專利名稱：?jiǎn)瘟Ｗ臃D(zhuǎn)測(cè)試電路及方法
單粒子翻轉(zhuǎn)測(cè)試電路及方法
背景技術(shù)：
高能量亞原子粒子有時(shí)候會(huì)撞擊集成電路(IC)器件并且引起干擾。
當(dāng)高能粒子撞擊ic芯片時(shí)，它可能使電路內(nèi)的原子電離，從而導(dǎo)致發(fā)生 單粒子效應(yīng)(single event effect)。存在若干類可能發(fā)生的單粒子效應(yīng)。較 嚴(yán)重的效應(yīng)包括單粒子燒毀(single event burnout)和單粒子閉鎖(single event latchup)。不那么嚴(yán)重的一類單粒子效應(yīng)是單粒子翻轉(zhuǎn)(single event upset, SEU) 。 SEU是由電離的粒子引起的狀態(tài)改變或穿過IC器件的瞬 時(shí)脈沖。SEU或者表現(xiàn)為反轉(zhuǎn)時(shí)序邏輯組件(例如存儲(chǔ)器或觸發(fā)器)的狀 態(tài)(這通常被稱為"比特反轉(zhuǎn)")，或者表現(xiàn)為在電路中引入瞬時(shí)脈沖， 該瞬時(shí)脈沖暫時(shí)改變經(jīng)過組合邏輯的值。SEU —般不會(huì)永久地影響器件， 在SEU發(fā)生之后器件將會(huì)繼續(xù)正常工作，但是數(shù)據(jù)可能遭到了破壞。SEU 和其他單粒子效應(yīng)在沒有地球大氣針對(duì)宇宙輻射而進(jìn)行的保護(hù)的外層空間 中是很常見的。因此，在外層空間中使用的IC器件必須被特別設(shè)計(jì)以限 制該問題。在地球上，大多數(shù)可能引起SEU的高能粒子都被大氣所阻擋。 但是，高能中子經(jīng)常能夠成功到達(dá)地面。紐約市的中子通量大約是每平方 厘米每小時(shí)14-20個(gè)中子。但是，在更高的高度上，通量增大。例如，在 科羅拉多的丹佛市，中子通量約比紐約市的高7或8倍。類似地，在商業(yè) 或軍事飛機(jī)飛行中，通量也較高。傳統(tǒng)上，SEU在存儲(chǔ)器件中更為普遍， 尤其是在SRAM內(nèi)更是如此。但是，隨著器件的幾何結(jié)構(gòu)縮小并且時(shí)鐘速 度增大，SEU在邏輯電路中變得更加普遍。邏輯電路中的SEU差錯(cuò)率開 始接近具有類似幾何結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器件中的差錯(cuò)率。
可以針對(duì)SEU對(duì)IC器件進(jìn)行測(cè)試。這通常涉及在器件處施加高能量 粒子束并且對(duì)觀察到的SEU的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種傳統(tǒng)方法 是在正常模式下操作器件并且通過同時(shí)對(duì)多條信號(hào)線中的差錯(cuò)進(jìn)行計(jì)數(shù)來 每次分析器件的一些部分。另一種傳統(tǒng)的方法利用掃描鏈來測(cè)試時(shí)序邏輯中的SEU，其方式是使待測(cè)試的時(shí)序邏輯不被鐘控(unclocked)(即，處 于靜態(tài)狀態(tài))，同時(shí)施加粒子束，然后重新施加時(shí)鐘，以掃描出掃描鏈內(nèi) 的數(shù)據(jù)并對(duì)差錯(cuò)計(jì)數(shù)。


從以下對(duì)附圖中所示的本發(fā)明特定實(shí)施例的描述中，將清楚看出本發(fā) 明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中相似的標(biāo)號(hào)在不同視圖中始終 指代相同的部件。附圖不一定是按比例的，而重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的原 理。
圖1示出了用于執(zhí)行SEU測(cè)試的示例性裝置。 圖2示出了執(zhí)行SEU測(cè)試的示例性方法。
圖3示出了在執(zhí)行時(shí)序邏輯SEU測(cè)試的示例性實(shí)施例中以及組合邏輯 SEU測(cè)試的某些示例性實(shí)施例中使用的掃描鏈電路的代表性部分。 圖4示出了在執(zhí)行組合邏輯SEU測(cè)試時(shí)使用的示例性掃描鏈。 圖5示出了在組合邏輯SEU測(cè)試中使用的示例性掃描單元。
具體實(shí)施例方式
概述
本發(fā)明的某些實(shí)施例提供了改進(jìn)的方法，用于在加速粒子束 (accelerated particle beam)下，利用掃描鏈和鐘控電路元件(clocked circuit element)來針對(duì)SEU進(jìn)行測(cè)試。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種方法，用于在保持時(shí)鐘工作的同時(shí)測(cè)試 諸如觸發(fā)器之類的時(shí)序邏輯元件。在該方法中，IC器件內(nèi)的各種觸發(fā)器在 掃描鏈內(nèi)被串行鏈接在一起并被串行填充數(shù)據(jù)的測(cè)試樣式。觸發(fā)器隨后被 配置為進(jìn)入反饋環(huán)中，從而使得它們?cè)诒粫r(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的同時(shí)保持它們的值， 除非發(fā)生諸如SEU之類的差錯(cuò)。然后，IC器件被放置在諸如高能中子束 之類的加速粒子束下。觸發(fā)器被掃描輸出，并且由此得到的數(shù)據(jù)被與測(cè)試 樣式相比較，以對(duì)SEU進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后，通過降低觀察到的率以考慮加速 的束內(nèi)的通量增大，可以計(jì)算正常粒子通量下的SEU數(shù)據(jù)率。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于測(cè)試組合邏輯元件的方法。在該 方法中，IC器件內(nèi)的若干個(gè)觸發(fā)器被配置為向待測(cè)試的組合邏輯提供測(cè)試 樣式作為輸入。該邏輯向布置成掃描鏈的另一組觸發(fā)器輸出。該掃描鏈被 配置為捕捉響應(yīng)于組合邏輯內(nèi)由于SEU而形成的瞬時(shí)脈沖而由組合邏輯輸 出的瞬時(shí)脈沖差錯(cuò)。加速粒子束被對(duì)準(zhǔn)IC器件。然后，掃描鏈被掃描輸
出并且數(shù)據(jù)被與期望值相比較。隨后可像前一方法中那樣計(jì)算SEU差錯(cuò)。 但是，時(shí)序邏輯內(nèi)的SEU必須也被考慮。
某些實(shí)施例還涉及用于組合邏輯測(cè)試中的掃描單元、用于執(zhí)行SEU測(cè) 試的裝置、以及用于基于SEU測(cè)試結(jié)果來選擇代工廠(foundry)的方法。
對(duì)示例性實(shí)施例的描述 本發(fā)明的某些實(shí)施例涉及一種用于利用加速粒子束和鐘控掃描鏈電路 來測(cè)試IC器件中的SEU的方法。 一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于通過以下方式 來針對(duì)SEU對(duì)時(shí)序邏輯進(jìn)行測(cè)試的方法將輸入數(shù)據(jù)掃描到掃描鏈中，在 掃描鏈被鐘控的同時(shí)向IC器件施加粒子束，然后掃描出數(shù)據(jù)并且將其與 輸入數(shù)據(jù)相比較。另一個(gè)實(shí)施例涉及一種通過以下方式來測(cè)試組合邏輯的
方法將數(shù)據(jù)掃描到輸入掃描鏈中，將輸入掃描鏈的輸出饋送到待測(cè)組合
