專利名稱：具有芯片上監(jiān)視器電路和控制電路的電路裝置及對(duì)應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
各個(gè)實(shí)施例涉及具有多個(gè)芯片上(on-chip )監(jiān)視器電路和控制電路的電路裝置以及對(duì)應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電子系統(tǒng)(例如移動(dòng)電話、數(shù)碼攝像機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理)具有對(duì)高度集成且高能效的半導(dǎo)體電路的不斷增長(zhǎng)的需要。為了滿足這些需求，減小了半導(dǎo)體電路內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng) 晶體管(FET)的物理大小。由于縮小的大小，F(xiàn)ET變得更易受半導(dǎo)體電路的參數(shù)(例如過程、供電電壓、器件的老化、和溫度)的變化影響。傳統(tǒng)地，通過防護(hù)頻帶(guard-banding)來對(duì)這些變化進(jìn)行建摸，即，可以添加安全余量，以慮及半導(dǎo)體電路的健壯操作。然而，安全余量在面積和功率耗散方面是昂貴的。可以實(shí)現(xiàn)芯片上監(jiān)視器電路，以關(guān)于特定變化測(cè)量半導(dǎo)體電路的實(shí)際狀態(tài)。響應(yīng)于芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果，可以在電路級(jí)或系統(tǒng)級(jí)上發(fā)起對(duì)策或自適應(yīng)技木。典型地，具體的芯片上監(jiān)視器電路被設(shè)計(jì)為以高測(cè)量精度測(cè)量ー個(gè)具體效應(yīng)，例如過程性能類另IJ。另外的變化(例如過程或供電電壓)在測(cè)量期間充當(dāng)干擾效應(yīng)，并將降低具體的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量精度。芯片上監(jiān)視器電路對(duì)干擾效應(yīng)的靈敏度應(yīng)當(dāng)盡可能小，以避免對(duì)測(cè)量結(jié)果的破壞。芯片上監(jiān)視器的徹底設(shè)計(jì)可以降低對(duì)干擾效應(yīng)的靈敏度。如果無法完全消除芯片上監(jiān)視器電路對(duì)干擾效應(yīng)的靈敏度，則可能需要對(duì)芯片上監(jiān)視器電路校準(zhǔn)以補(bǔ)償干擾效應(yīng)?？梢栽谛酒媳O(jiān)視器電路的制造期間、制造后或者操作期間執(zhí)行該校準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^提供對(duì)監(jiān)視器的電氣行為進(jìn)行修改的電路(即，可在若干預(yù)定義配置設(shè)置之間切換監(jiān)視器操作)來實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上監(jiān)視器的校準(zhǔn)。在校準(zhǔn)期間，可以選擇提供最佳測(cè)量精度的ー個(gè)具體預(yù)定義配置設(shè)置，并將其存儲(chǔ)以便以后在測(cè)量模式中使用監(jiān)視器?？梢詫⑺x擇的配置設(shè)置存儲(chǔ)在寄存器、易失性存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器或電熔絲中?？梢栽谂c芯片上監(jiān)視器相同的半導(dǎo)體襯底上實(shí)現(xiàn)或者在分離的半導(dǎo)體襯底上實(shí)現(xiàn)該寄存器、易失性存儲(chǔ)器、非易失性存儲(chǔ)器或電熔絲。


參照附圖來描述具體實(shí)施方式
。在附圖中，參考標(biāo)記的最左側(cè)數(shù)字標(biāo)識(shí)該參考標(biāo)記首次出現(xiàn)的圖。相似參考標(biāo)記在說明書和附圖中的不同實(shí)例中的使用可以指示相似或相同的項(xiàng)目。圖I示意了具有多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路和控制器的示例電路裝置。圖2示意了示出要在校準(zhǔn)期間校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的供電電壓的曲線圖。圖3示意了示出要在校準(zhǔn)期間校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的供電電壓的另一曲線圖。圖4示意了具有多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路和控制器的另ー示例電路裝置。
圖5示意了示例自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路。圖6示意了具有外部校準(zhǔn)的示例芯片上監(jiān)視器電路。圖7示意了具有多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路、控制器和多個(gè)后處理器的示例電路裝置。圖8示意了具有電路裝置、功能電路和調(diào)節(jié)器電路的示例系統(tǒng)。圖9示意了包括監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的多個(gè)操作的流程圖。圖10示意了包括校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路的多個(gè)操作的流程圖。
具體實(shí)施方式
這里公開了用于監(jiān)視半導(dǎo)體芯片的參數(shù)的技木。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方式，一種電路裝置包括多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每ー個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。所述電路裝置還包括控制器，其耦合至所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路。所述控制器被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少ー個(gè)接收測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的另ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。在各個(gè)實(shí)施例中，控制器可以由任何類型的邏輯(例如數(shù)字邏輯(諸如例如硬接線 邏輯和/或可編程邏輯))實(shí)現(xiàn)。在各個(gè)實(shí)施例中，控制器可以被實(shí)現(xiàn)為例如處理器(例如微處理器(如CISC微處理器或RISC微處理器))、可編程門陣列(PGA)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等。根據(jù)另ー實(shí)施方式，一種電路裝置包括布置在網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每ー個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)參數(shù)。所述電路裝置還包括控制器，其耦合至芯片上監(jiān)視器電路的網(wǎng)絡(luò)。所述控制器被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路接收測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)對(duì)所述測(cè)量結(jié)果的評(píng)估來生成輸出。所述電路裝置還包括至少ー個(gè)反饋回路，其耦合至所述控制器和所述網(wǎng)絡(luò)。所述至少一個(gè)反饋回路被配置為根據(jù)所述輸出來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。根據(jù)另ー實(shí)施例，提供了ー種用于監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的方法。啟動(dòng)多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量，并且，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每ー個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。此外，啟動(dòng)要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量，并且，要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路被配置為測(cè)量所述半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。此外，對(duì)來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的至少ー個(gè)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理。如果來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的該至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果偏離于預(yù)定范圍，則將要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果表示為無效。根據(jù)另ー實(shí)施例，提供了一種用于校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路的方法。對(duì)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)參數(shù)的多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路進(jìn)行激活。此外，對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路進(jìn)行激活。將來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行組合。此外，根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果的組合來控制要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。由此示意和描述的實(shí)施方式可以允許對(duì)芯片上監(jiān)視器電路的精確校準(zhǔn)和對(duì)芯片參數(shù)的精確測(cè)量。可以在校準(zhǔn)階段或測(cè)量階段期間檢測(cè)操作條件的變化，并可以在操作條件的顯著變化的情況下重復(fù)校準(zhǔn)或測(cè)量。此外，由此示意和描述的實(shí)施方式可以僅需要小面積并可以僅具有低功率消耗?？梢砸远喾N方式實(shí)現(xiàn)這里描述的技木。以下參照所包括的附圖和正在進(jìn)行的討論來提供示例和上下文。示例設(shè)各
