專利名稱：用于存儲(chǔ)器的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開通常涉及半導(dǎo)體集成電路，并且更具體地，涉及半導(dǎo)體集成電路的功率節(jié)約。
背景技術(shù)：
通常，期望集成電路以最低的可能功耗操作。 一種減小功耗的方法是降低集成電
路的電源電壓。 一種用于實(shí)現(xiàn)功率減小的已知技術(shù)是測試具有處理器的集成電路并且確定
處理器的利用水平。當(dāng)該處理器的利用率下降時(shí)，降低該處理器的工作頻率。此外，使提供
給該處理器的電壓量減小預(yù)定量，這允許該處理器以更高效的方式操作。 用于實(shí)現(xiàn)功率減小的另一種已知技術(shù)是在測試環(huán)境中測試集成電路，該測試環(huán)境
引入溫度變化并且測量特定集成電路的性能。然后選擇電源電壓值并且基于測量的測試結(jié)
果將該電源電壓值編程到該集成電路中。在測試了集成電路之后，測試模式過程中確定的
電源電壓值保持恒定，并因此必須被選擇為足夠高以滿足其中指定該集成電路發(fā)揮作用的
所有操作環(huán)境。


本發(fā)明借助于示例說明并且不限于附圖，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相似的元 件。附圖中的元件被出于簡化和清楚的目的而示出，并且沒有必要依比例繪制。
圖1以框圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)形式的具有動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)的存儲(chǔ)器 的集成電路； 圖2示出了圖1的集成電路的操作的一個(gè)形式的流程圖； 圖3在框圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一形式的具有動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)的存儲(chǔ)器的集 成電路；并且 圖4示出了圖3的集成電路的操作的一個(gè)形式的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出了系統(tǒng)IO，其實(shí)現(xiàn)了用于系統(tǒng)10中的存儲(chǔ)器的一種形式的動(dòng)態(tài)電壓 調(diào)節(jié)電路。在所示出的形式中，系統(tǒng)10是集成電路12。用于提供電源電壓的電壓源20位 于集成電路12外部。系統(tǒng)10具有存儲(chǔ)器14，其可以是易失存儲(chǔ)器或非易失存儲(chǔ)器(NVM)。 應(yīng)當(dāng)理解，存儲(chǔ)器14進(jìn)一步包括為便于解釋而未示出的解碼電路、靈敏放大器和其他傳統(tǒng) 電路。在集成電路12上還提供了測試存儲(chǔ)器16。測試存儲(chǔ)器16是具有與存儲(chǔ)器14相 同類型的存儲(chǔ)器設(shè)備。集成電路12還具有其他電路18，其他電路18表示多種額外的邏 輯和處理電路中的任何電路。其他電路18和存儲(chǔ)器14之間的互連被詳細(xì)示出并且與討 論無關(guān)。應(yīng)當(dāng)理解，測試存儲(chǔ)器16和存儲(chǔ)器14可在物理上位于集成電路12的不同部分 中，在集成電路12中彼此相鄰，或者具有散置的存儲(chǔ)器單元。電壓源20連接至電壓調(diào)節(jié)器 (voltageregulator)22的輸入。盡管電壓調(diào)節(jié)器22被示出為集成電路12的一部分，但是應(yīng)當(dāng)理解，電壓調(diào)節(jié)器22可被實(shí)現(xiàn)在集成電路12外部。電壓調(diào)節(jié)器22具有第一輸出，其 連接至存儲(chǔ)器14的電壓輸入，用于提供標(biāo)為VDD1的第一電源電壓。電壓調(diào)節(jié)器22具有第 二輸出，其連接至其他電路18的電壓輸入，用于提供標(biāo)為VDD2的第二電源電壓。第一電源 電壓可低于、等于或高于第二電源電壓，用于使存儲(chǔ)器14在功率效率更高的水平下操作同 時(shí)滿足指定的存儲(chǔ)器規(guī)范的其他操作特性。電壓調(diào)節(jié)器22具有第三輸出，其連接至電壓減 小電路24的電壓輸入，用于提供V。M電源電壓。電壓減小電路24的輸出連接至測試存儲(chǔ) 器16的電壓輸入，并且提供標(biāo)為"V。D「Vdr。p"的電壓。在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于特定集成電路和 特定應(yīng)用，確定Vd p的值。值Vdrap表示值VDD1和用于測試測試存儲(chǔ)器16的功能操作的減小 的電源電壓之間的電壓等級(jí)(voltage gradation)。測試存儲(chǔ)器16具有用于為測試電路 26的讀取輸入提供"讀取"(Read)數(shù)據(jù)的輸出。該測試存儲(chǔ)器具有用于從測試電路26的 寫入輸出接收"寫入"(Write)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入。測試電路26提供給測試存儲(chǔ)器16的控制 信息以傳統(tǒng)的方式經(jīng)由控制信號(hào)(未示出)耦合。測試電路26的輸出向測試控制器28的 輸入提供"通過'V "失敗"(Pass/Fail)信號(hào)。測試控制器28具有第一輸出，其連接至測 試電路26的使能輸入，用于提供測試(Test)信號(hào)。測試控制器28的第一輸出分別向電壓 調(diào)節(jié)電路30的第一和第二輸入提供標(biāo)為"增加(Increase)"的第一控制信號(hào)和標(biāo)為"減小 (Decrease)"的第二控制信號(hào)。電壓調(diào)節(jié)電路30的輸出向電壓調(diào)節(jié)器22的控制輸入提供