邏輯中，將組合邏輯的輸出饋送到輸出掃描鏈中，向IC器件施加粒子 束，然后從輸出掃描鏈中掃描出數(shù)據(jù)并將其與期望值相比較。實(shí)施例還涉 及對(duì)這些方法的進(jìn)一步改善，以及用于組合邏輯測(cè)試中的掃描單元、用于 實(shí)現(xiàn)這些方法的裝置、以及用于選擇具有較低SEU差錯(cuò)率的用來生產(chǎn)芯片 的代工廠的方法。
圖1示出了用于針對(duì)SEU對(duì)IC器件2 (例如微處理器)進(jìn)行測(cè)試的 裝置50。 IC器件2被放置在加速粒子束源4旁邊，該加速粒子束源4被配 置為對(duì)著IC器件2發(fā)射加速粒子束6。加速粒子束6例如可由高能中子組 成。
IC器件2包含掃描鏈電路8，該掃描鏈電路8包括觸發(fā)器lO-l...lO-n
(統(tǒng)稱為觸發(fā)器10)。(掃描鏈電路是IC器件中的包含至少一個(gè)掃描鏈的電路，該掃描鏈包含串行連接的觸發(fā)器)。IC器件2還包含時(shí)鐘20，
該時(shí)鐘20驅(qū)動(dòng)觸發(fā)器10。
SEU測(cè)試控制器30連接到粒子束源4以及掃描鏈8和時(shí)鐘20。 SEU 測(cè)試控制器30被示為存在于IC器件2本身之內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中， SEU測(cè)試控制器30可存在于IC器件2之外。
圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例用于操作裝置50的方法。根據(jù)該實(shí)施 例，SEU測(cè)試控制器30將測(cè)試樣式輸入到掃描鏈電路8中。(步驟 1000) 。 SEU測(cè)試控制器30隨后指示粒子束源4對(duì)著IC器件2發(fā)射加速 粒子束6，該發(fā)射持續(xù)所設(shè)置的一段時(shí)間。同時(shí)，SEU測(cè)試控制器30指示 時(shí)鐘20輸出時(shí)鐘信號(hào)以驅(qū)動(dòng)觸發(fā)器10。(步驟1010)。在加速粒子束6 終止之后，SEU測(cè)試控制器30從掃描鏈電路8讀取數(shù)據(jù)，并且判定從掃 描鏈電路8讀出的數(shù)據(jù)是否正確，或者它是否已被由加速粒子束6引起的 SEU所更改。SEU測(cè)試控制器30對(duì)差錯(cuò)的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)并且基于檢測(cè)到 的差錯(cuò)數(shù)目和加速粒子束6的粒子通量來生成標(biāo)準(zhǔn)基態(tài)能級(jí)粒子通量 (ground-level particle flux )下的SEU差錯(cuò)率。(步驟1020 )。
剛才描述的一般方法的示例性實(shí)施例一般分成兩個(gè)類別(1)針對(duì)
SEU對(duì)時(shí)序邏輯進(jìn)行測(cè)試的實(shí)施例，以及(2)針對(duì)SEU對(duì)組合邏輯進(jìn)行 測(cè)試的實(shí)施例。
圖3示出了用于IC器件2中以測(cè)試時(shí)序邏輯中的SEU的掃描鏈電路 8的一部分。在該實(shí)施例中，掃描鏈電路8只包含單個(gè)掃描鏈108。如圖2 所示，觸發(fā)器112可以是IC器件2的設(shè)計(jì)內(nèi)的能工作的觸發(fā)器，其與IC 器件2的其他邏輯元件118相接口。因此，添加了附加電路114和信號(hào) SE，以使觸發(fā)器112在標(biāo)準(zhǔn)IC器件邏輯內(nèi)和掃描鏈108內(nèi)都能工作。觸 發(fā)器112也可以專用于執(zhí)行SEU測(cè)試，在這種情況下，不需要其他邏輯元 件118以及附加電路114和信號(hào)SE。在這種情況下，每個(gè)復(fù)用器116的輸 出可以直接饋送到觸發(fā)器112的D輸入中。
在圖3所示的實(shí)施例中，由1和0構(gòu)成的初始數(shù)據(jù)樣式被輸入到掃描 鏈108中?？梢岳米詣?dòng)測(cè)試樣式生成(ATPG)工具來選擇該初始數(shù)據(jù) 樣式。因?yàn)槊總€(gè)觸發(fā)器112的初始值可以影響SEU差錯(cuò)率，因此，理想情
13況下SEU測(cè)試應(yīng)當(dāng)被執(zhí)行至少兩次。每個(gè)觸發(fā)器112在這兩次測(cè)試中應(yīng)當(dāng) 具有相反的初始值。
為了將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到掃描鏈108中，使能掃描模式。這是通過
將掃描使能信號(hào)SE設(shè)置為高并將移位/保持信號(hào)SH1設(shè)置為低來實(shí)現(xiàn)的。 這將使得復(fù)用器116、 118將串行輸入SI傳送到每個(gè)觸發(fā)器112的數(shù)據(jù)輸 入D中。初始數(shù)據(jù)樣式隨后可被串行讀取到掃描鏈108中，每個(gè)時(shí)鐘周期 讀取一個(gè)值。 一旦初始數(shù)據(jù)樣式已被讀取到掃描鏈108中，初始數(shù)據(jù)樣式 就被存儲(chǔ)在掃描鏈108中。這是通過斷言(assert)移位/保持信號(hào)SH1來 實(shí)現(xiàn)的。這樣就指示了復(fù)用器116選擇每個(gè)觸發(fā)器112的輸出信號(hào)Q，而 不是串行輸入信號(hào)SI。由于掃描使能信號(hào)SE仍被斷言，每個(gè)觸發(fā)器112 因此將會(huì)把其自己的輸出信號(hào)Q傳送回其自己的數(shù)據(jù)輸入D中。這使得掃 描鏈108即使在時(shí)鐘信號(hào)C持續(xù)正常工作(按所設(shè)置的頻率(例如500 MHz)振蕩)時(shí)也可以保持初始數(shù)據(jù)樣式。
此時(shí)，SEU測(cè)試可以開始。加速粒子束6被對(duì)準(zhǔn)IC器件2。(這樣做 是因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)基態(tài)能級(jí)通量下，可能干擾IC器件的正常工作的高能粒子 只會(huì)很不頻繁地撞擊IC器件)。束6中的一些加速粒子隨后可撞擊某一 觸發(fā)器112，并且使得存儲(chǔ)在該觸發(fā)器112中的值自發(fā)地從0反轉(zhuǎn)到1或 從1反轉(zhuǎn)到0。因?yàn)榇鎯?chǔ)在每個(gè)觸發(fā)器112中的值在輸出信號(hào)Q中從該觸 發(fā)器112輸出，并且因?yàn)檩敵鲂盘?hào)Q被傳送回該觸發(fā)器112的數(shù)據(jù)輸入 D，如上所述，所以新反轉(zhuǎn)的值在下一時(shí)鐘周期時(shí)將被輸入回觸發(fā)器112 中，從而即使在時(shí)鐘運(yùn)行時(shí)也保存反轉(zhuǎn)的值。
在足夠長(zhǎng)時(shí)間地運(yùn)行粒子束從而在掃描鏈108內(nèi)引起數(shù)目在統(tǒng)計(jì)上有 效的SEU差錯(cuò)之后，束被關(guān)斷。掃描鏈108隨后被讀出。這是通過解除對(duì) 移位/保持信號(hào)SH1的斷言并且記錄每一個(gè)時(shí)鐘周期在掃描鏈108的末端 處輸出的值來實(shí)現(xiàn)的。這產(chǎn)生了輸出數(shù)據(jù)樣式。
