本發明涉及集成電路，特別是一種相變存儲器陣列的故障測試方法及系統。
背景技術：
1、pcram是一種新興的存儲器技術，與當前主流的動態隨機存取存儲器(dram)和閃存(flash)展開競爭。與傳統存儲技術相比，pcram通過電阻狀態存儲數據，而非依賴電荷存儲。這一特點使其擺脫了電荷存儲相關的縮放限制，并在存儲技術、內存計算和邏輯系統等多個領域展現出廣泛的應用潛力，因此有望在未來成為傳統存儲器的重要替代方案。在pcram的讀寫操作中，通過向存儲元件施加電壓來執行數據存取功能。具體操作過程涉及控制存儲單元的電壓水平以實現數據的寫入和讀取，在read操作期間，將適當的讀取電壓施加至尋址單元的位線(bl)，同時通過偏置其柵極端子來打開傳輸晶體管。bl上的低電壓用于提供所需的讀取電流，并確保不會無意改變尋址單元中存儲的數據。set操作用于將邏輯“1”寫入尋址單元。此過程通過在bl上施加高電壓并同時偏置字線(wl)打開傳輸晶體管來實現。強制高電流流經存儲單元，使材料加熱至高于玻璃化轉變溫度但低于gst材料熔點的范圍，從而促使材料轉變為結晶相。未被尋址的單元的bl、源線(sl)和wl均接地，以抑制它們的編程。reset操作則用于將邏輯“0”寫入單元。通過在選定單元的鍺銻碲合金(gst)層施加高電流，使材料加熱至高于熔點的溫度，并隨后快速冷卻以形成非晶態。這一操作通過在bl上施加高電壓并同時對柵極端子施加合適的電壓來打開傳輸晶體管實現。對于未尋址的單元，其bl、sl和wl也保持接地，以避免干擾。
2、研究表明，pcram不僅會出現常規存儲器中的靜態故障和動態故障，還會發生一些獨有的特殊故障。pcram的操作依賴于熱量的變化來存儲信息，因此其存儲單元的設計與實現必須確保各單元之間的有效隔離。此外，在不同工作條件下，電壓必須保持在設計限度內，以確保設備的正常運行和數據的可靠保存。如果這些要求得不到滿足，可能會導致多種pcram特殊故障的發生。傳統的測試技術由于無法準確區分pcram的五種狀態，導致許多故障未能被及時檢測。因此，為了提高故障檢測的覆蓋率，需要開發針對pcram的全新測試電路與算法。
技術實現思路
1、本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。
2、鑒于上述現有存在的問題，提出了本發明。
3、因此，本發明提供了一種相變存儲器陣列的故障測試方法及系統，能夠解決背景技術中提到的問題。
4、為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：
5、第一方面，本發明提供了一種相變存儲器陣列的故障測試方法，其包括，一種相變存儲器陣列的故障測試方法，其特征在于：包括，對相變存儲器陣列中多種故障模式進行分析，提取出每種故障模式的充要條件，所述充要條件為陣列中某一單元或多個單元的失效特征；
6、根據所述充要條件推導出適用于相變存儲器陣列故障測試的測試序列；
7、構建基于所述測試序列的故障檢測電路，并將其嵌入到相變存儲器陣列中；
8、使用所述故障檢測電路對相變存儲器陣列進行故障測試，判斷陣列中各存儲單元的健康狀態，完成故障測試。
9、作為本發明所述相變存儲器陣列的故障測試方法的一種優選方案，其中：所述對相變存儲器陣列中多種故障模式進行分析包括，
10、對相變存儲器陣列的工作特性進行建模，分析在不同條件下單元的行為；
11、在不同的工作條件下，考慮環境因素對存儲單元的影響；
12、所述環境因素包括電壓波動、溫度變化和電流密度；
13、通過理論建模和實驗數據，描述相變存儲器在不同操作條件下的行為。
14、作為本發明所述相變存儲器陣列的故障測試方法的一種優選方案，其中：所述測試方法進一步包括：
15、在測試過程中，采用故障檢測電路，該電路能夠實時監測相變存儲器的電氣性能，如電流、電壓、溫度等參數，并根據監測到的參數變化判斷存儲單元是否發生故障；
16、所述故障檢測電路包含多個模塊，包括模擬相變存儲器在不同故障模式下的電氣參數調整模塊，以在多種環境條件下模擬并檢測故障行為，并根據模擬結果對存儲單元進行測試和驗證。
17、作為本發明所述相變存儲器陣列的故障測試方法的一種優選方案，其中：所述故障模式包括讀取故障、寫入故障、保持故障以及熱故障；
18、所述故障模式通過分析相變存儲器陣列的工作狀態與操作條件，提取出各個故障模式的充要條件；