Voperating 0 在操作中，該集成電路具有測試存儲(chǔ)器16，其被添加用于動(dòng)態(tài)確定提供給存儲(chǔ)器 14的最優(yōu)的最小電源電壓。用于存儲(chǔ)器14的最優(yōu)的最小電源電壓是允許存儲(chǔ)器14在指 定(即期望)頻率下可靠地讀取和寫入同時(shí)存儲(chǔ)器14消耗用于無錯(cuò)誤地實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器操作 的所需的最小功率的電源電壓值。在所示出的形式中，測試存儲(chǔ)器16接收比存儲(chǔ)器14小 的電源電壓。測試存儲(chǔ)器16具有與存儲(chǔ)器14相同形式的存儲(chǔ)器電路(即，相同的工藝和 相同的比特單元配置)，并且出于響應(yīng)不同的電源電壓值測試其功能操作的目的而存在于 集成電路12上。測試電路26在測試控制器28和電壓調(diào)節(jié)電路30的控制下確定為存儲(chǔ)器 14供電的電源電壓VDD1是否被設(shè)定在其最優(yōu)值。選擇用于操作存儲(chǔ)器14和測試存儲(chǔ)器16 的時(shí)鐘頻率，并且保持該操作頻率。換言之，集成電路12中的時(shí)鐘電路由VDD2電源電壓供 電，并且測試電路26、測試控制器28和電壓調(diào)節(jié)電路30不修改該電源電壓。測試電路26、 測試控制器28和電壓調(diào)節(jié)電路30組合地發(fā)揮作用，以確定關(guān)于電源電壓VDD1的最優(yōu)低值， 由此系統(tǒng)10的存儲(chǔ)器14以功率高效和可靠的方式操作。特別地，電壓減小電路24作用來 使提供給測試存儲(chǔ)器16的電源電壓低于提供給存儲(chǔ)器14的電源電壓。測試電路26作用 來將預(yù)定數(shù)據(jù)寫入測試存儲(chǔ)器16并且讀取該數(shù)據(jù)。測試電路26用作比較器以將寫入的數(shù) 據(jù)與讀取的數(shù)據(jù)相比較。如果數(shù)據(jù)值準(zhǔn)確匹配，則將"通過"信號(hào)提供給測試控制器28。當(dāng) 該測試導(dǎo)致"通過"時(shí)，測試控制器28向電壓調(diào)節(jié)電路30提供"減小"控制信號(hào)，該"減少" 控制信號(hào)指示由于測試存儲(chǔ)器16可完全無錯(cuò)誤地操作，因此可進(jìn)一步降低電源電壓。此 外，測試控制器28實(shí)現(xiàn)并跟蹤計(jì)數(shù)值，該計(jì)數(shù)值表示在降低電源電壓之前通過相同的電源 電壓無錯(cuò)誤地進(jìn)行的測試迭代或通過的次數(shù)。測試控制器28具有關(guān)于用于測試測試存儲(chǔ) 器16的測試迭代的次數(shù)的預(yù)定閾值。該次數(shù)可以是用戶可編程的或者可預(yù)先確定并且不 可改變。如果未超過該閾值次數(shù)，則測試控制器28生成到測試電路26的"測試"信號(hào)。響 應(yīng)該"測試"信號(hào)，測試電路26再次將已知數(shù)據(jù)值寫入測試存儲(chǔ)器16并且讀取該值以確定寫入和讀取的數(shù)據(jù)是否相同。在可替代的形式中，測試電路26可以僅讀取預(yù)先寫入的數(shù)據(jù) 值并且將讀取的值與用于確定是否存在任何錯(cuò)誤的預(yù)期的值相比較。在未遇到錯(cuò)誤的情況 下超過關(guān)于該計(jì)數(shù)值的閾值次數(shù)之后，測試控制器28向電壓調(diào)節(jié)電路30指示可進(jìn)一步減 小電源電壓。電壓調(diào)節(jié)電路30向電壓調(diào)節(jié)器22提供V。pCTating控制信號(hào)。作為響應(yīng)，電壓調(diào) 節(jié)器22將VDD1的值減小到如電壓調(diào)節(jié)電路30所確定的V。pCTating電壓。電壓減小電路24隨 后提供進(jìn)一步減小的電壓，該電壓是比剛減小了的VDD1電壓低的Vdrap。
在替代方案中，如果測試電路26指示失敗情形，則不論計(jì)數(shù)值如何，測試控制器 28都將生成增加控制信號(hào)。作為響應(yīng)，電壓調(diào)節(jié)電路30提供具有如下形式的V。，一信號(hào)， 即向電壓調(diào)節(jié)器22指示需要提高V。M的值。因此，以比已被確定為開始經(jīng)歷操作失敗的電 壓高出至少兩個(gè)電壓調(diào)節(jié)器22的等級(jí)增量的電源電壓值為存儲(chǔ)器14供電。