SEU測(cè)試控制器30比較初始數(shù)據(jù)樣式和輸出數(shù)據(jù)樣式，并且對(duì)兩個(gè) 樣式之間的差別進(jìn)行計(jì)數(shù)。存在若干種比較這些樣式的方式。在一個(gè)實(shí)施 例中，在從掃描鏈108中掃描出輸出數(shù)據(jù)樣式中的每一個(gè)值時(shí)(每時(shí)鐘周 期一個(gè)值)，可將該值與初始樣式中的相應(yīng)值相比較。在該實(shí)施例中，每次比較在一個(gè)時(shí)鐘周期中執(zhí)行。在另一種實(shí)施例中，可將輸出數(shù)據(jù)樣式存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)緩沖器中。然后可將存儲(chǔ)緩沖器中的值并行地與初始數(shù)據(jù)樣式相 比較。
一旦SEU測(cè)試控制器30比較了樣式并對(duì)差別數(shù)目進(jìn)行了計(jì)數(shù)，SEU 測(cè)試控制器30隨后就可將差別數(shù)目轉(zhuǎn)換成IC器件2內(nèi)的時(shí)序邏輯(即， 觸發(fā)器112)的SEU差錯(cuò)率。
例如，掃描鏈108可能具有500,000個(gè)觸發(fā)器112。如果粒子束6被對(duì) 準(zhǔn)IC器件1小時(shí)并且1,000個(gè)觸發(fā)器反轉(zhuǎn)了值，那么高通量下的SEU差 錯(cuò)率可被表達(dá)為每小時(shí)每百萬觸發(fā)器(MFF) 2,000個(gè)差錯(cuò)。按標(biāo)準(zhǔn)FIT (時(shí)間中的失效，F(xiàn)ailure in Time)記數(shù)法來表達(dá)，這是2萬億FIT每MFF (其中1FIT是IO億小時(shí)中l(wèi)個(gè)差錯(cuò))。如果該粒子束具有比標(biāo)準(zhǔn)基態(tài)能 級(jí)通量高40億倍的通量，那么標(biāo)準(zhǔn)基態(tài)能級(jí)通量下的SEU差錯(cuò)率將為 500 FIT每MFF。
雖然存在傳統(tǒng)的利用掃描鏈來測(cè)試時(shí)序邏輯的方法，但是該方法是效 率低下的，因?yàn)樗窃趻呙桄溛幢荤娍氐那闆r下執(zhí)行測(cè)試的。雖然該傳統(tǒng) 方法確實(shí)測(cè)量了時(shí)序邏輯的靜態(tài)SEU差錯(cuò)率，但是它卻沒有測(cè)量在時(shí)序邏 輯被時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)時(shí)的差錯(cuò)率，這可能引起很大的差別。與上述傳統(tǒng)方法不 同，以上說明的示例性實(shí)施例利用鐘控的掃描鏈來對(duì)時(shí)序邏輯中的SEU進(jìn) 行測(cè)試。由于時(shí)序邏輯通常是被時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的，因此該示例性實(shí)施例與傳統(tǒng) 方法相比對(duì)于時(shí)序邏輯提供了更準(zhǔn)確的SEU測(cè)試結(jié)果。
圖4示出了另一種實(shí)施例。圖4示出了用于IC器件2中以測(cè)試組合邏 輯中的SEU的掃描鏈電路8 (參見圖l)。
當(dāng)粒子撞擊IC器件2中的組合邏輯的區(qū)域時(shí)，這可能引起持續(xù)例如 幾百皮秒的瞬時(shí)脈沖。該瞬時(shí)脈沖可能傳播經(jīng)過組合邏輯，從而可能在組 合邏輯的輸出中引起一個(gè)或多個(gè)瞬時(shí)脈沖。如果這些輸出饋送到拾取瞬時(shí) 脈沖的邏輯中，則這些輸出中的瞬時(shí)脈沖可能引起差錯(cuò)。如果組合邏輯饋 送到被鐘控的時(shí)序邏輯(例如觸發(fā)器)中，那么時(shí)序邏輯拾取差錯(cuò)的概率 取決于瞬時(shí)脈沖的強(qiáng)度、瞬時(shí)脈沖的相對(duì)長(zhǎng)度和時(shí)鐘信號(hào)，以及觸發(fā)器的 建立和保持時(shí)間。 一般來說，如果瞬時(shí)脈沖長(zhǎng)度長(zhǎng)于時(shí)鐘周期長(zhǎng)度(只要瞬時(shí)脈沖足夠強(qiáng))，觸發(fā)器幾乎肯定會(huì)拾取差錯(cuò)。如果瞬時(shí)脈沖長(zhǎng)度短于 時(shí)鐘周期，則有可能瞬時(shí)脈沖將不會(huì)被拾取。隨著時(shí)鐘速度增大并且工作 電壓降低，更多的瞬時(shí)脈沖會(huì)成為IC器件中的差錯(cuò)。
圖4示出了具有兩個(gè)掃描鏈202、 204的掃描鏈電路208。第一掃描鏈 是輸入掃描鏈202，其結(jié)構(gòu)類似于圖3的掃描鏈108。第二掃描鏈?zhǔn)禽敵?掃描鏈204。輸出掃描鏈204具有與掃描鏈202不同的結(jié)構(gòu)。每個(gè)掃描鏈 202、 204包括串行連接的掃描單元210、 212。掃描單元是也可具有某種 附加電路的觸發(fā)器。輸入掃描鏈202的掃描單元210 (以下稱為輸入掃描 單元210)包括觸發(fā)器112和兩種復(fù)用器114、 116以及各種控制信號(hào)，如 圖3所示。輸出掃描鏈204的掃描單元212 (以下稱為輸出掃描單元 212)將在下文中詳細(xì)描述。
輸入掃描單元210的每個(gè)輸出連接到某組組合邏輯的一個(gè)輸入。每組 組合邏輯可被稱為一個(gè)邏輯錐(logic cone)。圖4示出了三個(gè)邏輯錐 214(a)、 214(b)和214(c)。如圖4所示， 一些邏輯錐可能交疊，共享一些輸 入和/或電路(例如，邏輯錐214(a)和214(b)在圖4中是交疊的)。邏輯錐 214是對(duì)若干個(gè)輸入執(zhí)行操作并且產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)輸出的一組組合邏輯。 通常，邏輯錐214的輸入比輸出更多。例如，8比特加法器可以是具有16 個(gè)輸入和8個(gè)輸出的邏輯錐214。其輸入由輸入掃描單元210饋送的每個(gè) 邏輯錐214的輸出連接到輸出掃描單元212的輸入。
輸出掃描鏈204被配置為接收來自邏輯錐214的數(shù)據(jù)并且在每一個(gè)時(shí) 鐘周期不斷地更新該數(shù)據(jù)。但是，如果在邏輯錐214的組合邏輯內(nèi)發(fā)生 SEU，那么將發(fā)生可能傳播到邏輯錐214的輸出之一的瞬時(shí)脈沖。在該情 況下，附接到該邏輯錐214輸出端的輸出掃描單元212被配置為捕捉該差 錯(cuò)并不再接受來自該邏輯錐214的任何輸入。
圖5示出了圖4的輸出掃描單元212的一個(gè)實(shí)施例。輸出掃描單元 212包括D觸發(fā)器312以及用于控制該觸發(fā)器的各種電路元件和控制信 號(hào)。取代從標(biāo)準(zhǔn)D觸發(fā)器312構(gòu)建輸出掃描單元212，也可以從掃描D觸 發(fā)器310構(gòu)建輸出掃描單元。后一種結(jié)構(gòu)消除了對(duì)一個(gè)復(fù)用器314的需 要，因?yàn)樵搹?fù)用器被內(nèi)置于標(biāo)準(zhǔn)的掃描D觸發(fā)器310中。上面提到的各種電路元件包括兩個(gè)復(fù)用器314、 316、 OR (或)邏輯 門322、 AND (與)邏輯門320禾卩XOR (異或)邏輯門318。掃描單元 212的輸入包括掃描使能信號(hào)SE、時(shí)鐘信號(hào)C、移位/保持信號(hào)SH2、捕捉 控制信號(hào)CC、數(shù)據(jù)輸入信號(hào)DI、以及串行輸入信號(hào)SI。輸出信號(hào)Q輸出 到輸出線Out，并且輸出到串行輸出信號(hào)SQ。