圖I示出了包括多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及控制器106的示例電路裝置100的示意圖。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104中的每ー個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)?？刂破?06耦合至所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104，并被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104中的至少ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路104接收測(cè)量結(jié)果?？刂破?06還被配置為根據(jù)測(cè)量結(jié)果來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104中的另ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)。如圖I所示，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104可以包括兩個(gè)芯片上監(jiān)視器、電路102和104，即第一芯片上監(jiān)視器電路102和第二芯片上監(jiān)視器電路104。備選地，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以包括多于兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104中的每ー個(gè)可以被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的ー個(gè)或幾個(gè)參數(shù)。由芯片上監(jiān)視器電路102和104之一提供的測(cè)量結(jié)果可以與半導(dǎo)體芯片的參數(shù)的當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。芯片上監(jiān)視器電路可以被配置為測(cè)量參數(shù)，例如溫度、供電電壓、電路延遲、頻率、老化狀態(tài)、過程變化、動(dòng)態(tài)功率耗散或泄漏電流。附加地或備選地，芯片上監(jiān)視器電路可以被配置為測(cè)量CMOS器件參數(shù)，例如驅(qū)動(dòng)電流和閾值電壓或者芯片上互連的電阻和耦合電容。芯片上監(jiān)視器電路可以包括例如環(huán)形振蕩器、延遲元件線和/或時(shí)間至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以測(cè)量該ー個(gè)或幾個(gè)參數(shù)。附加地或備選地，芯片上監(jiān)視器電路可以包括傳感器(例如熱傳感器)，以測(cè)量該ー個(gè)或幾個(gè)參數(shù)。芯片上監(jiān)視器電路可以包括全數(shù)字邏輯、全模擬邏輯、或者數(shù)字和模擬邏輯二者?？刂破?06可以通過從第二芯片上監(jiān)視器電路104接收測(cè)量結(jié)果并通過檢驗(yàn)該測(cè)量結(jié)果是否落在預(yù)定范圍內(nèi)，來控制對(duì)第一芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)。如果測(cè)量結(jié)果偏離于預(yù)定范圍，則對(duì)第一芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)可能無效，并可以重復(fù)校準(zhǔn)。例如，控制器106可以中斷該校準(zhǔn)并發(fā)起對(duì)第一芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)的重啟。如果測(cè)量結(jié)果不偏離于預(yù)定范圍，則對(duì)第一芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)可能有效并可以結(jié)束。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一芯片上監(jiān)視器電路102可以是要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路，以及第ニ芯片上監(jiān)視器電路104可以是監(jiān)管對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路。例如，監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路104可以在對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)期間測(cè)量要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的供電電壓VDD。控制器106可以在預(yù)定時(shí)段內(nèi)從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路104接收供電電壓VDD的多個(gè)測(cè)量結(jié)果?？刂破?06可以根據(jù)接收到的所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果的組合來控制對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)。附加地或備選地，控制器106可以檢測(cè)是否所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果中的至少ー個(gè)偏離于預(yù)定范圍。圖2示意了示出在校準(zhǔn)期間要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的供電電壓VDD的曲線圖。對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)可以耗費(fèi)預(yù)定時(shí)間段tl，這里被稱為校準(zhǔn)階段tl。在校準(zhǔn)階段tl期間，監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路104可以執(zhí)行供電電壓VDD的十次測(cè)量，并可以將十個(gè)測(cè)量結(jié)果1、2、3……10提供給控制器106?？刂破?06可以針對(duì)這十個(gè)測(cè)量結(jié)果1、2、3......10中的每ー個(gè)檢驗(yàn)其是否偏離于由下電壓電平VDDmin和上電壓電平
VDDmax定義的預(yù)定電壓范圍。例如，如圖2所示，測(cè)量結(jié)果編號(hào)4和編號(hào)5超過上電壓電平VDDmax，并且測(cè)量結(jié)果編號(hào)8落在下電壓電平VDDmin以下。由于測(cè)量結(jié)果中的至少ー個(gè)偏離于預(yù)定范圍，因此控制器106可以將要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)表示為無效。此外，控制器106可以通過發(fā)起對(duì)校準(zhǔn)的重復(fù)來控制對(duì)芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)。一般地，操作條件的實(shí)質(zhì)變化可能妨礙對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的精確校準(zhǔn)。例如，供電電壓VDD的顯著變化可能妨礙對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的精確校準(zhǔn)。通過在要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)階段tl期間連續(xù)監(jiān)視供電電壓VDD，可以檢測(cè)供電電壓VDD的時(shí)間變化對(duì)校準(zhǔn)造成的失真。如果供電電壓VDD在校準(zhǔn)階段tl期間變化很大(即，如果供電電壓VDD不穩(wěn)定)，則可以將對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)表示為無效，并且可以丟棄該校準(zhǔn)。可以中斷并重啟對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)。 圖3示意了示出在校準(zhǔn)期間要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的供電電壓VDD的另一曲線圖。對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)可以耗費(fèi)預(yù)定時(shí)間段t2，這里被稱為校準(zhǔn)階段t2。在校準(zhǔn)階段t2期間，監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路104可以執(zhí)行供電電壓VDD的十次測(cè)量，并可以將十個(gè)測(cè)量結(jié)果1、2、3……10提供給控制器106。這十個(gè)測(cè)量結(jié)果1、2、
3......10中的每ー個(gè)可以落在由下電壓電平VDDmin和上電壓電平VDDmax定義的預(yù)定電壓