圖2中示出了集成電路12中的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)的操作方法32的流程圖。在"開 始"(Start)命令或信號(hào)之后，在步驟34中標(biāo)為"通過#"的計(jì)數(shù)值被設(shè)定為零。詞"通過" 表示將在進(jìn)行電源電壓的任何減小之前進(jìn)行的所描述的方法的迭代或通過的次數(shù)。在步驟 36中，電源電壓VDD1的電壓值被提供給存儲(chǔ)器14。在步驟38中，確定關(guān)于測試電壓Vtest的 值。該測試電壓等于電源電壓V。M減去標(biāo)為V^。p的預(yù)定的下降量。在步驟40中，將計(jì)算的 測試電壓提供給測試存儲(chǔ)器16。在步驟42中，在電源電壓值V^t下測試測試存儲(chǔ)器16的 功能操作。在步驟44中，確定測試存儲(chǔ)器16是否已通過(即，是否自測試存儲(chǔ)器16讀取 到正確的數(shù)據(jù)值)。如果測試存儲(chǔ)器16通過，則在步驟46中將通過次數(shù)漸增1。在步驟48 中，檢查通過次數(shù)以確定其是否大于預(yù)定閾值。如果增加后的通過次數(shù)已超過該閾值，則在 步驟50中將通過次數(shù)重置回零并且減小VDD1電源電壓。此時(shí)重復(fù)步驟36并且將新的VDD1 電源電壓值提供給存儲(chǔ)器14。如果增加后的通過次數(shù)仍未超過該閾值，則不將通過次數(shù)重 置為零，并且處理過程返回到步驟36，其中繼續(xù)將現(xiàn)有的VDD1值提供給存儲(chǔ)器14。
相反地，如果在步驟44中測試存儲(chǔ)器16因所提供的數(shù)據(jù)值相比于測試電路26所 尋址的預(yù)期數(shù)據(jù)值在比特上是不正確的而未通過，則執(zhí)行步驟52。在步驟52中，使提供給 存儲(chǔ)器14和測試存儲(chǔ)器16的電源電壓VDD1的值增加預(yù)定的漸增量。然后重復(fù)步驟36并 且處理過程如圖2所示順序繼續(xù)。應(yīng)當(dāng)理解， 一旦開始操作開始，該方法32從步驟36順序 繼續(xù)進(jìn)行到步驟44，直至從集成電路12移除電源。 圖3中示出了用于集成電路56中的存儲(chǔ)器58的另一形式的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)。集成 電路56具有測試存儲(chǔ)器60和其他電路62。存儲(chǔ)器58由電源電壓VDD1供電，并且該其他電 路由電源電壓V，供電。電源電壓V。M不同于電源電壓V，。在一個(gè)形式中，電源電壓V。M 小于電源電壓V，以便于節(jié)省功率。電壓調(diào)節(jié)器66向電壓調(diào)節(jié)電路68提供固定偏置電壓 VBias。電壓調(diào)節(jié)電路68的第一輸出連接至測試存儲(chǔ)器60的電源端子或節(jié)點(diǎn)，用于提供標(biāo)為 Vtest的測試電源電壓。電壓調(diào)節(jié)電路68的第二輸出提供該V^t電壓并且連接至測試控制 器72的第一輸入。測試存儲(chǔ)器60的數(shù)據(jù)輸入連接至用于提供"寫入"數(shù)據(jù)的測試電路70 的輸出。測試存儲(chǔ)器60的數(shù)據(jù)輸出連接至測試電路70的輸入，用于提供"讀取數(shù)據(jù)"。測 試電路70向測試控制器72的第二輸入提供"通過'V "失敗"結(jié)果信號(hào)。測試控制72的第 一輸出連接至測試電路70的輸入，用于提供"測試"使能信號(hào)。測試控制器72的第二輸出 連接至電壓調(diào)節(jié)電路68的第二輸入，用于提供標(biāo)為VAdjust的控制信號(hào)。測試控制器72的第 三輸出連接至電壓調(diào)節(jié)器66的第二輸入，用于提供標(biāo)為V一w^的電壓控制信號(hào)。
在操作中，集成電路56具有測試存儲(chǔ)器60，其存在用于動(dòng)態(tài)確定要提供給存儲(chǔ)器 58的最優(yōu)的最小電源電壓。用于存儲(chǔ)器58的最優(yōu)的最小電源電壓是允許存儲(chǔ)器58在指 定(即期望的)頻率下可靠地讀取和寫入同時(shí)消耗用于無錯(cuò)誤地實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器操作所需的最 小功率的電源電壓值。在所示出的形式中，測試存儲(chǔ)器60初始接收等于偏置電壓VBias的電 源電壓。測試電路70在測試控制器72和電壓調(diào)節(jié)電路68的控制下進(jìn)行確定。再一次地， 應(yīng)當(dāng)理解，選擇用于操作存儲(chǔ)器58和測試存儲(chǔ)器60的時(shí)鐘頻率，并且保持該操作頻率。換 言之，集成電路56中的時(shí)鐘電路由VDD2電源電壓供電，并且測試電路70、測試控制器72和 電壓調(diào)節(jié)電路68不修改該電源電壓。測試電路70、測試控制器72和電壓調(diào)節(jié)電路68組 合地發(fā)揮作用，以確定用于電源電壓VDD1的最優(yōu)低值，由此系統(tǒng)54的存儲(chǔ)器58以功率高效 和可靠的方式操作。特別地，電壓調(diào)節(jié)電路68作用來向測試存儲(chǔ)器16提供初始處于VBias 值的測試電壓。測試電路70作用來將預(yù)定數(shù)據(jù)寫入測試存儲(chǔ)器16并且讀取該數(shù)據(jù)。測 試電路70用作比較器以將寫入的數(shù)據(jù)與讀取的數(shù)據(jù)相比較。如果數(shù)據(jù)值準(zhǔn)確匹配，則將 通過信號(hào)提供給測試控制器72。當(dāng)該存儲(chǔ)器測試導(dǎo)致通過時(shí)，測試控制器72向電壓調(diào)節(jié) 電路68提供VAdjust控制信號(hào)，該VAdjust控制信號(hào)指示由于測試存儲(chǔ)器60可完全無錯(cuò)誤地操 作，因此可進(jìn)一步降低電源電壓。此外，測試控制器72隨后向測試電路70提供"測試"使 能信號(hào)。響應(yīng)該"測試"信號(hào)，測試電路70再次將已知數(shù)據(jù)值寫入測試存儲(chǔ)器60并且讀取 該值以確定寫入和讀取的數(shù)據(jù)是否相同。在可替代的形式中，測試電路70可以僅讀取預(yù)先 寫入的數(shù)據(jù)值并且將讀取的值與用于確定是否存在任何錯(cuò)誤的預(yù)期的值相比較。該方法重 復(fù)直至測試電路70確定出現(xiàn)測試存儲(chǔ)器60操作的失敗。測試電路70隨后生成到測試控 制器72的"失敗"信號(hào)。作為響應(yīng)，測試控制器72向電壓調(diào)節(jié)器66提供V。，一信號(hào)。該
