DDR2 SDRAM을 이용한 비메모리 검사장비에서 정시성을 보장하기 위한 메모리 컨트롤러 개발 Development of Memory Controller for Punctuality Guarantee from Memory-Free Inspection Equipment using DDR2 SDRAM원문보기
현재의 반도체 검사장비는 테스트 패턴 프로그램을 위한 메모리로 시스템 설계가 간단하고 리프레시가 필요 없는 SRAM(static random access memory) 모듈을 채용하고 있다. 그러나 SRAM 모듈을 이용한 시스템 구성은 용량이 커질수록 장비의 부피가 증가하기 때문에 메모리 대용량화 및 장비의 소형화에 걸림돌이 되고 있다. DRAM(dynamic random access memory)을 이용하여 반도체 검사 장비를 제작할 경우 SRAM 보다 비용과 장비의 면적이 줄어드는 장점이 있지만 DRAM의 특성 상 메모리 셀 리프레시가 필요하여 정시성을 보장해야 하는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 DDR2 SDRAM(double data rate synchronous dynamic random access memory)을 이용한 비메모리 검사장비에서 정시성을 보장해 주는 알고리즘을 제안하고 알고리즘을 이용한 메모리 컨트롤러를 개발하였다. 그 결과, DDR2 SDRAM을 이용할 경우 SRAM을 이용할 때 보다 가격과 면적이 줄어들어 가격측면에서는 13.5배 그리고 면적측면에서는 5.3배 이득이 있음을 확인하였다.
현재의 반도체 검사장비는 테스트 패턴 프로그램을 위한 메모리로 시스템 설계가 간단하고 리프레시가 필요 없는 SRAM(static random access memory) 모듈을 채용하고 있다. 그러나 SRAM 모듈을 이용한 시스템 구성은 용량이 커질수록 장비의 부피가 증가하기 때문에 메모리 대용량화 및 장비의 소형화에 걸림돌이 되고 있다. DRAM(dynamic random access memory)을 이용하여 반도체 검사 장비를 제작할 경우 SRAM 보다 비용과 장비의 면적이 줄어드는 장점이 있지만 DRAM의 특성 상 메모리 셀 리프레시가 필요하여 정시성을 보장해야 하는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 DDR2 SDRAM(double data rate synchronous dynamic random access memory)을 이용한 비메모리 검사장비에서 정시성을 보장해 주는 알고리즘을 제안하고 알고리즘을 이용한 메모리 컨트롤러를 개발하였다. 그 결과, DDR2 SDRAM을 이용할 경우 SRAM을 이용할 때 보다 가격과 면적이 줄어들어 가격측면에서는 13.5배 그리고 면적측면에서는 5.3배 이득이 있음을 확인하였다.
The conventional semiconductor equipment has adopted SRAM module as the test pattern memory, which has a simple design and does not require refreshing. However, SRAM has its disadvantages as it takes up more space as its capacity becomes larger, making it difficult to meet the requirements of large ...
The conventional semiconductor equipment has adopted SRAM module as the test pattern memory, which has a simple design and does not require refreshing. However, SRAM has its disadvantages as it takes up more space as its capacity becomes larger, making it difficult to meet the requirements of large memories and compact size. if DRAM is adopted as the semiconductor inspection equipment, it takes up less space and costs less than SRAM. However, DRAM is also disadvantageous because it requires the memory cell refresh, which is not suitable for the semiconductor examination equipments that require correct timing. Therefore, In this paper, we will proposed an algorithm for punctuality guarantee of memory-free inspection equipment using DDR2 SDRAM. And we will Developed memory controller using punctuality guarantee algorithm. As the results, show that when we adopt the DDR2 SDRAM, we can get the benefits of saving 13.5 times and 5.3 times in cost and space, respectively, compared to the SRAM.
The conventional semiconductor equipment has adopted SRAM module as the test pattern memory, which has a simple design and does not require refreshing. However, SRAM has its disadvantages as it takes up more space as its capacity becomes larger, making it difficult to meet the requirements of large memories and compact size. if DRAM is adopted as the semiconductor inspection equipment, it takes up less space and costs less than SRAM. However, DRAM is also disadvantageous because it requires the memory cell refresh, which is not suitable for the semiconductor examination equipments that require correct timing. Therefore, In this paper, we will proposed an algorithm for punctuality guarantee of memory-free inspection equipment using DDR2 SDRAM. And we will Developed memory controller using punctuality guarantee algorithm. As the results, show that when we adopt the DDR2 SDRAM, we can get the benefits of saving 13.5 times and 5.3 times in cost and space, respectively, compared to the SRAM.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 DDR2 SDRAM을 이용한 비메모리 검사장비에서 정시성을 보장해 주는 알고리즘을 제안하고 알고리즘을 이용한 메모리 컨트롤러를 제작하였다.
본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 비메모리 검사장비에서 테스트 패턴 프로그램 메모리로 DDR2 SDRAM을 사용하기 위한 정시성 보장 알고리즘을 제안하고 알고리즘을 이용한 메모리 컨트롤러를 개발하였다.
제안 방법
DDR2 SDRAM 컨트롤러 모듈은 그림 7와 같이 DDR2 SDRAM 모듈에서 받아온 데이터를 그림 5의 FIFO(first in first out)형식의 저장 공간에 데이터를 순차적으로 저장하고 먼저 받은 데이터부터 시스템으로 전송시키는 역할을 하며 각 모듈사이의 동작속도는 200MHz와 10MHz로 제어를 하였으며 DDR2 SDRAM 컨트롤 모듈에서 시스템으로 전송되는 패킷은 12개로 분할하여 전송하게 하였다.