范圍內(nèi)。因此，控制器106可以將對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)表示為有效，并且，對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)可以結(jié)束。在要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)階段t2期間，可能未出現(xiàn)供電電壓VDD的顯著變化，并且可能沒有干擾對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的校準(zhǔn)?？梢栽谛?zhǔn)階段t2期間在供電電壓VDD穩(wěn)定的情況下執(zhí)行對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102的精確校準(zhǔn)。圖4示出了包括多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410以及控制器406的另一示例電路裝置400的示意電路圖。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410布置在網(wǎng)絡(luò)中，并且，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的每ー個(gè)可以耦合至所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的所有其他芯片上監(jiān)視器電路。控制器406耦合至芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)，并被配置為從它們接收測(cè)量結(jié)果?？刂破?06還被配置為根據(jù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的評(píng)估來生成輸出412。至少ー個(gè)反饋回路414耦合至控制器406和該網(wǎng)絡(luò)。該至少一個(gè)反饋回路414被配置為根據(jù)輸出412來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的至少ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402的校準(zhǔn)。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的每ー個(gè)可以被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的ー個(gè)或幾個(gè)參數(shù)，如本文之前結(jié)合圖I所描述的。控制器406可以基于從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果的組合來提供輸出412。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410之一可以是要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路402。其余芯片上監(jiān)視器電路404、408和410可以監(jiān)管對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路402的校準(zhǔn)。例如，要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路402可以是溫度監(jiān)視器，第一監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404可以是供電電壓監(jiān)視器，第二監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路408可以是過程監(jiān)視器，以及第三監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路410可以是老化監(jiān)視器。在要校準(zhǔn)的溫度監(jiān)視器402的校準(zhǔn)階段期間，監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410中的每ー個(gè)可以將測(cè)量結(jié)果提供給控制器406?？刂破?06可以將從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行組合。例如，控制器406可以檢驗(yàn)供電電壓是否偏離于預(yù)定電壓范圍，并且其可以考慮半導(dǎo)體芯片關(guān)于過程和老化的狀態(tài)。一般地，通過監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410，控制器406可以在要校準(zhǔn)的溫度監(jiān)視器402的校準(zhǔn)階段期間檢測(cè)操作條件的變化。根據(jù)接收到的測(cè)量結(jié)果，控制器406可以將要校準(zhǔn)的溫度監(jiān)視器402的校準(zhǔn)表示為有效或無效?？刂破?06可以基于從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果的組合來在輸出412處提供信號(hào)?？梢越?jīng)由反饋回路414將輸出412處的信號(hào)提供給芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)。反饋回路414可以控制對(duì)要校準(zhǔn)的溫度監(jiān)視器402的校準(zhǔn)。例如，控制器406可以經(jīng)由反饋回路414來發(fā)起對(duì)要校準(zhǔn)的溫度監(jiān)視器402的校準(zhǔn)的重啟。通過將從多個(gè)監(jiān)視器源404、408和410獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，可以改進(jìn) 要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路402的校準(zhǔn)精度。結(jié)合圖4示意和描述的電路裝置400包括僅ー個(gè)反饋回路414。在一個(gè)實(shí)施方式中，電路裝置400可以包括多個(gè)反饋回路。例如，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的每ー個(gè)可以經(jīng)由反饋回路耦合至控制器406?？刂破?06可以經(jīng)由反饋回路來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的每ー個(gè)的校準(zhǔn)，并且，可以連續(xù)或并發(fā)執(zhí)行對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的ー些或所有芯片上監(jiān)視器電路的監(jiān)管校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，電路裝置400可以包括自主工作的芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)?？刂破?06可以控制自主工作的芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)的操作。芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410可以彼此獨(dú)立地操作。例如，控制器406可以啟動(dòng)或重啟對(duì)自主工作的芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)的校準(zhǔn)?？梢栽跊]有任何另外交互的情況下執(zhí)行對(duì)自主工作的芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)的校準(zhǔn)。參照?qǐng)DI和4，可以在包含要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102和104的半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)期間執(zhí)行對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102和104的校準(zhǔn)。例如，可以在半導(dǎo)體芯片的封裝之前和/或之后執(zhí)行校準(zhǔn)。附加地或備選地，可以在運(yùn)行時(shí)期間執(zhí)行對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路102和104的校準(zhǔn)。例如，可以在半導(dǎo)體芯片的每次設(shè)置或重置時(shí)和/或在半導(dǎo)體芯片的操作條件的每次改變(例如供電電壓VDD或時(shí)鐘頻率的改變)時(shí)執(zhí)行校準(zhǔn)。參照?qǐng)DI和4，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)分別可以被配置為同時(shí)操作，S卩，它們可以被配置為同時(shí)測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。例如，參照?qǐng)D4，在對(duì)溫度監(jiān)視器402的校準(zhǔn)期間，溫度監(jiān)視器402、供電電壓監(jiān)視器404、過程監(jiān)視器408和老化監(jiān)視器410可以同時(shí)操作。控制器406可以同時(shí)啟動(dòng)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)，并且，芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)是活動(dòng)的。芯片上監(jiān)視器電路404、408和410可以具有不同的測(cè)量時(shí)間。例如，老化監(jiān)視器410可以比供電電壓監(jiān)視器404具有更長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間。因此，盡管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410的測(cè)量階段可以同時(shí)開始，但是測(cè)量階段的結(jié)束可以不同。
參照?qǐng)DI和4，在一個(gè)實(shí)施方式中，分別地，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)中的至少兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以是相同類型的。例如，至少兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以測(cè)量半導(dǎo)體芯片的相同參數(shù)。附加地或備選地，可以以相同或相似的方式構(gòu)造至少兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路。例如，芯片上監(jiān)視器電路402和404可以是溫度監(jiān)視器，以及芯片上監(jiān)視器電路408和410可以是已定位的供電電壓監(jiān)視器。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)分別可以被布置在半導(dǎo)體芯片的各個(gè)區(qū)域中并可以形成監(jiān)視系統(tǒng)。例如，相同類型的該至少兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以被布置在半導(dǎo)體芯片的各個(gè)區(qū)域中。至少兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以測(cè)量半導(dǎo)體芯片的溫度，并且，它們可以置于半導(dǎo)體芯片上的不同位置處，這是由于半導(dǎo)體芯片的各部分可能在不同的局部化溫度下運(yùn)行。附加地或備選地，至少兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以在半導(dǎo)體芯片的不同位置處測(cè)量半導(dǎo)體芯片的供電電壓，這是由于可以在不同的局部供電電壓下操作半導(dǎo)體芯片的各部分。