V，wing信號(hào)是先前的測試電壓值(即，其中未出現(xiàn)操作失敗的測試電壓)和被稱為電壓余 量(voltagemargin)的預(yù)定的額外電壓量的和。響應(yīng)該V。perating信號(hào)，該電壓調(diào)節(jié)器將到存 儲(chǔ)器58的VDD1值調(diào)節(jié)為等于電壓V。perating。 圖4中示出了描述集成電路56中的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)的操作方法78的流程圖。在 "開始"信號(hào)或命令或者使能信號(hào)之后，實(shí)現(xiàn)步驟80，其中將電源電壓VDD1提供給存儲(chǔ)器58 以操作存儲(chǔ)器58。孩V。m電源電壓具有足夠高的電源電壓值以確保存儲(chǔ)器58的可靠操作。 在步驟82中，電壓調(diào)節(jié)電路68提供測試電壓VTest。 VTest電壓值等于電壓調(diào)節(jié)器66所提供 的固定偏置電壓Ve^的電壓。在步驟84中，電壓調(diào)節(jié)電路68向測試存儲(chǔ)器60提供電源電 壓VTest。在步驟86中，測試電路70隨后在VTest的電源電壓值下測試測試存儲(chǔ)器60。在步 驟88中，測試電路70確定測試存儲(chǔ)器60在寫入和讀取操作中是否正確運(yùn)行。如果測試存 儲(chǔ)器60正確運(yùn)行，則在步驟90中使測試電源電壓VTest降低一分級(jí)量。通過降低的VTest電 壓，重復(fù)步驟84 86。如果測試存儲(chǔ)器60繼續(xù)以降低的VTest通過寫入和讀取操作，則再次 降低VTest，重復(fù)步驟84 86，如此這般，直至測試存儲(chǔ)器60在降低的VTest電源電壓值下失 敗。響應(yīng)測試存儲(chǔ)器60失敗，測試控制器72將操作電壓信號(hào)V。pCTating置于等于在測試存儲(chǔ) 器60失敗之前使用的V^t值的值，并且使其進(jìn)一步增加預(yù)定的電壓余量。如此，添加了安 全余量。在步驟94中，通過使VDM等于新確定的V。，一的值，向上調(diào)節(jié)電源電壓V。M。在 步驟94完成之后，方法78繼續(xù)進(jìn)行直至從集成電路56移除電源。特別地，返回步驟82的 起點(diǎn)并且再一次地將作為已知的VBias值的VTest電源電壓提供給測試存儲(chǔ)器60。
到此為止應(yīng)認(rèn)識(shí)到，已提供了多種形式的用于調(diào)節(jié)集成電路中的存儲(chǔ)器的電源電壓的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)電路。該存儲(chǔ)器可被實(shí)現(xiàn)為"獨(dú)立"(stand-alone)類型的存儲(chǔ)器，或者 被實(shí)現(xiàn)為被通常稱為芯片上系統(tǒng)(SOC)的具有其他類型的電路功能的集成電路中的嵌入 式存儲(chǔ)器。在具有靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)和多種邏輯電路模塊的SOC中，當(dāng)出于節(jié)省 功率的目的而減小電源電壓時(shí)，SRAM比特單元常常在邏輯電路之前開始失敗。此外，由于電 源電壓變化，因此不能容易地預(yù)測存儲(chǔ)器操作可靠性。因此，典型的，存儲(chǔ)器確定所需的最 小電源電壓。在此處描述的實(shí)施例中，確定用于存儲(chǔ)器的最優(yōu)電源電壓，從而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器電 源值和邏輯電路電源值之間的分支(bifurcation)。此外，此處描述的方法允許動(dòng)態(tài)變化， 由此容易地考慮溫度和其他操作條件的變化。在集成電路的存儲(chǔ)器全面發(fā)揮作用的同時(shí)進(jìn) 行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，因此不會(huì)發(fā)生存儲(chǔ)器的操作和功能的中斷。因此在操作集成電路中實(shí)現(xiàn)的存 儲(chǔ)器時(shí)發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，并且其包括在存儲(chǔ)器正在存儲(chǔ)或保存數(shù)據(jù)時(shí)以及在讀取和寫入模式 的操作過程中調(diào)節(jié)電源電壓。測試存儲(chǔ)器16和測試存儲(chǔ)器60被實(shí)現(xiàn)為具有任何變化的尺 寸。需要測試存儲(chǔ)器中的數(shù)量足夠大的存儲(chǔ)器比特單元，以確保測試存儲(chǔ)器代表比特單元 行為的廣泛分布。 