测量,验证了阻变存储器激励信号产生方法的可行性,获得了满足RRAM特征参数测量所需的测试信号,为阻变存储器测试系统的完整构建,提供理论和实践支持。上述研究的内容和结果对阻变存储器单管或阵列的参数测量与可靠性评估具有重要意义。
【关键词】：RRAM I-V测试 激励模式 程序实现 FPGA设计
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP333
【目录】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 课题主要研究内容13-14
• 1.4 论文组织结构14-15
• 第二章 阻变存储器概述15-23
• 2.1 存储器简介15-16
• 2.2 传统存储器16-17
• 2.3 新型存储器17-19
• 2.4 阻变存储器机理19-20
• 2.5 阻变存储器结构20-23
• 第三章 阻变存储器测试23-35
• 3.1 半导体测试23-24
• 3.1.1 半导体I-V测试概述23
• 3.1.2 快速脉冲I-V测量23-24
• 3.2 RRAM基本操作与参数指标24-29
• 3.2.1 RRAM基本操作24-27
• 3.2.2 RRAM参数指标27-29
• 3.2.3 RRAM阵列测试29
• 3.3 RRAM测试激励信号模式29-35
• 3.3.1 五段式脉冲模式30
• 3.3.2 九段式脉冲模式30-31
• 3.3.3 斜坡双扫模式31-32
• 3.3.4 斜坡单扫模式32
• 3.3.5 阶梯单扫模式32-33
• 3.3.6 脉冲扫描模式33-34
• 3.3.7 直流模式34-35
• 第四章 阻变存储器激励信号生成35-59
• 4.1 激励信号产生方法35-42
• 4.1.1 信号波形分析35-36
• 4.1.2 直接数字合成方法36-38
• 4.1.3 定值步进累加法38-40
• 4.1.4 波形FPGA程序实现方法40-42
• 4.2 RRAM激励信号产生系统设计42-46
• 4.2.1 RRAM测试系统整体架构42-43
• 4.2.2 FPGA开发平台43-44
• 4.2.3 数/模转换部分44-45
• 4.2.4 测试操作平台45-46
• 4.3 上位机调试软件设计46-49
• 4.3.1 总体架构46-47
• 4.3.2 软件实现47-49
• 4.4 FPGA设计与仿真49-55
• 4.4.1 时钟模块49-50
• 4.4.2 数据处理模块50-51
• 4.4.3 波形发生模块51-55
• 4.5 通信部分55-59
• 4.5.1 通信接口设计55-56
• 4.5.2 通信协议与数据格式56-59
• 第五章 激励信号测量与分析59-65
• 5.1 不同模式激励信号测量59-63
• 5.2 激励信号性能与误差分析63-65
• 第六章 结论与展望65-67
• 6.1 课题总结65-66
• 6.2 不足与展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 学位论文评阅及答辩情况表71

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本文编号：1100153