結(jié)合圖I示意和描述的所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104中的每ー個(gè)以及結(jié)合圖4示意和描述的芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以在專用電路塊中實(shí)現(xiàn)。附加地或備選地，控制器106和406可以被實(shí)現(xiàn)為專用電路，或者其可以在處理器中實(shí)現(xiàn)。例如，控制器106和406可以在可編程微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器或配備有本地存儲(chǔ)器的專用處理器中實(shí)現(xiàn)。結(jié)合圖I和4示意和描述的所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)可以是自校準(zhǔn)的。如結(jié)合圖I和4所述，控制器106和406可以啟動(dòng)對(duì)自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路102和402的校準(zhǔn)。如果該校準(zhǔn)無效，則控制器106和406可以發(fā)起對(duì)該校準(zhǔn)的重啟。否則，該校準(zhǔn)有效并結(jié)束。除啟動(dòng)和重啟外，控制器106和406分別可以不影響自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路102和402的操作。圖5示意了自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路502的示意電路圖。自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路502包括測(cè)量電路518、邏輯電路520和配置寄存器522。配置寄存器522耦合至測(cè)量電路518，并可以控制測(cè)量電路518的操作。測(cè)量電路518可以接收可由控制器(例如，圖I的控制器106或圖4的控制器406)提供的控制信號(hào)514。控制信號(hào)514可以通過在測(cè)量電路518內(nèi)啟動(dòng)或重啟芯片參數(shù)的測(cè)量來發(fā)起對(duì)校準(zhǔn)的啟動(dòng)或重啟。邏輯電路520稱合至測(cè)量電路518和配置寄存器522。邏輯電路520可以從測(cè)量電路518接收芯片參數(shù)的測(cè)量結(jié)果，并且其可以響應(yīng)于接收到的測(cè)量結(jié)果而控制對(duì)配置寄存器522的設(shè)置。例如，測(cè)量電路518可以包括內(nèi)部延遲線，并且，可以根據(jù)對(duì)配置寄存器522的設(shè)置來調(diào)整內(nèi)部延遲線內(nèi)的抽頭?？梢酝ㄟ^多次測(cè)量芯片參數(shù)并通過多次調(diào)整對(duì)配置寄存器522的設(shè)置來執(zhí)行對(duì)自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路502的校準(zhǔn)。一般地，在自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路502的校準(zhǔn)的啟動(dòng)或重啟之后，可以在不與自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路502外的其他電路進(jìn)行任何交互的情況下執(zhí)行并完成校準(zhǔn)。備選地，結(jié)合圖I和4示意和描述的所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)可以是具有外部校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路。與自校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路相反，具有外部校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路可以在校準(zhǔn)階段內(nèi)多次與芯片上監(jiān)視器電路外的電路進(jìn)行交互。
圖6示意了具有外部校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路602的示意電路圖。具有外部校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路602包括測(cè)量電路618和配置寄存器622，這里被稱為校準(zhǔn)控制字622?？刂菩盘?hào)614可以通過在測(cè)量電路618內(nèi)啟動(dòng)或重啟對(duì)芯片參數(shù)的測(cè)量來發(fā)起對(duì)校準(zhǔn)的啟動(dòng)或重啟。測(cè)量電路618耦合至可配置測(cè)量電路618的設(shè)置的校準(zhǔn)控制字622。對(duì)校準(zhǔn)控制字622的設(shè)置可以由信號(hào)624控制。信號(hào)624可以由控制器(如，例如圖I的控制器106或圖4的控制器406)提供。這意味著控制器可以通過適配對(duì)校準(zhǔn)控制字622的設(shè)置來控制對(duì)具有外部校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路602的校準(zhǔn)。例如，參照?qǐng)D4，反饋回路414可以通過根據(jù)輸出412適配校準(zhǔn)控制字622來控制校準(zhǔn)。在對(duì)具有外部校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路602的校準(zhǔn)期間，可以多次更新校準(zhǔn)控制字622。一般地，結(jié)合圖I至6示意和描述的所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)的校準(zhǔn)可以通過以下方式而執(zhí)行通過修改結(jié)合圖5和6示意和描述的配置寄存器522和622來適配監(jiān)視器功能。如本文之前結(jié)合圖5所述，可以根據(jù)配置寄存器522和622的設(shè)置來調(diào)整內(nèi)部延遲線。附加地或備選地，可以、調(diào)整芯片上監(jiān)視器電路內(nèi)的測(cè)量范圍、測(cè)量分辨率、測(cè)量時(shí)間、內(nèi)部數(shù)據(jù)流、內(nèi)部局部生成的電壓、內(nèi)部局部生成的電流、內(nèi)部局部電容、內(nèi)部電阻、內(nèi)部頻率或內(nèi)部相位差。可以在以下三種不同模式之一中操作結(jié)合圖I和4示意和描述的所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)中的每ー個(gè)校準(zhǔn)模式、測(cè)量模式或禁用模式。在禁用模式中，可以禁用至少ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102、104、402、404、408和410的電源以節(jié)約電力?？梢栽谝韵聝煞N不同模式之一中操作結(jié)合圖I和4示意和描述的電路裝置100和400 :監(jiān)管校準(zhǔn)模式和監(jiān)管測(cè)量模式。在監(jiān)管校準(zhǔn)模式中，電路裝置100和400可以如結(jié)合圖I至6示意和描述的那樣進(jìn)行操作。要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路102和402可以在校準(zhǔn)模式中操作，以及監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路104、404、408和410可以在測(cè)量模式中操作。以下，將結(jié)合圖4描述監(jiān)管測(cè)量模式。然而，應(yīng)當(dāng)注意，該監(jiān)管測(cè)量模式也可以適用于結(jié)合圖I示意和描述的電路裝置100。在監(jiān)管測(cè)量模式中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的每ー個(gè)可以在測(cè)量模式中操作。在測(cè)量階段期間，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402 (這里被稱為表征芯片上監(jiān)視器電路402)可以分別提供要測(cè)量或表征的芯片參數(shù)的測(cè)量結(jié)果。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410中的其他芯片上監(jiān)視器電路404、408和410 (這里被稱為監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410)可以在測(cè)量階段期間提供要監(jiān)管的芯片參數(shù)的測(cè)量結(jié)果。控制器406可以從表征芯片上監(jiān)視器電路402以及從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收測(cè)量結(jié)果?？刂破?06可以將從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行組合。例如，控制器406可以檢測(cè)從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果中的至少ー個(gè)是否偏離于預(yù)定范圍。如果監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404,408和410的測(cè)量結(jié)果中的至少ー個(gè)偏離于預(yù)定范圍，則控制器406可以將從表征芯片上監(jiān)視器電路402接收到的測(cè)量結(jié)果表示為無效，并且其可以發(fā)起對(duì)測(cè)量階段的重復(fù)。如果監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410的測(cè)量結(jié)果均未偏離于預(yù)定范圍，則可以將從表征芯片上監(jiān)視器電路402接收到的測(cè)量結(jié)果表示為有效，并且測(cè)量階段可以結(jié)束。