SEU測(cè)試控制器30 (參見圖1)通過首先將輸入數(shù)據(jù)樣式掃描到輸入 掃描鏈202中來操作圖4和圖5的裝置。移位/保持信號(hào)SH1隨后被斷言， 以將輸入數(shù)據(jù)樣式的值保持在輸入掃描鏈202中。由于輸入掃描單元210 的輸出饋送到邏輯錐214的輸入中，因此輸入數(shù)據(jù)樣式將被饋送到邏輯錐 214的輸入中。該數(shù)據(jù)隨后將傳播經(jīng)過邏輯錐，并且產(chǎn)生與輸入數(shù)據(jù)樣式 相關(guān)聯(lián)的結(jié)果數(shù)據(jù)樣式。結(jié)果數(shù)據(jù)樣式中的值將對(duì)應(yīng)于邏輯錐214的輸 出，并且因此將會(huì)輸入到輸出掃描單元212的數(shù)據(jù)輸入DI中。SEU測(cè)試 控制器30應(yīng)當(dāng)不對(duì)輸出掃描鏈204的掃描使能信號(hào)SE斷言，并且對(duì)移位/ 保持信號(hào)SH2斷言，從而使得數(shù)據(jù)輸入DI將饋送觸發(fā)器312的輸入D。 一旦結(jié)果數(shù)據(jù)樣式被輸入到輸出掃描單元212中，該數(shù)據(jù)樣式就將形成輸 出掃描鏈204的初始數(shù)據(jù)樣式。
此時(shí)，SEU測(cè)試控制器30應(yīng)當(dāng)將捕捉控制信號(hào)CC設(shè)置到0或1 ，并 將移位/保持信號(hào)SH2設(shè)置到1。 SEU測(cè)試控制器30還應(yīng)當(dāng)使加速粒子束 6對(duì)準(zhǔn)IC器件2。時(shí)鐘20此時(shí)應(yīng)當(dāng)正在運(yùn)行。 一旦完成了這些，輸出掃描 單元212就被配置為捕捉任何與捕捉控制信號(hào)CC的值不同的值。例如， 假定捕捉控制信號(hào)CC的值為0，并且輸入到觸發(fā)器312中的數(shù)據(jù)輸入DI 最初為0。觸發(fā)器312于是也具有存儲(chǔ)值0。掃描單元212將在每個(gè)時(shí)鐘 周期的上升沿捕捉來自邏輯錐的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)DI。如果在某個(gè)時(shí)刻在相關(guān) 聯(lián)的邏輯錐214內(nèi)發(fā)生SEU并且值為1的瞬時(shí)脈沖向外傳播到數(shù)據(jù)輸入信 號(hào)DI，那么如果在該瞬時(shí)脈沖期間發(fā)生時(shí)鐘轉(zhuǎn)變，觸發(fā)器312將會(huì)把其存 儲(chǔ)的值改變到1。觸發(fā)器的輸出Q于是將為1，并且XOR邏輯門318的輸 出將變?yōu)? (因?yàn)? XOR 0=1)，并且該1將會(huì)傳播經(jīng)過控制邏輯，從而 使得復(fù)用器314將復(fù)用器316的輸出傳送到觸發(fā)器312的輸入端口 D中， 而不是將數(shù)據(jù)輸入信號(hào)DI傳送到觸發(fā)器312的輸入端口 D。因?yàn)閽呙枋鼓苄盘?hào)SE未被斷言，所以復(fù)用器316將會(huì)把觸發(fā)器312的輸出Q傳送到觸發(fā)器312的輸入端口 D中，從而使得觸發(fā)器312捕捉瞬時(shí)值1，而不是初始值0。這樣，掃描單元212捕捉到了具有與捕捉控制信號(hào)CC相反的值的瞬時(shí)脈沖。
在加速粒子束6已被對(duì)準(zhǔn)IC器件達(dá)所設(shè)置的一段時(shí)間之后，SEU測(cè)試控制器30可以將其關(guān)斷，然后從輸出掃描鏈204中讀出數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被稱為輸出數(shù)據(jù)樣式，并且將類似于初始數(shù)據(jù)樣式，但是它有可能會(huì)具有由SEU引起的某些差別。為了從輸出掃描鏈204中讀出輸出數(shù)據(jù)樣式，掃描使能信號(hào)SE被斷言，從而使得輸出數(shù)據(jù)樣式可被從輸出掃描鏈204中掃描出。在輸出掃描鏈204的末端處輸出的值在每一個(gè)時(shí)鐘周期被記錄。這產(chǎn)生了輸出數(shù)據(jù)樣式。
SEU測(cè)試控制器30隨后比較初始數(shù)據(jù)樣式和輸出數(shù)據(jù)樣式，并且對(duì)兩個(gè)樣式之間的差別進(jìn)行計(jì)數(shù)。存在若干種比較這些樣式的方式。在一個(gè)實(shí)施例中，在從輸出掃描鏈204中掃描出輸出數(shù)據(jù)樣式中的每一個(gè)值時(shí)(每時(shí)鐘周期一個(gè)值)，可將該值與初始樣式中的相應(yīng)值相比較。在該實(shí)施例中，每次比較是在一個(gè)時(shí)鐘周期中執(zhí)行的。在另一種實(shí)施例中，可將輸出數(shù)據(jù)樣式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)緩沖器中。然后可將存儲(chǔ)緩沖器中的值并行地與初始數(shù)據(jù)樣式相比較。
一旦比較了樣式并對(duì)差別數(shù)目進(jìn)行了計(jì)數(shù)，SEU測(cè)試控制器30就可將差別數(shù)目轉(zhuǎn)換成IC器件2內(nèi)的組合邏輯(即，邏輯錐214內(nèi)的邏輯)的SEU差錯(cuò)率。但是，因?yàn)槿鐖D5所示的輸出掃描單元212僅能夠記錄從0到1或從1到0 (取決于捕捉控制信號(hào)CC的值)的轉(zhuǎn)變，所以整個(gè)測(cè)試應(yīng)當(dāng)被再執(zhí)行一次，在第二次將捕捉控制信號(hào)CC設(shè)置為與第一次相反的值。然后可將兩個(gè)差錯(cuò)率相加在一起，以為IC器件內(nèi)的組合邏輯產(chǎn)生更準(zhǔn)確的SEU差錯(cuò)率。
在理想情況下，被掃描到輸入掃描鏈202中的輸入數(shù)據(jù)樣式將利用ATPG工具來產(chǎn)生。ATPG過程應(yīng)當(dāng)考慮各種輸入在經(jīng)過每個(gè)邏輯錐214時(shí)可能采取的路徑，以確保每個(gè)邏輯錐214內(nèi)的邏輯內(nèi)的所有路徑都被運(yùn)用，以便所有SEU都被捕捉。這可能要求利用若干不同的數(shù)據(jù)樣式來多次運(yùn)行測(cè)試，并對(duì)結(jié)果取平均。例如，如果邏輯錐214之一是8比特加法
器，那么為了運(yùn)用邏輯錐214內(nèi)的所有數(shù)據(jù)路徑，將需要兩個(gè)初始數(shù)據(jù)樣
式。 一個(gè)初始數(shù)據(jù)樣式將由全o構(gòu)成(將o與o相加)。另一個(gè)初始數(shù)據(jù)
樣式于是可由全l構(gòu)成(將255與255相加)。SEU測(cè)試被運(yùn)行兩次-每個(gè)輸入數(shù)據(jù)樣式一次(每次測(cè)試由兩次暴露(exposure)和比較構(gòu)成，捕捉控制信號(hào)CC的每個(gè)值一次)。如果使用帶有捕捉控制的輸出掃描單元212，那么還需要另外兩次測(cè)試，以捕捉l到0轉(zhuǎn)變以及0到l轉(zhuǎn)變。更復(fù)雜的邏輯錐可能需要更多的測(cè)試。
也可使用ATPG來生成初始數(shù)據(jù)樣式。 一旦己經(jīng)生成了輸入數(shù)據(jù)樣式，預(yù)先計(jì)算邏輯錐的期望輸出以形成初始數(shù)據(jù)樣式就只是一件小事了。該初始數(shù)據(jù)樣式隨后可被保存在存儲(chǔ)緩沖器中并在測(cè)試之后被與輸出數(shù)據(jù)樣式相比較。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以實(shí)時(shí)(cm the fly)計(jì)算初始數(shù)據(jù)樣式。在SEU測(cè)試控制器30將輸入數(shù)據(jù)樣式掃描到輸入掃描鏈202中并且這些值有機(jī)會(huì)傳播經(jīng)過邏輯錐214之后，SEU測(cè)試控制器30可以掃描出輸出掃描鏈204，并且將所得到的輸入掃描鏈保存在存儲(chǔ)緩沖器中。然后可以根據(jù)邏輯錐214的輸出重新填充輸出掃描鏈204，并且施加粒子束6。然后可將輸出數(shù)據(jù)樣式與已存儲(chǔ)在存儲(chǔ)緩沖器中的初始數(shù)據(jù)樣式相比較。