19、所述充要條件包括電壓、電流、溫度環境因素對存儲單元的影響，以及電氣應力、熱應力對存儲單元性能的影響。
20、作為本發明所述相變存儲器陣列的故障測試方法的一種優選方案，其中：所述充要條件通過對存儲單元的工作電流、電壓以及環境溫度進行調節，模擬存儲單元在不同操作條件下的工作狀態，確定在特定工作條件下存儲單元出現的故障行為；
21、通過分析不同操作條件對相變存儲器陣列的影響，為故障模式的檢測提供測試序列。
22、作為本發明所述相變存儲器陣列的故障測試方法的一種優選方案，其中：所述測試序列基于相變存儲器陣列的工作特性和故障模式，采用敏化序列和檢測序列的組合；
23、所述敏化序列用于激活陣列中的潛在故障，所述檢測序列用于判斷故障是否發生；
24、通過優化測試序列，在各種操作條件下觸發和檢測故障模式；
25、測試序列采用改進的march-pcram算法生成，針對相變存儲器陣列的特性優化了敏化序列與檢測序列的生成過程；
26、所述改進的march-pcram算法的具體流程如下所示：
27、{m0↑↓(w0)；m1↑(rref0?w1?rref1)；m2↓(w1?rref1?w0?rref0)；m3↓(rref0?w1?rref1)；m4↑↓(rref1)}
28、其中，m0-m4表示算法中的步驟元素，↑代表地址按升序訪問，↓代表地址按降序訪問，↑↓則表示地址既可按升序也可按降序訪問，w0表示向選定的存儲單元寫入邏輯0數據，w1表示向選定單元寫入邏輯1數據，r0表示讀取選定單元中的數據且期望值為0，r1表示讀取時期望值為1，rref0和rref1則為檢測pcram特有故障的特殊讀操作；
29、在測試過程中，若某個測試地址的讀出數據與期望值不符，則判定該地址發生故障，表明pcram的讀寫操作存在異常，故障檢測未通過；若所有地址的讀出數據均與期望值一致，則認為故障檢測通過。
30、第二方面，本發明提供了一種相變存儲器陣列的故障測試電路，其包括：
31、所述故障檢測電路包括多個電氣性能監測模塊和基于prr的驗證模塊，
32、所述電氣性能監測模塊用于實時監測存儲單元的電流、電壓和溫度，當檢測到異常變化時，故障檢測電路能夠生成預警信號并反饋至外部控制器進行故障分析；
33、所述基于prr的驗證模塊用于在測試過程中實時監控存儲單元的電氣響應，并根據響應情況對存儲單元的健康狀態進行評估，對故障模式進行深度分析，并通過反饋回路生成故障測試報告，從而輔助定位和分析存儲單元的潛在故障。
34、第三方面，本發明提供了一種相變存儲器陣列的故障測試系統，其包括：故障分析模塊、測試序列模塊、構建測試電路模塊以及故障檢測模塊；
35、所述故障分析模塊用于對相變存儲器陣列中多種故障模式進行分析，提取出每種故障模式的充要條件，所述充要條件為陣列中某一單元或多個單元的失效特征；
36、所述測試序列模塊用于根據所述充要條件推導出適用于相變存儲器陣列故障測試的測試序列；
37、所述構建測試電路模塊用于構建基于所述測試序列的故障檢測電路，并將其嵌入到相變存儲器陣列中；
38、所述故障檢測模塊用于使用所述故障檢測電路對相變存儲器陣列進行故障測試，判斷陣列中各存儲單元的健康狀態，完成故障測試。
39、第四方面，本發明提供了一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其中：所述處理器執行所述計算機程序時實現相變存儲器陣列的故障測試方法的步驟。
40、第五方面，本發明提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其中：所述計算機程序被處理器執行時實現相變存儲器陣列的故障測試方法的步驟。
41、與現有技術相比，本發明有益效果為通過采用四種參考電流并行參考讀取pcram單元的五種狀態，相較于傳統只能設定一種參考電流來區分兩種存儲狀態的讀取電路，效率大大提高，顯著減少了mbist電路故障測試所需的時間。該方法基于對pcram常規故障模型和特有故障模型的深入分析，推導出一種覆蓋范圍廣泛的march-pcram算法。此算法不僅能夠檢測所有靜態單單元故障和靜態雙單元故障，還能夠有效檢測大多數動態單單元故障、動態雙單元故障及pcram的特有故障。由于采用了四種參考電流，算法能夠檢測出傳統檢測電路無法識別的pcram特有故障，從而大幅提升了故障覆蓋率。