控制器406可以根據(jù)對(duì)從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果的組合評(píng)估來提供另外的輸出416。如果從表征芯片上監(jiān)視器電路402接收到的測(cè)量結(jié)果被表示為有效，則可以在該另外的輸出416處提供信號(hào)。另外的電路可以接收在該另外的輸出416處提供的信號(hào)，并且該另外的電路可以響應(yīng)于該信號(hào)而適配半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。要適配的參數(shù)可以是本文之前結(jié)合圖I列出的參數(shù)之一。一般地，控制器406被配置為在從表征芯片上監(jiān)視器電路402接收到的測(cè)量結(jié)果被表示為有效的情況下，根據(jù)從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果的組合，適配半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。例如，在監(jiān)管測(cè)量模式中，分別可以執(zhí)行對(duì)半導(dǎo)體芯片或半導(dǎo)體芯片的一部分的溫度的監(jiān)管測(cè)量。表征芯片上監(jiān)視器電路402可以是溫度監(jiān)視器，監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404可以是供電電壓監(jiān)視器，監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路408可以是老化監(jiān)視器，以及監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路410可以是過程監(jiān)視器。在溫度的測(cè)量階段期間，控制器406可以從表征溫度監(jiān)視器402接收測(cè)量結(jié)果。此外，控制器406可以從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410采集測(cè)量結(jié)果?？刂破?06可以針對(duì)從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果中的每ー個(gè)檢驗(yàn)其是否偏離于預(yù)定范圍。如果從監(jiān)管監(jiān)視器電路404、408和410接 收到的測(cè)量結(jié)果均未偏離于預(yù)定范圍，則可以將溫度監(jiān)視器402接收到的測(cè)量結(jié)果表示為有效。否則，可以將由溫度監(jiān)視器402接收到的測(cè)量結(jié)果表示為無效。例如，通過供電電壓監(jiān)視器404，控制器406可以檢測(cè)可能在溫度的測(cè)量階段期間發(fā)生且可能破壞由溫度監(jiān)視器402執(zhí)行的測(cè)量的突然ir壓降。在突然ir壓降的情況下，可以將從溫度監(jiān)視器402接收到的測(cè)量結(jié)果表示為無效。如果從溫度監(jiān)視器402接收到的測(cè)量結(jié)果被表示為有效，則控制器406可以在另外的輸出416處提供可以與在測(cè)量階段期間測(cè)量的溫度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。另外的電路可以接收在該另外的輸出416處提供的信號(hào)，以及該另外的電路可以根據(jù)該信號(hào)來適配例如半導(dǎo)體芯片的時(shí)鐘頻率。例如，如果由溫度監(jiān)視器402測(cè)量的溫度已經(jīng)提高，則該另外的電路可以降低半導(dǎo)體芯片的時(shí)鐘的頻率。如果CMOS電路性能隨著溫度的降低而降低(如例如在最小特征大小低于65nm (S卩，45nm節(jié)點(diǎn)或28nm節(jié)點(diǎn))的現(xiàn)代CMOS技術(shù)中、或者在VDD小于IV的超低VDD操作下)，則該另外的電路可以降低頻率或者可以提高供電電壓，以防止系統(tǒng)崩潰。一般地，該另外的電路可以根據(jù)從該另外的輸出416接收到的信號(hào)來發(fā)起對(duì)策。一般地，在監(jiān)管測(cè)量模式中，控制器406可以基于從表征芯片上監(jiān)視器電路402和監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果來確定半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)。在該另外的輸出416處提供的信號(hào)可以與半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。另外的電路可以耦合至半導(dǎo)體電路400的該另外的輸出416，并且該另外的電路可以響應(yīng)于從該另外的輸出416接收到的信號(hào)而改變半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)。通過在要表征的芯片參數(shù)的測(cè)量階段期間監(jiān)管ー個(gè)或幾個(gè)芯片參數(shù)，可以允許對(duì)要表征的芯片參數(shù)的精確測(cè)量。可以檢測(cè)要監(jiān)管的芯片參數(shù)的實(shí)質(zhì)時(shí)間變化是否干擾對(duì)要表征的芯片參數(shù)的測(cè)量。因此，可以防止可能錯(cuò)誤地改變半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)?？刂破?06可以根據(jù)預(yù)定義算法來計(jì)算半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)。例如，如本文之前結(jié)合圖4所述，控制器406可以檢驗(yàn)從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果是否偏離于預(yù)定范圍。附加地或備選地，控制器406可以將不同算法應(yīng)用于從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410接收到的測(cè)量結(jié)果。例如，控制器406可以執(zhí)行對(duì)測(cè)量結(jié)果的平均和/或其可以將測(cè)量結(jié)果與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。該另外的電路可以被實(shí)現(xiàn)在與所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410相同的半導(dǎo)體芯片上，即，它們可以在相同硅襯底上實(shí)現(xiàn)。備選地，該另外的電路可以分別在不同半導(dǎo)體芯片或硅襯底上實(shí)現(xiàn)。該另外的電路可以包括功率管理電路、時(shí)鐘發(fā)生器、時(shí)鐘門控電路、時(shí)鐘和組合邏輯路徑中的可編程延遲和/或計(jì)算電路的喚醒電路中的至少ー個(gè)。該另外的電路可以通過改變供電電壓、NFET和/或PFET晶體管的襯底電壓、時(shí)鐘頻率以及時(shí)鐘和組合邏輯路徑中的傳播延遲中的至少ー個(gè)來改變半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)。附加地或備選地，該另外的電路可以通過阻止時(shí)鐘邊沿傳播至塊中和/或通過激活附加計(jì)算電路來改變半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)。如本文之前結(jié)合圖I和4所述，在測(cè)量階段或校準(zhǔn)階段期間，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以將多個(gè)測(cè)量結(jié)果提供給控制器106和406。備選地，在測(cè)量階段或校準(zhǔn)階段期間，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410的網(wǎng) 絡(luò)中的至少ー個(gè)芯片上監(jiān)視器電路可以將僅ー個(gè)測(cè)量結(jié)果提供給控制器106和406。控制器106和406可以將從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路102和104以及芯片上監(jiān)視器電路402、404,408和410的網(wǎng)絡(luò)接收到的ー個(gè)或多個(gè)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行組合。圖7示出了包括多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710以及控制器706的另一示例電路裝置700。附加地，電路裝置700包括多個(gè)后處理器718、720、722和724以及校準(zhǔn)電路726。后處理器718、720、722和724中的每ー個(gè)可以耦合至專用芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710。后處理器718、720、722和724中的每ー個(gè)可以從專用芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710接收所測(cè)量的原始數(shù)據(jù)726、728、730和732，并可以執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出734、736、738和740?？梢詫⒑筇幚砥?18、720、722和724中的每ー個(gè)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出734、736、738和740提供給控制器706。后處理器718、720、722和724內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換、比較、查找表功能和信號(hào)處理功能(例如濾波、平均值計(jì)算、最小值和最大值操作或算木邏輯操作)中的至少ー個(gè)。所述多個(gè)后處理器718、720、722和724可以耦合至控制器706，以及所述多個(gè)后處理器718、720、722和724的操作可以由控制器706所提供的后處理控制信號(hào)742、744、746和748控制。例如，控制器706可以經(jīng)由后處理控制信號(hào)742、744、746和748來配置所述多個(gè)后處理器718、720、722和724的操作模式。控制器706還可以將監(jiān)視器控制信號(hào)750、752、754和756提供給所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710，以及其可以經(jīng)由監(jiān)視器控制信號(hào)750、752、754和756來控制所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710的操作。