由于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多種裝置大部分由本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的電子元件和電路 組成，因此為了理解和認(rèn)識(shí)本發(fā)明的下面的概念并且不致造成本發(fā)明的教導(dǎo)的模糊或混 亂，未在超出如上所述的被認(rèn)為是必要的程度上解釋電路細(xì)節(jié)。 某些上述實(shí)施例在可應(yīng)用時(shí)可使用多種不同的信息處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。例如，盡管圖1 及其討論描述了示例性存儲(chǔ)器系統(tǒng)架構(gòu)，但是該示例性架構(gòu)僅被提出用于提供討論本發(fā)明 的多種方面時(shí)的有用參考。當(dāng)然，該架構(gòu)的描述出于討論的目的而被簡化，并且僅是可根據(jù) 本發(fā)明使用的許多不同類型的適當(dāng)架構(gòu)中的一個(gè)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，邏輯模塊 之間的界限僅是說明性的，并且替代的實(shí)施例可合并邏輯模塊或電路元件，或者可替代地 可將其功能分解為多種邏輯模塊或電路元件。 因此，將理解，此處示出的架構(gòu)僅是示例性的，并且實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)許多獲得相同功 能的其他架構(gòu)。簡而言之，但是仍確定地，用于獲得相同功能的任何部件布置被有效地"關(guān) 聯(lián)"，由此獲得期望的功能。因此，此處被組合以獲得特定功能的任何兩個(gè)部件可被視為相 互"關(guān)聯(lián)"，由此獲得期望的功能，與架構(gòu)或中間部件無關(guān)。同樣地，如此關(guān)聯(lián)的任何兩個(gè)部 件也可被視為相互"操作連接"或者"操作耦合"以獲得所期望的功能。
而且，例如，在一個(gè)實(shí)施例中，所示出的存儲(chǔ)器電路是SRAM。在其他形式中，所示 出的存儲(chǔ)器電路被實(shí)現(xiàn)為DRAM、 MRAM、鐵電存儲(chǔ)器和包括Flash存儲(chǔ)器的非易失存儲(chǔ)器 (NVM)、以及包括寄存器、緩沖器或高速緩存、主存儲(chǔ)器(mainstorage)的易失存儲(chǔ)介質(zhì)。
而且，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，上述操作的功能之間的界限僅是說明性的。多 個(gè)操作的功能可組合為單個(gè)操作，和/或單個(gè)操作的功能可分布在額外的操作中。而且，替 代的實(shí)施例可包括特定操作的多個(gè)實(shí)例，并且在多種其他實(shí)施例中可改變操作的順序。
計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括，例如但不限于，任何數(shù)目的如下介質(zhì)磁存儲(chǔ)介質(zhì)，包括 磁盤和磁帶存儲(chǔ)介質(zhì)；光存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如壓縮盤介質(zhì)(例如，CD-R0M、 CD-R等)和數(shù)字視頻 盤尺寸介質(zhì)；非易失存儲(chǔ)器存儲(chǔ)介質(zhì)，包括基于半導(dǎo)體的存儲(chǔ)器單元，諸如FLASH存儲(chǔ)器、 EEPR0M、 EPR0M、 ROM ;鐵電數(shù)字存儲(chǔ)器；MRAM ;易失存儲(chǔ)介質(zhì)，包括寄存器、緩沖器或緩存、主 存儲(chǔ)器、RAM等；和數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電信設(shè)備和載波傳輸介質(zhì)，不一 而足。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)10在諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。其他實(shí)施 例可包括不同類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是可被設(shè)計(jì)為向一個(gè)或多個(gè)用戶提供獨(dú)立計(jì) 算能力的信息處理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可具有許多形式，包括但不限于大型機(jī)、小型機(jī)、服務(wù) 器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、電子游戲機(jī)、汽車和其他嵌入式系 統(tǒng)、蜂窩電話和多種其他無線設(shè)備。典型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括至少一個(gè)處理單元、關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ) 器和若干輸入/輸出(I/O)設(shè)備。 在一個(gè)形式中，此處提供了一種向存儲(chǔ)器供電的方法。通過在電源電壓下向集成 電路的存儲(chǔ)器供電操作該存儲(chǔ)器。在操作該存儲(chǔ)器的同時(shí)測試該集成電路的測試存儲(chǔ)器。 該測試存儲(chǔ)器和該存儲(chǔ)器每一均包括第一比特單元配置類型的比特單元。在操作該存儲(chǔ)器 的同時(shí)，基于對(duì)該測試存儲(chǔ)器的測試，調(diào)節(jié)電源電壓的電壓電平。