그런 다음 DDR2 SDRAM 메모리로부터 현재 메모리에 저장된 주소공간의 데이터를 순차적으로 불러들여 ‘read1.txt’ 파일로 저장시킨 후 ‘write.txt’ 파일과 비교하였다.
본 장에서는 정시성 보장 알고리즘으로 구현된 DDR2 SRAM 메모리 컨트롤러의 성능을 평가하기 위해 비메모리 검사장비의 테스트 패턴 메모리 보드를 구현하고 시스템과의 데이터 통신에서 발생하는 오류율을 측정하였다. 그림 8는 본 논문의 실험에 사용될 비메모리 검사장비의 테스트 패턴 메모리 보드의 모습이다.
실험은 비메모리 검사장비 시스템을 대신하여 시뮬레이터에서 임의로 데이터를 생성한 후 생성한 데이터를 'write.txt' 파일에 저장시켜 놓은 후 DDR2 SDRAM 메모리에 저장을 하였다.
위에서 언급한대로 DDR2 SDRAM 컨트롤러 모듈은 VHDL을 사용하여 기능을 구현하였다.
이론/모형
리프레시 주기는 메모리칩에서 메모리의 내용을 읽거나 쓸 수 없는 특별한 구간이며 SDRAM 컨트롤러의 가장 중요한 임무는 시스템의 요구에 맞게 리프레시주기를 보장해 주는 것이다. 본 알고리즘에서는 정시성을 보장하기 위한 리프레시로 오토 리프레시를 사용하였다. 기본적으로 리프레시 명령은 SDRAM 컨트롤러에서 발생되며 오토 리프레시는 항상 ‘IDEL’ 상태에서만 동작한다.
성능/효과
그 결과, DDR2 SDRAM을 이용할 경우 SRAM을 이용할 때 보다 가격과 면적이 줄어들어 가격측면에서는 13.5배 그리고 면적측면에서는 5.3배 이득이 있음을 확인하였다.
그 결과, 정시성 보장알고리즘을 사용할 경우 기존의 오토리프레시를 이용하는 SDRAM 메모리 컨트롤러 보다 메모리 셀 리프레시의 영향없이 시스템으로 데이터를 전송하는 것을 확인하였으며, 본 논문에서 개발한 DDR2 SDRAM 메모리 컨트롤러를 이용하여 비메모리 검사 장비를 개발할 경우 개발비용은 약 13.5배 그리고 장비가 차지하는 면적은 5.3배 줄어드는 것을 알 수 있었다.
실험결과 134,400 bit가 입력된 ‘write.txt’파일의 데이터와 ‘read.txt’파일을 비교한 결과 데이터가 오류 없이 성공적으로 출력되는 것을 확인 할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
DRAM을 이용하여 반도체 검사 장비를 제작할 경우 어떤 장점이 있는가?
그러나 SRAM 모듈을 이용한 시스템 구성은 용량이 커질수록 장비의 부피가 증가하기 때문에 메모리 대용량화 및 장비의 소형화에 걸림돌이 되고 있다. DRAM(dynamic random access memory)을 이용하여 반도체 검사 장비를 제작할 경우 SRAM 보다 비용과 장비의 면적이 줄어드는 장점이 있지만 DRAM의 특성 상 메모리 셀 리프레시가 필요하여 정시성을 보장해야 하는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 DDR2 SDRAM(double data rate synchronous dynamic random access memory)을 이용한 비메모리 검사장비에서 정시성을 보장해 주는 알고리즘을 제안하고 알고리즘을 이용한 메모리 컨트롤러를 개발하였다.
SRAM 모듈을 이용한 시스템 구성의 문제점은 무엇인가?
현재의 반도체 검사장비는 테스트 패턴 프로그램을 위한 메모리로 시스템 설계가 간단하고 리프레시가 필요 없는 SRAM(static random access memory) 모듈을 채용하고 있다. 그러나 SRAM 모듈을 이용한 시스템 구성은 용량이 커질수록 장비의 부피가 증가하기 때문에 메모리 대용량화 및 장비의 소형화에 걸림돌이 되고 있다. DRAM(dynamic random access memory)을 이용하여 반도체 검사 장비를 제작할 경우 SRAM 보다 비용과 장비의 면적이 줄어드는 장점이 있지만 DRAM의 특성 상 메모리 셀 리프레시가 필요하여 정시성을 보장해야 하는 문제가 있다.
SRAM 모듈의 장점은 무엇인가?
현재의 반도체 검사장비는 테스트 패턴 프로그램을 위한 메모리로 시스템 설계가 간단하고 리프레시가 필요 없는 SRAM(static random access memory) 모듈을 채용하고 있다. 그러나 SRAM 모듈을 이용한 시스템 구성은 용량이 커질수록 장비의 부피가 증가하기 때문에 메모리 대용량화 및 장비의 소형화에 걸림돌이 되고 있다.
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노웅기, 홍상진,"반도체공정 이상탐지 및 클러스터링을 위한 심볼릭 표현법의 적용," 정보과학회 논문지 : 컴퓨팅의 실제 및 레터, 제15권 제11호, pp. 806-818, 2009. 11.
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