例如，控制器706可以啟動(dòng)、停止或重置所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710，或者其可以將所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710設(shè)置在校準(zhǔn)模式、測(cè)量模式和禁用模式之一中?？刂破?06可以提供與芯片狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)716?？梢酝ㄟ^對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710的經(jīng)過后處理的測(cè)量結(jié)果734、736、738和740的組合評(píng)估來確定輸出信號(hào)716。校準(zhǔn)電路726可以耦合至控制器706以及所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710，并且其可以在校準(zhǔn)階段期間控制所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710的操作。校準(zhǔn)電路726可以從控制器706接收校準(zhǔn)控制信號(hào)758，并且其可以經(jīng)由控制信號(hào)758來接收與校準(zhǔn)的啟動(dòng)或停止或者校準(zhǔn)是有效還是無效有關(guān)的信息。在輸出712處，校準(zhǔn)電路726可以經(jīng)由反饋回路714將控制信號(hào)提供給所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704,708和710。校準(zhǔn)電路726可以經(jīng)由反饋回路714來發(fā)起對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710中的至少ー個(gè)的校準(zhǔn)的啟動(dòng)或重啟。如圖7所示，后處理器718、720、722和724中的每ー個(gè)可以耦合至專用芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710。備選地，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路702、704、708和710中的至少兩個(gè)可以耦合至公共后處理器。結(jié)合圖I至7示意和描述的實(shí)施方式可以允許對(duì)芯片上監(jiān)視器電路的精確校準(zhǔn)和對(duì)芯片參數(shù)的精確測(cè)量，而不論操作條件的瞬態(tài)變化如何。結(jié)合圖I至7示意和描述的電路裝置100、400和700可以檢測(cè)這些變化，并可以分別重復(fù)校準(zhǔn)或測(cè)量。電路裝置100、400 和700的所有或大部分可以是以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)的。因此，電路裝置100、400和700的實(shí)施方式可以僅需要小的面積，以及電路裝置100、400和700的功率消耗可以是低的?？梢詫⒔Y(jié)合圖I至7示意和描述的實(shí)施方式的特征進(jìn)行組合，除非另有具體聲明。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，與結(jié)合圖4示意和描述的電路裝置400類似，圖I的電路裝置100可以包括多于兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路，和/或電路裝置100的芯片上監(jiān)視器電路可以彼此鏈接。在另ー實(shí)施方式中，與結(jié)合圖I示意和描述的電路裝置100類似，結(jié)合圖4示意和描述的所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路402、404、408和410可以不彼此鏈接。圖8示出了包括電路裝置800、功能電路860和調(diào)節(jié)器電路862的系統(tǒng)858。電路裝置800可以包括如本文之前結(jié)合圖I至7示意和描述的電路裝置之一。電路裝置800可以耦合至調(diào)節(jié)器電路862，并且其可以在輸出816處將信號(hào)提供給調(diào)節(jié)器電路862。如結(jié)合圖4所述，在輸出816處提供的信號(hào)可以與半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。如圖8所示，調(diào)節(jié)器電路862可以耦合至功能電路860，以及功能電路860可以執(zhí)行半導(dǎo)體芯片的功能的至少一部分。例如，功能電路860可以執(zhí)行算木操作或存儲(chǔ)操作。調(diào)節(jié)器電路862可以包括鎖相回路(PLU864，并且其可以將時(shí)鐘信號(hào)866提供給功能電路860。附加地或備選地，調(diào)節(jié)器電路862可以包括功率管理電路(PMU)868，并且其可以將供電電壓信號(hào)870提供給功能電路860。調(diào)節(jié)器電路862可以響應(yīng)于在電路裝置800的輸出816處提供的信號(hào)，適配經(jīng)由時(shí)鐘信號(hào)866而提供的頻率和經(jīng)由供電電壓信號(hào)870而提供的電壓電平。在一個(gè)實(shí)施方式中，電路裝置800和功能電路860可以布置在相同半導(dǎo)體芯片上，即，它們可以在相同硅襯底上實(shí)現(xiàn)。在測(cè)量階段期間，電路裝置800可以確定半導(dǎo)體芯片的當(dāng)前狀態(tài)，并且其可以在輸出816處提供與半導(dǎo)體芯片的當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。調(diào)節(jié)器電路862可以響應(yīng)于從電路裝置800的輸出816接收到的信號(hào)而調(diào)節(jié)半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。調(diào)節(jié)器電路862可以通過改變被提供給功能電路860的信號(hào)866和870中的至少ー個(gè)的特征來適配半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。例如，如果電路裝置800確定溫度的提高，則調(diào)節(jié)器電路862可以降低被提供給功能電路860的時(shí)鐘信號(hào)866的頻率。通過將電路裝置800和功能電路860置于相同半導(dǎo)體芯片上，電路裝置800和功能電路860均可能遇到相同操作條件。在一個(gè)實(shí)施方式中，電路裝置800的芯片上監(jiān)視器電路可以包括與功能電路860類似的CMOS電路，并且，作用于功能電路860上的效應(yīng)也可以作用于電路裝置800的芯片上監(jiān)視器電路上。調(diào)節(jié)器電路862可以實(shí)現(xiàn)在與電路裝置800和功能電路860相同的半導(dǎo)體芯片上。備選地，調(diào)節(jié)器電路862可以在不同半導(dǎo)體芯片上實(shí)現(xiàn)。除如圖8所示的信號(hào)外，功能電路860可以將信息提供給電路裝置800。例如，功能電路860可以將涉及運(yùn)行應(yīng)用和/或性能需求的信息提供給電路裝置800。附加地或備選地，調(diào)節(jié)器電路862可以將信息提供給電路裝置800。例如，調(diào)節(jié)器電路862可以將涉及操作條件(例如上/下供電電壓范圍)的信息提供給電路裝置800。電路裝置800可以根據(jù)從功能電路860和調(diào)節(jié)器電路862接收到的信息來在輸出816處提供信號(hào)。一般地，電路裝置800可能能夠考慮由其中實(shí)現(xiàn)其的系統(tǒng)環(huán)境提供的信息。因此，電路裝置800可以是靈活實(shí)現(xiàn)的。示例方法
圖9示意了包括監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的若干操作的流程圖900。圖10示意了包括校 準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路的若干操作的流程圖1000。描述操作的順序不意欲被解釋為限制，除非另有聲明?？梢灾貜?fù)操作，可以以任何順序?qū)⒉僮鬟M(jìn)行組合，和/或操作可以是并行的以實(shí)現(xiàn)過程。在以下討論的部分中，可以參照?qǐng)DI至8的示意及其主題。結(jié)合圖9和10描述的過程可以利用前述實(shí)施方式而實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D9，在框902，啟動(dòng)多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少ー個(gè)的測(cè)量。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每ー個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。這里，多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的所述至少ー個(gè)被稱為監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路。監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)，這里被稱為要監(jiān)管的參數(shù)。在框904，啟動(dòng)要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量。要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)，這里被稱為要表征的參數(shù)。在框906，對(duì)來自監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的至少ー個(gè)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理。例如，該處理可以包括將來自監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的該至少ー個(gè)測(cè)量結(jié)果與預(yù)定范圍進(jìn)行比較。在框908，如果來自監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的該至少ー個(gè)測(cè)量結(jié)果偏離于預(yù)定范圍，則將要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果表示為無效。通過在要表征的參數(shù)的測(cè)量階段期間監(jiān)管要監(jiān)管的參數(shù)，可以允許對(duì)要表征的參數(shù)的精確測(cè)量?？