[實(shí)用新型]精確測(cè)量和報(bào)告芯片內(nèi)兩種信號(hào)的時(shí)序關(guān)系的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420152874.4
• 申請(qǐng)日: 2014-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203798978U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝福亨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安華芯半導(dǎo)體有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/28
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/28
• 代理公司: 西安西交通盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 王萌

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種時(shí)序關(guān)系的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)裝置。?

【背景技術(shù)】

目前，有很多方法可用來(lái)測(cè)量芯片內(nèi)信號(hào)，但是它們卻都具有很大的局限性：?

a）使用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的接口將大量?jī)?nèi)部重要信號(hào)發(fā)送至集成電路引腳，然后使用標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）進(jìn)行信號(hào)測(cè)量。?

一般來(lái)說(shuō)，需要在特定的運(yùn)行模式（測(cè)試模式）下，將特定信號(hào)發(fā)送至特定引腳，而該引腳的功能與其在正常操作模式下不同。?

這種方式的不足之處：為了將信號(hào)發(fā)送至引腳，需要額外的走線及電路來(lái)連接，尤其是如果需要大量信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，成本就會(huì)很大，還會(huì)影響正常操作模式下的其他電路。?

此外，將信號(hào)發(fā)送至引腳（相對(duì)于芯片大小，有時(shí)屬于長(zhǎng)距離傳輸）意味著在引腳處可觀察到信號(hào)延遲。特別是如果必須測(cè)量?jī)煞N信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系時(shí)，通過(guò)由同等驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)且這些信號(hào)按既定路線傳輸，使信號(hào)延遲匹配。但是這一過(guò)程卻很難實(shí)現(xiàn)，并且需要花費(fèi)大量精力進(jìn)行芯片布局布線和設(shè)計(jì)。?

b）利用可微調(diào)的延遲元件改變內(nèi)部時(shí)序，直至通過(guò)或失效邊界值被檢測(cè)到?

該方法需要將延遲元件插入信號(hào)路徑，延遲元件可在測(cè)試模式下進(jìn)行微調(diào)。為了檢測(cè)兩種信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系，對(duì)通過(guò)延遲元件產(chǎn)生的信號(hào)延遲進(jìn)行多樣化設(shè)置，并進(jìn)行功能測(cè)試。針對(duì)不同的延遲元件設(shè)置，重復(fù)進(jìn)行功能測(cè)試，直至測(cè)試失效。通過(guò)或失效邊界值與默認(rèn)設(shè)置值的差值即為這兩種信號(hào)的時(shí)序余量。?

使用該方法，只能通過(guò)間接途徑檢測(cè)時(shí)序余量，即在測(cè)試失敗前，便可確定兩種信號(hào)間的?時(shí)序關(guān)系會(huì)發(fā)生多大程度的改變，但是卻無(wú)法確定兩種信號(hào)間的絕對(duì)時(shí)序偏移是多少（也就是說(shuō)，為了使設(shè)備正常運(yùn)行，在信號(hào)B之前，無(wú)法確定信號(hào)A需要傳輸50ps還是500ps）。?

而且，因?yàn)檠舆t元件面積較大，所以只能在少數(shù)幾個(gè)地方使用。即便是選擇了零延遲，也會(huì)減慢原始信號(hào)傳輸速度（因?yàn)樵撔盘?hào)有額外載荷，并且為了連接延遲元件，布線也會(huì)更長(zhǎng)）。?

c）信號(hào)探測(cè)?

有多種方法可用來(lái)探測(cè)內(nèi)部信號(hào)。?

最常用的方法是微探針探測(cè)，該方法需要將一個(gè)微探針連接到芯片表面分布的線路上。該探針與放大器相連，可用于測(cè)量連接到的線路上的信號(hào)，此方法可用于連接亞微米的線路，測(cè)量幾個(gè)GHz頻率的信號(hào)。?

這種方法的不足之處：芯片表面必須處于裸露狀態(tài)（因?yàn)樾枰诰A片上插入探針，需要必須打開(kāi)芯片的封裝，并清除鈍化層），并且探針只能接觸到頂層金屬（芯片設(shè)計(jì)者必須確保重要信號(hào)能夠連接到頂層金屬，或者在頂層上設(shè)置一個(gè)測(cè)試點(diǎn)，并將其連接到低層金屬層的線路上）。除此之外，雖然該方法在分析單個(gè)芯片時(shí)非常有用，但是在產(chǎn)品測(cè)試中卻無(wú)法檢測(cè)每條生產(chǎn)線上的每個(gè)芯片，因?yàn)檫@種方法需要手動(dòng)設(shè)置且花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)（通常為幾個(gè)小時(shí)）。?

另外一種類(lèi)似的方法是電子束探測(cè)。該方法使用的不是探針而是聚焦電子束。電子束直射到待探測(cè)的金屬電線上，然后通過(guò)測(cè)量被反射的電子來(lái)計(jì)算金屬電線的電勢(shì)。與微探針探測(cè)相比，電子束探測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需清除芯片表面的鈍化層，且無(wú)需在芯片上置入機(jī)械部件（探針），所以測(cè)量更加可靠快速。但是，此類(lèi)設(shè)備非常昂貴（幾百萬(wàn)美元），每次只能檢測(cè)一個(gè)器件，而且還不能用于生產(chǎn)線檢驗(yàn)。?

【實(shí)用新型內(nèi)容】

本實(shí)用新型的目的在于提供一種精確測(cè)量和報(bào)告芯片內(nèi)兩種信號(hào)的時(shí)序關(guān)系的裝置，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：?

一種精確測(cè)量和報(bào)告芯片內(nèi)兩種信號(hào)的時(shí)序關(guān)系的裝置，包括若干測(cè)試存儲(chǔ)單元和共用電路；所有測(cè)試存儲(chǔ)單元均連接至共用電路；?

測(cè)試存儲(chǔ)單元包括延遲時(shí)間脈寬的脈沖產(chǎn)生電路和周期脈寬的脈沖產(chǎn)生電路；共用電路包括第一時(shí)間電壓轉(zhuǎn)換電路和第二時(shí)間電壓轉(zhuǎn)換電路；?

延遲時(shí)間脈寬的脈沖產(chǎn)生電路的輸入端連接待測(cè)量數(shù)字信號(hào)線和參考信號(hào)線，延遲時(shí)間脈寬的脈沖產(chǎn)生電路輸出端分成兩路，一路通過(guò)周期脈寬的脈沖產(chǎn)生電路連接第一時(shí)間電壓轉(zhuǎn)換電路，另一路直接連接第二時(shí)間電壓轉(zhuǎn)換電路；?

周期脈寬的脈沖產(chǎn)生電路的輸入端連接延遲時(shí)間脈寬的脈沖產(chǎn)生電路輸出端和參考信號(hào)線，周期脈寬的脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接第一時(shí)間電壓轉(zhuǎn)換電路。?