在一個(gè)形式中，該測試包 括確定其中該測試存儲(chǔ)器通過測試的用于向該測試存儲(chǔ)器供電的最小電壓電平。該調(diào)節(jié)包 括以基于確定最小電壓電平的電壓電平提供電源電壓。在另一形式中，在多個(gè)電壓電平下 向該測試存儲(chǔ)器供電的同時(shí)測試該測試存儲(chǔ)器。確定所述多個(gè)電壓電平中該測試存儲(chǔ)器測 試失敗的最高電壓電平。在一個(gè)形式中，將電源電壓調(diào)節(jié)到高于該最高電壓電平的電壓電 平。在另一形式中，以比該電源電壓的電壓電平小預(yù)定量的電壓電平向該測試存儲(chǔ)器供電。 在以多個(gè)電壓電平向該測試存儲(chǔ)器供電的過程中，以多個(gè)電壓電平向該存儲(chǔ)器供電。在另 一形式中，該測試包括將數(shù)據(jù)模式(data pattern)寫入該測試存儲(chǔ)器，自該測試存儲(chǔ)器讀 取數(shù)據(jù)單元，并且將該數(shù)據(jù)模式與該數(shù)據(jù)單元相比較。 在另一形式中，此處提供了一種通過以操作電壓電平向集成電路的存儲(chǔ)器供電而 向存儲(chǔ)器供電的方法。第一次測試該集成電路的測試存儲(chǔ)器?；谠摰谝淮螠y試將該操作 電壓電平調(diào)節(jié)到第一調(diào)節(jié)操作電壓電平。在該第一次調(diào)節(jié)之后以該第一調(diào)節(jié)操作電壓電平 向該存儲(chǔ)器供電。第二次測試該測試存儲(chǔ)器?；谠摰诙螠y試將該第一調(diào)節(jié)操作電壓電 平調(diào)節(jié)到第二調(diào)節(jié)操作電壓電平。在調(diào)節(jié)該第一操作電壓電平之后以該第二調(diào)節(jié)操作電壓 電平向該存儲(chǔ)器供電。在另一形式中，該第一次測試包括以基于該操作電壓電平的第一測 試電壓電平向該測試存儲(chǔ)器供電。該第二次測試包括以基于該第一調(diào)節(jié)操作電壓電平的第 二測試電壓電平向該測試存儲(chǔ)器供電。在另一形式中，該第一測試電壓電平比該操作電壓 電平小預(yù)定量。該第二測試電壓電平比該第一調(diào)節(jié)操作電壓電平小該預(yù)定量。在另一形式 中，如果該第一次測試指示失敗，則該第一次調(diào)節(jié)包括使該操作電壓電平增加到該第一調(diào) 節(jié)操作電壓，其中該第一調(diào)節(jié)操作電壓電平大于該操作電壓電平。在另一形式中，如果該 第一次測試未指示失敗，則該第一次調(diào)節(jié)包括使該操作電壓電平減小到該第一調(diào)節(jié)操作電 壓，其中該第一調(diào)節(jié)操作電壓電平小于該操作電壓電平。在另一形式中，該第一次測試包括 在以多個(gè)電壓電平向該測試存儲(chǔ)器供電的同時(shí)測試該測試存儲(chǔ)器，并且確定該多個(gè)電壓電 平中的測試指示通過的第一最低電壓電平，其中該第一調(diào)節(jié)電壓電平基于該第一最低電壓 電平。該第二次測試包括在以多個(gè)電壓電平下向該測試存儲(chǔ)器供電的同時(shí)測試該測試存儲(chǔ) 器，并且確定測試指示通過的該多個(gè)電壓電平中的第二最低電壓電平，其中該第二調(diào)節(jié)電 壓電平基于該第二最低電壓電平。 —種具有集成電路的存儲(chǔ)器的系統(tǒng)，該存儲(chǔ)器包括用于接收操作電源電壓的電源 端子。該集成電路的測試存儲(chǔ)器包括用于接收向該測試存儲(chǔ)器供電的測試電源電壓的測試 電源端子，該測試存儲(chǔ)器和該存儲(chǔ)器每一均包括第一比特單元配置類型的比特單元。測試電路耦合至該測試存儲(chǔ)器用于測試和確定該測試存儲(chǔ)器的性能，該測試電路可操作用于尋 找使該測試存儲(chǔ)器通過測試的在該測試電源端子接收的最低測試電源電壓電平。該存儲(chǔ)器 的該電源端子被配置為接收該操作電源電壓，該操作電源電壓是可基于如該測試電路所確 定的該測試存儲(chǔ)器的性能在存儲(chǔ)器操作過程中調(diào)節(jié)的。在一個(gè)形式中，該存儲(chǔ)器的該電源 端子被配置為接收處于比該最小測試電源電壓電平高預(yù)定量的電壓電平的操作電源電壓。 在另一形式中，以比該操作電源電壓的電壓電平小預(yù)定量的電壓電平提供該測試電源電 壓。在另一形式中，基于如該測試電路確定的該測試存儲(chǔ)器的測試失敗，增加該操作電源電 壓。在另一形式中，通過向該測試電源端子提供基于處于第一電壓電平的操作電源電壓的 第一測試電壓電平，該測試電路測試該測試存儲(chǔ)器?；诖_定在提供該第一測試電壓電平 的同時(shí)時(shí)該測試存儲(chǔ)器通過測試，將該操作電源電壓降低到第二電壓電平。在另一形式中， 基于確定在提供該第一測試電壓電平時(shí)該測試存儲(chǔ)器連續(xù)通過預(yù)定次數(shù)的測試，將該操作 電源電壓降低到該第二電壓電平。在另一形式中，通過向該測試電源端子提供基于處于第 一電壓電平的操作電源電壓的測試電壓電平，該測試電路測試該測試存儲(chǔ)器，其中基于確 定在提供該第一測試電壓電平的同時(shí)該測試存儲(chǔ)器測試失敗，將該操作電源電壓升高到第 二電壓電平。在另一形式中，提供了用于以多個(gè)電壓電平提供該測試操作電壓的電壓調(diào)節(jié) 電路，其中該測試電路以該多個(gè)電壓電平測試該測試存儲(chǔ)器以確定該多個(gè)電壓電平中的使 該測試存儲(chǔ)器通過測試的最低電壓電平，以基于該確定的最低電壓電平的電壓電平提供該 操作電源電壓。