梢詸z測(cè)要監(jiān)管的芯片參數(shù)的變化是否干擾對(duì)要表征的芯片參數(shù)的測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施方式中，要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路被配置為測(cè)量與所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路要測(cè)量的參數(shù)不同的參數(shù)。這意味著要表征的參數(shù)可以與監(jiān)管參數(shù)不同。在另ー實(shí)施方式中，要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量的啟動(dòng)在時(shí)間上在監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量的啟動(dòng)之后進(jìn)行。因此，在要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路可以啟動(dòng)測(cè)量要表征的參數(shù)的時(shí)間點(diǎn)時(shí)，監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路可能已經(jīng)在測(cè)量要監(jiān)管的參數(shù)。在另ー實(shí)施方式中，如果要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的該至少ー個(gè)測(cè)量結(jié)果被表示為無效，則至少重復(fù)框902至906的步驟。可以重復(fù)框902至906的步驟，直到要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的該至少ー個(gè)測(cè)量結(jié)果被表示為有效為止。要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的該至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果ー被表示為有效，要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量就可以結(jié)束。
在另ー實(shí)施方式中，激活測(cè)量模式并且，如果要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果未被表示為無效，則根據(jù)要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果，適配半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。通過適配半導(dǎo)體芯片的參數(shù)，可以改變半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)?？梢曰谝O(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果來改變半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)。例如，可以響應(yīng)于要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果而觸發(fā)對(duì)策。然而，僅在要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果被表示為有效的情況下才可以觸發(fā)對(duì)策。因此，可以防止對(duì)半導(dǎo)體芯片的狀態(tài)的錯(cuò)誤更新。在另ー實(shí)施方式中，在預(yù)定時(shí)段內(nèi)從監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路接收多個(gè)測(cè)量結(jié)果?？?06處對(duì)測(cè)量結(jié)果的處理包括對(duì)所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果的處理。通過處理多個(gè)測(cè)量結(jié)果，可以改進(jìn)要表征的芯片參數(shù)的測(cè)量的精度。參照?qǐng)D10，在框1002，激活多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)參數(shù)，并在本文中被稱為監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路。在框1004，激活要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路。在框1006，將來自監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行組合。例如，該組合可以 包括檢驗(yàn)測(cè)量結(jié)果中的每ー個(gè)是否落在預(yù)定范圍內(nèi)。在框1008，根據(jù)測(cè)量結(jié)果的組合，控制要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。通過在要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)階段期間監(jiān)視半導(dǎo)體芯片的至少ー個(gè)參數(shù)，可以允許對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的精確校準(zhǔn)?？梢詸z測(cè)該至少ー個(gè)參數(shù)的實(shí)質(zhì)時(shí)間變化是否干擾對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，控制校準(zhǔn)包括適配要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的設(shè)置。通過適配該設(shè)置，可以改變要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的功能。例如，可以關(guān)于要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量屬性改變要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的功能。在另ー實(shí)施方式中，控制校準(zhǔn)包括如果測(cè)量結(jié)果中的至少ー個(gè)偏離于預(yù)定范圍，則重復(fù)框1002和1004的激活步驟以及框1006的組合步驟。如果測(cè)量結(jié)果中的至少ー個(gè)偏離于預(yù)定范圍，則可以將要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)表示為無效。如果來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果均未偏離于預(yù)定范圍，則可以將要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)表示為有效，并結(jié)束該校準(zhǔn)。可以重復(fù)框1002和1004的激活步驟以及框1006的組合步驟，直到要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)被表示為有效為止。結(jié)論
為了本公開和以下權(quán)利要求的目的，使用了術(shù)語(yǔ)“耦合”來描述各個(gè)元件如何進(jìn)行接ロ連接。這樣描述的各個(gè)元件的接ロ連接可以是直接的或間接的。盡管以結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作所專用的語(yǔ)言描述了主題，但是應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求中限定的主題不必限于所描述的具體特征或動(dòng)作。相反，具體特征和動(dòng)作是作為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式而公開的。在本公開的范圍內(nèi)將不同實(shí)施方式和權(quán)利要求的各個(gè)特征進(jìn)行組合以產(chǎn)生其變型。
權(quán)利要求
1.一種電路裝置，包括 多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每一個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)；以及 耦合至所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的控制器，所述控制器被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少一個(gè)接收測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的另一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路裝置，其中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少兩個(gè)芯片上監(jiān)視器電路是相同類型的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路裝置，其中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路被配置為同時(shí)測(cè)量所述半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路裝置，其中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路被布置在所述半導(dǎo)體芯片的各個(gè)區(qū)域中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路裝置，其中，所述控制器被配置為通過適配所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的所述另一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的設(shè)置，來控制校準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路裝置，其中，所述控制器被配置為在所述測(cè)量結(jié)果偏離于預(yù)定范圍的情況下重復(fù)校準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路裝置，其中，所述控制器被配置為在預(yù)定時(shí)段內(nèi)從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)接收多個(gè)測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果的組合來控制校準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路裝置，其中，所述控制器被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路接收多個(gè)測(cè)量結(jié)果，并檢測(cè)是否所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果中的至少一個(gè)偏離于預(yù)定范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路裝置，其中，所述控制器被配置為在所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果均未偏離于預(yù)定范圍的情況下，根據(jù)所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果的組合，適配所述半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。