在另一個(gè)實(shí)施例中，SEU測(cè)試控制器30可以在粒子束6被施加之后掃描出輸入掃描鏈202。 SEU測(cè)試控制器30隨后可以將從輸入掃描鏈202中掃描出的值與輸入數(shù)據(jù)樣式相比較。如果檢測(cè)到差別，則有可能在輸入觸發(fā)器210之一之中而不是邏輯錐214本身之中發(fā)生了 SEU。這樣，有可能與經(jīng)歷SEU的輸入觸發(fā)器210連接到同一邏輯錐214的輸出觸發(fā)器212中的所有或許多將會(huì)具有不是由組合邏輯中的SEU導(dǎo)致的遭破壞的數(shù)據(jù)。如果發(fā)生這種情況，那么IC器件內(nèi)的組合邏輯的實(shí)際SEU差錯(cuò)率可能低于測(cè)試結(jié)果。SEU測(cè)試控制器30可以通過以下方式來對(duì)此進(jìn)行校正如果在饋送特定邏輯錐214的輸入觸發(fā)器210中檢測(cè)到SEU，則排除與該邏輯錐214相關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)。為了提高該實(shí)施例的效率，第一和第二掃描鏈202、 204兩者可被組合成一條長(zhǎng)的掃描鏈206。該長(zhǎng)掃描鏈206隨后可在一次操作中被掃描輸入和/或掃描輸出。該長(zhǎng)掃描鏈206的輸入信號(hào)是
DI一0，輸出信號(hào)是DO—0。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可同時(shí)執(zhí)行組合邏輯SEU測(cè)試和時(shí)序邏輯SEU測(cè)試。在這種情況下，SEU測(cè)試控制器30可以將多個(gè)輸入數(shù)據(jù)樣式和初始數(shù)據(jù)樣式掃描到多個(gè)掃描鏈中，并且同時(shí)執(zhí)行多個(gè)測(cè)試。也可在同一掃描鏈內(nèi)運(yùn)行多個(gè)測(cè)試。例如， 一個(gè)掃描鏈可能具有30,000個(gè)觸發(fā)器，其中的10,000個(gè)可以是用于組合邏輯SEU測(cè)試的輸入觸發(fā)器210，其中的1,000個(gè)可以是用于組合邏輯SEU測(cè)試的輸出觸發(fā)器212，并且其中的19,000個(gè)可以是用于時(shí)序邏輯SEU測(cè)試的觸發(fā)器112。
實(shí)施例相對(duì)于傳統(tǒng)的用于針對(duì)SEU進(jìn)行測(cè)試的方法產(chǎn)生了改進(jìn)。傳統(tǒng)方法在正常模式下操作IC器件2，同時(shí)測(cè)試器件的一些部分以找出差錯(cuò)。這些方法具有引腳數(shù)目較高的缺陷。為了在運(yùn)行的同時(shí)測(cè)試器件2，必須在器件2執(zhí)行不同電路操作的同時(shí)在器件2內(nèi)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)處對(duì)信號(hào)采樣。為了在許多節(jié)點(diǎn)處對(duì)器件2采樣以檢測(cè)所有差錯(cuò)，必須使用大量引腳來對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)采樣。此外，器件2必須在執(zhí)行各種各樣的不同應(yīng)用的同時(shí)運(yùn)行。另外，取決于它們的結(jié)構(gòu)，器件2內(nèi)的不同電路將會(huì)有不同的SEU差錯(cuò)率，從而使得結(jié)果很難比較。與之不同，實(shí)施例通過減少引腳數(shù)目并且允許對(duì)在平臺(tái)之間相當(dāng)?shù)奶囟娐飞系臏y(cè)試進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，從而相對(duì)于傳統(tǒng)方法有了改進(jìn)。
另一個(gè)實(shí)施例是用于基于相對(duì)SEU差錯(cuò)率來選擇代工廠的方法。為了確定均使用相同電路幾何結(jié)構(gòu)的兩個(gè)代工廠中的哪一個(gè)生產(chǎn)出對(duì)SEU有更大抵抗力的IC芯片，首先必須設(shè)計(jì)一個(gè)芯片。該芯片可以是添加了少量測(cè)試電路的、打算用于某個(gè)應(yīng)用中的IC器件，或者它可以是板上只有測(cè)試電路的IC器件。然后在兩個(gè)代工廠都制造該芯片，并且利用上述方法來針對(duì)SEU對(duì)每個(gè)芯片進(jìn)行測(cè)試。其芯片產(chǎn)生較低SEU差錯(cuò)率的代工廠是生產(chǎn)對(duì)SEU的抵抗力更大的IC器件(例如測(cè)試芯片)的代工廠。
雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)明白，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
20例如，雖然IC器件2通常是電子微處理器，但是本發(fā)明也可被應(yīng)用到利用另一種技術(shù)來制作的IC器件2，例如光邏輯器件。本發(fā)明也不一定
要被應(yīng)用到微處理器，而是可被應(yīng)用到任何數(shù)字邏輯器件，例如FPGA或DSP。
又例如，雖然上述實(shí)施例向IC器件2施加加速粒子束6，但是也可將若干種高能量束中的任何其他高能量束指向IC器件。例如，也可使用重離子輻射或高能量質(zhì)子的束。類似地，也可使用未被加速的高能阿爾法粒子或熱中子束。
又例如，IC器件2可以包含多個(gè)掃描鏈電路8。在這種情況下，SEU測(cè)試控制器30可以同時(shí)對(duì)多個(gè)掃描鏈進(jìn)行加載和卸載，而不是分別對(duì)各個(gè)掃描鏈電路進(jìn)行加載和卸載。
又例如，與IC器件2類似的多個(gè)IC器件可被用于加速粒子束6下的SEU測(cè)試。在這種情況下，掃描鏈電路8被配置成可以串行連接在多個(gè)IC器件之間。它們可由單個(gè)SEU測(cè)試控制器30控制，或者它們可由不同的SEU測(cè)試控制器30并行控制。
另外，應(yīng)當(dāng)注意，SEU測(cè)試控制器30可以存在于IC器件2上或者IC器件2之外。如果SEU測(cè)試控制器30存在于IC器件之外，那么其執(zhí)行起來效率可能不那么高，但是它更加不易受差錯(cuò)影響。如果SEU測(cè)試控制器30位于IC器件2上，那么SEU測(cè)試控制器30更易受差錯(cuò)影響。當(dāng)位于IC器件2上時(shí)，SEU測(cè)試控制器30通常將是修改后的掃描測(cè)試控制器。因此，IC器件上的SEU測(cè)試控制器30可能只會(huì)包含3,000量級(jí)的邏輯門，這與標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描和內(nèi)部掃描測(cè)試控制器類似。因?yàn)檫@比起整個(gè)IC器件中的邏輯門來說要少幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此在測(cè)試期間，在SEU測(cè)試控制器30內(nèi)不太可能發(fā)生SEU。如果在測(cè)試期間在SEU測(cè)試控制器30內(nèi)確實(shí)發(fā)生了 SEU，那么結(jié)果將會(huì)如此奇怪，以至于本領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員都能立即明白發(fā)生了什么并忽略相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。但是，如果SEU測(cè)試控制器30位于IC器件之外、不在加速粒子束6的路徑上，那么發(fā)生這個(gè)問題的可能性將小得多。