在另一形式中，提供了電壓調(diào)節(jié)器，其包括輸出，該輸出耦合至該操作電源 端子；和輸入，該輸入耦合至該測試電路以接收用于基于如該測試電路確定的該測試存儲(chǔ) 器的性能調(diào)節(jié)該操作電源電壓的指示。 盡管此處通過參考特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是可進(jìn)行多種修改和改變而不偏 離如附屬權(quán)利要求闡述的本發(fā)明的范圍。例如，測試電路、測試控制器和電壓調(diào)節(jié)的許多功 能可在軟件代碼中實(shí)現(xiàn)，其中測試電路將包括用于執(zhí)行所需代碼以執(zhí)行存儲(chǔ)器測試和電壓 控制功能的處理單元。因此，說明書和附圖應(yīng)被視為說明性的而非限制性的，并且所有該修 改應(yīng)被涵蓋于本發(fā)明的范圍內(nèi)。此處針對(duì)特定實(shí)施例描述的任何益處、優(yōu)點(diǎn)或?qū)栴}的解 決方案不應(yīng)被解釋為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必需的或基本的特征或要素。
如此處使用的術(shù)語"耦合"不應(yīng)限于直接耦合或機(jī)械耦合。 而且，如此處使用的術(shù)語"一"被定義為一個(gè)或多于一個(gè)。而且，權(quán)利要求中的諸 如"至少一個(gè)"和"一個(gè)或多個(gè)"的引入性習(xí)語的使用不應(yīng)被解釋為暗示了不定冠詞"一"所 引入的另一權(quán)利要求元素使包含該引入權(quán)利要求元素的任何特定權(quán)利要求限于僅包含一 個(gè)該元素的發(fā)明，即使相同的權(quán)利要求包括引入性習(xí)語"一個(gè)或多個(gè)"或"至少一個(gè)"以及 諸如"一"的不定冠詞時(shí)也是如此。這對(duì)于定冠詞的使用同樣適用。 除非另外說明，否則諸如"第一"和"第二"的術(shù)語用于任意區(qū)分該術(shù)語描述的要 素。因此，這些術(shù)語并不必然意圖用于指示這些要素的時(shí)間上的或其他的優(yōu)先順序。
權(quán)利要求
一種向存儲(chǔ)器供電的方法，包括操作集成電路的存儲(chǔ)器，所述操作存儲(chǔ)器包括以電源電壓向所述存儲(chǔ)器供電；在操作所述存儲(chǔ)器的同時(shí)測試所述集成電路的測試存儲(chǔ)器，所述測試存儲(chǔ)器和所述存儲(chǔ)器每一均包括第一比特單元配置類型的比特單元；和在操作所述存儲(chǔ)器的同時(shí)，基于對(duì)所述測試存儲(chǔ)器的測試，調(diào)節(jié)所述電源電壓的電壓電平。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測試包括確定其中所述測試存儲(chǔ)器通過測試的用于向所述測試存儲(chǔ)器供電的最 小電壓電平；并且所述調(diào)節(jié)包括以基于確定最小電壓電平的電壓電平提供所述電源電壓。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中測試所述測試存儲(chǔ)器包括在以多個(gè)電壓電平向所述測試存儲(chǔ)器供電的同時(shí)測試所述測試存儲(chǔ)器；禾口 確定所述多個(gè)電壓電平中的所述測試存儲(chǔ)器測試失敗的最高電壓電平。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括將所述電源電壓調(diào)節(jié)到高于所述最高電壓電平的電壓電平。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中以比所述電源電壓的電壓電平小預(yù)定量的電壓電平 向所述測試存儲(chǔ)器供電，其中在以多個(gè)電壓電平向所述測試存儲(chǔ)器供電的過程中，以多個(gè) 電壓電平向所述存儲(chǔ)器供電。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述測試包括 將數(shù)據(jù)模式寫入所述測試存儲(chǔ)器； 自所述測試存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)單元；禾口 將所述數(shù)據(jù)模式與所述數(shù)據(jù)單元比較。
7. —種向存儲(chǔ)器供電的方法，包括 以操作電壓電平向集成電路的存儲(chǔ)器供電； 第一次測試所述集成電路的測試存儲(chǔ)器；基于所述第一次測試將所述操作電壓電平調(diào)節(jié)到第一調(diào)節(jié)操作電壓電平； 在所述第一次調(diào)節(jié)之后以所述第一調(diào)節(jié)操作電壓電平向所述存儲(chǔ)器供電； 第二次測試所述測試存儲(chǔ)器；基于所述第二次測試將所述第一調(diào)節(jié)操作電壓電平調(diào)節(jié)到第二調(diào)節(jié)操作電壓電平；和 在調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)操作電壓電平之后以所述第二調(diào)節(jié)操作電壓電平向所述存儲(chǔ)器 供電。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一次測試包括以基于所述操作電壓電平的第一測試電壓電平向所述測試存儲(chǔ) 器供電；并且所述第二次測試包括以基于所述第一調(diào)節(jié)操作電壓電平的第二測試電壓電平向所述 測試存儲(chǔ)器供電。