10.一種電路裝置，包括 布置在網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每一個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)參數(shù)； 耦合至芯片上監(jiān)視器電路的網(wǎng)絡(luò)的控制器，所述控制器被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路接收測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)對(duì)所述測(cè)量結(jié)果的評(píng)估來生成輸出；以及 耦合至所述控制器和所述網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)反饋回路，所述至少一個(gè)反饋回路被配置為根據(jù)所述輸出來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其中，所述控制器還被配置為根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果的組合來適配所述半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路包括校準(zhǔn)控制字，并且其中，所述反饋回路被配置為通過根據(jù)所述輸出適配所述校準(zhǔn)控制字來控制校準(zhǔn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的網(wǎng)絡(luò)被配置為同時(shí)操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每一個(gè)在專用電路塊中實(shí)現(xiàn)，并且，其中所述控制器在處理器中實(shí)現(xiàn)。
15.一種用于監(jiān)管芯片上監(jiān)視器電路的方法，所述方法包括 (a)啟動(dòng)多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量，其中，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每一個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)； (b)啟動(dòng)要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量，其中，要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路被配置為測(cè)量所述半導(dǎo)體芯片的參數(shù)； (C)對(duì)來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理；以及 (d)如果來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的該至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果偏離于預(yù)定范圍，則將要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果表示為無效。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路被配置為測(cè)量與所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路要測(cè)量的參數(shù)不同的參數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量的啟動(dòng)在時(shí)間上在所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量的啟動(dòng)之后進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括如果要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的該至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果被表示為無效，則至少重復(fù)步驟(a)至(c)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括激活測(cè)量模式并且，如果要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果未被表示為無效，則根據(jù)要監(jiān)管的芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果，適配所述半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在預(yù)定時(shí)段內(nèi)從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的該至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路接收多個(gè)測(cè)量結(jié)果，其中，步驟(C)的對(duì)所述測(cè)量結(jié)果的處理包括對(duì)所述多個(gè)測(cè)量結(jié)果的處理。
21.一種用于校準(zhǔn)芯片上監(jiān)視器電路的方法，所述方法包括 Ca)激活被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)參數(shù)的多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路； (b)激活要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路； (c)將來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行組合；以及 (d)根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果的組合來控制對(duì)要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，控制校準(zhǔn)包括適配要校準(zhǔn)的芯片上監(jiān)視器電路的設(shè)置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，控制校準(zhǔn)包括如果所述測(cè)量結(jié)果中的至少一個(gè)偏離于預(yù)定范圍，則重復(fù)第一(a)和第二(b)激活步驟以及組合步驟(C)。
24.—種系統(tǒng),包括 電路裝置，其包括 多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路，所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每一個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)； 耦合至所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的控制器，所述控制器被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少一個(gè)接收測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果來控制對(duì)所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的另一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)； 功能電路，其被配置為執(zhí)行所述半導(dǎo)體芯片的功能；以及 耦合至所述電路裝置和所述功能電路的調(diào)節(jié)器電路，所述調(diào)節(jié)器電路被配置為根據(jù)來自所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果，調(diào)節(jié)所述功能電路的參數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)芯 片上監(jiān)視器電路和所述功能電路布置在所述半導(dǎo)體芯片上。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有芯片上監(jiān)視器電路和控制電路的電路裝置及對(duì)應(yīng)方法。這里給出的實(shí)施方式包括多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路以及控制器。所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的每一個(gè)被配置為測(cè)量半導(dǎo)體芯片的參數(shù)。所述控制器耦合至所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路。所述控制器被配置為從所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的至少一個(gè)接收測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)所述測(cè)量結(jié)果來控制所述多個(gè)芯片上監(jiān)視器電路中的另一個(gè)芯片上監(jiān)視器電路的校準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01R35/00GK102736016SQ20121008995
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者C.帕哈, T.鮑曼 申請(qǐng)人:英特爾移動(dòng)通信有限公司