2權(quán)利要求
1. 一種方法，包括將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到集成電路器件的掃描鏈電路中；在利用時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述掃描鏈電路的同時(shí)向所述集成電路器件施加粒子束以生成輸出數(shù)據(jù)樣式；以及基于所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生成單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率測(cè)試結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描鏈電路包括串聯(lián)連接的一連串觸發(fā)器，所述掃描鏈電 路的每個(gè)觸發(fā)器具有輸入和輸出；并且其中，在利用時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述掃描鏈電路的同時(shí)向所述集成電路器 件施加粒子束以生成輸出數(shù)據(jù)樣式的步驟包括在將來自所述掃描鏈電路內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器的輸出的信號(hào)傳送到該 觸發(fā)器的輸入中的同時(shí)使所述集成電路器件暴露于所述粒子束，每個(gè) 觸發(fā)器被配置為響應(yīng)于所述時(shí)鐘信號(hào)而存儲(chǔ)一個(gè)值，所述時(shí)鐘信號(hào)的 源在工作中。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，每個(gè)觸發(fā)器的輸出連接到第一復(fù)用器的輸入； 其中，所述第一復(fù)用器的輸出連接到第二復(fù)用器的輸入； 其中，所述第二復(fù)用器的輸出連接到所述觸發(fā)器的輸入；并且 其中，將來自所述掃描鏈電路內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器的輸出的信號(hào)傳送到該 觸發(fā)器的輸入中的步驟包括配置所述第一復(fù)用器以讓來自該觸發(fā)器的輸出的信號(hào)通過；以及 配置所述第二復(fù)用器以讓來自所述第一復(fù)用器的輸出的信號(hào)通過。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描鏈電路包括第一掃描鏈和第二掃描鏈，每個(gè)掃描鏈包 括串聯(lián)連接的一連串觸發(fā)器，每個(gè)掃描鏈的每個(gè)觸發(fā)器具有輸入和輸出；其中，所述集成電路器件還包括多組組合邏輯，每組具有輸入和輸 出，所述第一掃描鏈的觸發(fā)器的輸出連接到所述多組組合邏輯的輸入，所 述多組組合邏輯的輸出連接到所述第二掃描鏈的觸發(fā)器的輸入；其中，將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到集成電路器件的掃描鏈電路中的步驟包括將輸入數(shù)據(jù)樣式讀取到所述第一掃描鏈中；配置所述第一掃描鏈的每個(gè)觸發(fā)器以將其輸出傳送到其輸入；以及配置所述第二掃描鏈內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器以接受所述多組組合邏輯中 的一組的輸出作為輸入，所述多組組合邏輯的輸出形成所述初始數(shù)據(jù) 樣式；并且其中，在利用時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述掃描鏈電路的同時(shí)向所述集成電路器 件施加粒子束以生成輸出數(shù)據(jù)樣式的步驟包括在所述第二掃描鏈內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器被配置為接收所述多組組合邏 輯中的一組的輸出作為輸入的同時(shí)使所述集成電路器件暴露于所述粒 子束，但是當(dāng)存儲(chǔ)在所述第二掃描鏈的一個(gè)觸發(fā)器內(nèi)的值改變值時(shí)， 該觸發(fā)器被重新配置以將其輸出傳送到其輸入中并防止所述多組組合 邏輯中的任何一組的輸出到達(dá)該觸發(fā)器的輸入，所述第二掃描鏈的每 個(gè)觸發(fā)器被配置為響應(yīng)于所述時(shí)鐘信號(hào)而存儲(chǔ)一個(gè)值，所述時(shí)鐘信號(hào) 的源在工作中。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中基于所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生成測(cè)試結(jié) 果的步驟包括從所述第一掃描鏈中串行地掃描出數(shù)據(jù)；將從所述第一掃描鏈中掃描出的數(shù)據(jù)與所述輸入數(shù)據(jù)樣式相比較；對(duì)于在從所述第一掃描鏈中掃描到的數(shù)據(jù)和所述輸入數(shù)據(jù)樣式之 間檢測(cè)到的每一個(gè)差別，忽略來自所述第二掃描鏈中與所述第一掃描 鏈中對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的差別的觸發(fā)器連接到同一組組合邏輯的所有觸發(fā)器的數(shù)據(jù)；從所述第二掃描鏈中串行地掃描出所述輸出數(shù)據(jù)樣式，其中排除 被忽略的數(shù)據(jù)；對(duì)排除被忽略的數(shù)據(jù)之后所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式 內(nèi)的相應(yīng)位置之間的差別的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及基于所述差別的數(shù)目為組合邏輯生成所述單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一掃描鏈和第二掃描鏈被串行連接以形成長(zhǎng)的掃描鏈，從而使得所述第一掃描鏈和第二掃描鏈可以 在一次操作中被掃描輸出。
7. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，當(dāng)存儲(chǔ)在所述第二掃描鏈的一個(gè)觸發(fā)器內(nèi)的值改變值時(shí)，該觸 發(fā)器被重新配置以將其輸出傳送到其輸入中并防止所述多組組合邏輯中的 任何一組的輸出到達(dá)該觸發(fā)器的輸入的步驟包括向所述第二掃描鏈中的每一個(gè)觸發(fā)器施加單比特捕捉控制信號(hào)；配置所述第二掃描鏈內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器，以便一旦其輸出值不同于所述捕捉控制信號(hào)就將該輸出值饋送回其輸入中；并且 其中，所述方法還包括再一次重復(fù)整個(gè)方法，其中一次所述捕捉控制 信號(hào)被設(shè)置為0，另一次所述捕捉控制信號(hào)被設(shè)置為1，從而通過將兩次 應(yīng)用所述方法中的每一次得到的差錯(cuò)率相加在一起來計(jì)算單粒子差錯(cuò)率測(cè) 試結(jié)果。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第二掃描鏈內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器 的輸入連接到控制邏輯，該控制邏輯將適當(dāng)?shù)男盘?hào)傳送到該觸發(fā)器的輸 入，該控制邏輯包括-XOR邏輯門； AND邏輯門； OR邏輯門； 第一復(fù)用器；以及 第二復(fù)用器。
9. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到集成電路器件的掃描鏈電路中的步驟還 包括在所述初始數(shù)據(jù)樣式已被輸入以使得初始數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在期望緩沖器中之后從所述第二掃描鏈中串行地掃描出數(shù)據(jù)；以及重新配置所述第二掃描鏈內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器，以接受所述多組組合 邏輯中的一組的輸出作為輸入；并且其中，基于所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生成 單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率測(cè)試結(jié)果的步驟包括從所述第二掃描鏈中串行地掃描出所述輸出數(shù)據(jù)樣式； 對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述期望緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)之間的差別的數(shù) 目進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及基于所述差別的數(shù)目來為組合邏輯生成所述單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率。
10. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述輸入數(shù)據(jù)樣式是利用自動(dòng)測(cè)試樣式生成過程來產(chǎn)生的；其中，所述初始數(shù)據(jù)樣式是通過計(jì)算期望由于所述輸入數(shù)據(jù)樣式被饋 送經(jīng)過所述多組組合邏輯而將得到的值來產(chǎn)生的，所述期望值是在所述自 動(dòng)測(cè)試樣式生成過程中預(yù)先計(jì)算的，所述期望值被存儲(chǔ)在所述期望緩沖器中；并且其中，基于所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生成 單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率測(cè)試結(jié)果的步驟包括從所述第二掃描鏈中串行地掃描出所述輸出數(shù)據(jù)樣式； 對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述期望緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)之間的差別的數(shù) 目進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及基于所述差別的數(shù)目來為組合邏輯生成所述單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述集成電路器件是在第一代工廠中制作的； 其中，所述方法還包括將所述初始數(shù)據(jù)樣式輸入到另一集成電路器件的掃描鏈電路中， 所述另一集成電路器件是在第二代工廠處制作的，每個(gè)集成電路器件具有基本上相同的設(shè)計(jì)；在利用時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述另一集成電路器件的掃描鏈電路的同時(shí) 向所述另一集成電路器件施加粒子束以生成另 一輸出數(shù)據(jù)樣式；基于所述另一輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生成另一測(cè)試結(jié)果；以及選擇生產(chǎn)具有較低的單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率的集成電路器件的代工廠。
12. —種用于測(cè)試集成電路器件的單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率的裝置，該裝置 包括粒子束源，該粒子束源被對(duì)準(zhǔn)所述集成電路器件； 控制邏輯，該控制邏輯被配置為將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到集成電路器件的掃描鏈電路中； 在利用時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述掃描鏈電路的同時(shí)向所述集成電路器件 施加來自所述粒子束源的粒子束以生成輸出數(shù)據(jù)樣式；以及基于所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生成單 粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率測(cè)試結(jié)果。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述掃描鏈電路包括第一掃描鏈和第二掃描鏈，每個(gè)掃描鏈包 括串聯(lián)連接的一連串觸發(fā)器，掃描鏈的每個(gè)觸發(fā)器具有輸入和輸出；其中，被配置為將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到集成電路器件的掃描鏈電路中 的控制邏輯包括被配置為執(zhí)行以下操作的控制邏輯將輸入數(shù)據(jù)樣式掃描到所述集成電路器件上的第一掃描鏈中，所 述第一掃描鏈中的觸發(fā)器的輸出連接到所述集成電路器件上的多組組 合邏輯的輸入，所述多組組合邏輯輸出到所述集成電路器件上的第二 掃描鏈的觸發(fā)器的輸入中，所述多組組合邏輯的輸出形成所述初始數(shù) 據(jù)樣式；其中，被配置為在利用時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述掃描鏈電路的同時(shí)向所述集 成電路器件施加來自所述粒子束源的粒子束以生成輸出數(shù)據(jù)樣式的控制邏 輯包括被配置為執(zhí)行以下操作的控制邏輯在所述時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第二掃描鏈上的觸發(fā)器的同時(shí)將所述粒 子束源激活達(dá)所設(shè)置的一段時(shí)間；并且其中，被配置為基于所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比 較來生成單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率測(cè)試結(jié)果的控制邏輯包括被配置為執(zhí)行以下操 作的控制邏輯；從所述第二掃描鏈中掃描出所述輸出數(shù)據(jù)樣式；以及對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的差別的數(shù)目進(jìn)行 計(jì)數(shù)以生成組合邏輯單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中被配置為基于所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生 成單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率測(cè)試結(jié)果的控制邏輯還包括被配置為執(zhí)行以下操作的控制邏輯從所述第一掃描鏈中串行地掃描出數(shù)據(jù)；將從所述第一掃描鏈中掃描出的數(shù)據(jù)與所述輸入數(shù)據(jù)樣式相比較；對(duì)于檢測(cè)到的每一個(gè)輸入差別，忽略來自所述第二掃描鏈中與所 述第一掃描鏈中對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的差別的觸發(fā)器連接到同一組組合邏輯 的所有觸發(fā)器的數(shù)據(jù)。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，被配置為從所述第一掃描鏈中 串行地掃描出數(shù)據(jù)的控制邏輯被配置為從長(zhǎng)掃描鏈中串行地掃描出數(shù)據(jù)， 該長(zhǎng)掃描鏈包括彼此串行連接的所述第一掃描鏈和第二掃描鏈。
16. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，被配置為在所述時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng) 所述第二掃描鏈上的觸發(fā)器的同時(shí)將所述粒子束源激活達(dá)所設(shè)置的一段時(shí) 間的控制邏輯包括被配置為執(zhí)行以下操作的控制邏輯向所述第二掃描鏈中的每一個(gè)觸發(fā)器施加捕捉控制信號(hào)，該捕捉控制 信號(hào)配置所述第二掃描鏈內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器，以便一旦其輸出值不同于所述 捕捉控制信號(hào)就將該輸出值饋送回其輸入中。
17. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，被配置為將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到集成電路器件的掃描鏈電路中的控制邏輯還包括被配置為執(zhí)行以下操作的控制邏輯在所述初始數(shù)據(jù)樣式已被輸入以使得初始數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在期望緩沖 器中之后從所述第二掃描鏈中串行地掃描出數(shù)據(jù)；以及重新配置所述第二掃描鏈內(nèi)的每個(gè)觸發(fā)器，以接受所述多組組合 邏輯中的一組的輸出作為輸入；并且其中，被配置為對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述初始數(shù)據(jù)樣式之間的差別 的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)以生成組合邏輯單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率的控制邏輯包括被配置 為執(zhí)行以下操作的控制邏輯對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)樣式和所述期望緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)之間的差別的數(shù) 目進(jìn)行計(jì)數(shù)；以及基于所述差別的數(shù)目來生成所述組合邏輯單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率。
18.—種用于掃描鏈中的掃描單元，該掃描單元包括-觸發(fā)器；控制邏輯，該控制邏輯耦合到所述觸發(fā)器的輸入和輸出； 掃描使能輸入信號(hào)，該掃描使能輸入信號(hào)耦合到所述控制邏輯； 移位/保存信號(hào)，該移位/保存信號(hào)耦合到所述控制邏輯； 捕捉控制輸入信號(hào)，該捕捉控制輸入信號(hào)耦合到所述控制邏輯； 數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，該數(shù)據(jù)輸入信號(hào)耦合到所述控制邏輯； 串行輸入信號(hào)，該串行輸入信號(hào)耦合到所述控制邏輯； 所述控制邏輯被配置為當(dāng)所述掃描使能信號(hào)被斷言時(shí)，將所述串行輸入信號(hào)傳送到所述 觸發(fā)器的輸入中；當(dāng)所述掃描使能信號(hào)未被斷言并且所述移位/保存信號(hào)被斷言時(shí)， 將所述數(shù)據(jù)輸入信號(hào)傳送到所述觸發(fā)器的輸入中；當(dāng)所述掃描使能信號(hào)和所述移位/保存信號(hào)都未被斷言時(shí)，激活捕 捉模式；當(dāng)處于捕捉模式中時(shí)當(dāng)所述觸發(fā)器的輸出的值與所述捕捉控制信號(hào)的值相同時(shí)， 將所述數(shù)據(jù)輸入信號(hào)傳送到所述觸發(fā)器的輸入中；當(dāng)所述掃描觸發(fā)器的輸出的值與所述捕捉控制信號(hào)的值不同 時(shí)，將所述掃描觸發(fā)器的輸出傳送到所述觸發(fā)器的輸入中。
19. 如權(quán)利要求18所述的掃描單元，其中，所述控制邏輯包括 XOR邏輯門；AND邏輯門； OR邏輯門； 第一復(fù)用器；以及第二復(fù)用器。
20. 如權(quán)利要求19所述的掃描單元，其中所述觸發(fā)器的輸出被設(shè)置為所述XOR邏輯門和所述第一復(fù)用器的第 一輸入；所述捕捉控制輸入信號(hào)被設(shè)置為所述XOR邏輯門的第二輸入； 來自所述移位/保存輸入信號(hào)的反相信號(hào)被設(shè)置為所述AND邏輯門的 第一輸入；所述XOR邏輯門的輸出被設(shè)置為所述AND邏輯門的第二輸入； 所述掃描使能輸入信號(hào)被設(shè)置為所述OR邏輯門的第一輸入和所述第 一復(fù)用器的控制輸入；所述AND門的輸出被設(shè)置為所述OR邏輯門的第二輸入；所述串行輸入信號(hào)被設(shè)置為所述第一復(fù)用器的第二輸入；所述OR門的輸出被設(shè)置為所述第二復(fù)用器的控制輸入；所述第一復(fù)用器的輸出被設(shè)置為所述第二復(fù)用器的第一輸入；所述串行輸入信號(hào)被設(shè)置為所述第二復(fù)用器的第二輸入；所述第二復(fù)用器的輸出被設(shè)置為所述觸發(fā)器的輸入。
全文摘要
一種方法，包括將初始數(shù)據(jù)樣式輸入到集成電路器件的掃描鏈電路中；在利用時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)掃描鏈電路的同時(shí)向集成電路器件施加粒子束以生成輸出數(shù)據(jù)樣式；以及基于輸出數(shù)據(jù)樣式和初始數(shù)據(jù)樣式之間的比較來生成單粒子翻轉(zhuǎn)差錯(cuò)率測(cè)試結(jié)果。
文檔編號(hào)G01R31/28GK101490575SQ200780027325
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者蓀·壽·鐘 申請(qǐng)人:思科技術(shù)公司