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一測試電壓電平比所述操作電壓電平小預(yù)定量；并且 所述第二測試電壓電平比所述第一調(diào)節(jié)操作電壓電平小所述預(yù)定量。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中如果所述第一次測試指示失敗，則所述第一次調(diào)節(jié)包括使所述操作電壓電平增加到所 述第一調(diào)節(jié)操作電壓，其中所述第一調(diào)節(jié)操作電壓電平大于所述操作電壓電平。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中如果所述第一次測試未指示失敗，則所述第一次調(diào)節(jié)包括使所述操作電壓電平減小到 所述第一調(diào)節(jié)操作電壓，其中所述第一調(diào)節(jié)操作電壓電平小于所述操作電壓電平。
12. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一次測試包括在以多個(gè)電壓電平向所述測試存儲(chǔ)器供電的同時(shí)測試所述測試 存儲(chǔ)器，并且確定所述多個(gè)電壓電平中的測試指示通過的第一最低電壓電平，其中所述第 一調(diào)節(jié)操作電壓電平基于所述第一最低電壓電平；并且所述第二次測試包括在以多個(gè)電壓電平向所述測試存儲(chǔ)器供電的同時(shí)測試所述測試 存儲(chǔ)器，并且確定所述多個(gè)電壓電平中的測試指示通過的第二最低電壓電平，其中所述第 二調(diào)節(jié)操作電壓電平基于所述第二最低電壓電平。
13. —種系統(tǒng)包括集成電路的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括用于接收操作電源電壓的電源端子； 所述集成電路的測試存儲(chǔ)器，所述測試存儲(chǔ)器包括用于接收向所述測試存儲(chǔ)器供電的測試電源電壓的測試電源端子，所述測試存儲(chǔ)器和所述存儲(chǔ)器每一均包括第一 比特單元配置類型的比特單元；禾口測試電路，其耦合至所述測試存儲(chǔ)器，用于測試和確定所述測試存儲(chǔ)器的性能，所述測試電路可操作用于尋找使所述測試存儲(chǔ)器通過測試的在所述測試電源端子接收的最低測試電源電壓電平；其中所述存儲(chǔ)器的所述電源端子被配置為接收所述操作電源電壓，所述操作電源電壓 是可基于所述測試電路確定的所述測試存儲(chǔ)器的性能在存儲(chǔ)器操作過程中調(diào)節(jié)的。
14. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)器的所述電源端子被配置為接收處于比 所述最小測試電源電壓電平高預(yù)定量的電壓電平的操作電源電壓。
15. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中以比所述操作電源電壓的電壓電平小預(yù)定量的電 壓電平提供所述測試電源電壓。
16. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中基于所述測試電路確定的所述測試存儲(chǔ)器的測試 失敗，增加所述操作電源電壓。
17. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中通過向所述測試電源端子提供基于處于第一電壓 電平的操作電源電壓的第一測試電壓電平，所述測試電路測試所述測試存儲(chǔ)器，其中基于 確定在提供所述第一測試電壓電平的同時(shí)所述測試存儲(chǔ)器通過測試，將所述操作電源電壓 降低到第二電壓電平。
18. 如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中基于確定在提供所述第一測試電壓電平的同時(shí)所 述測試存儲(chǔ)器連續(xù)通過預(yù)定次數(shù)的測試，將所述操作電源電壓降低到所述第二電壓電平。
19. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中通過向所述測試電源端子提供基于處于第一電壓 電平的操作電源電壓的測試電壓電平，所述測試電路測試所述測試存儲(chǔ)器，其中基于確定 在提供所述第一測試電壓電平時(shí)所述測試存儲(chǔ)器測試失敗，將所述操作電源電壓升高到第 二電壓電平。
20. 如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于以多個(gè)電壓電平提供所述測試電源電 壓的電壓調(diào)節(jié)電路，其中所述測試電路以所述多個(gè)電壓電平的電平測試所述測試存儲(chǔ)器， 以確定所述多個(gè)電壓電平中的允許所述測試存儲(chǔ)器通過測試的最低電壓電平，以基于被確 定為允許所述測試存儲(chǔ)器通過測試的所述最低電壓電平的電壓電平提供所述操作電源電 壓。
21. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電壓調(diào)節(jié)器，其包括輸出，所述輸出耦合至所述電源端子；和輸入，所述輸入耦合至 所述測試電路以接收用于基于所述測試電路確定的所述測試存儲(chǔ)器的性能調(diào)節(jié)所述操作 電源電壓的指示。
全文摘要
在操作集成電路(10)上的存儲(chǔ)器(14)的過程中動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)該存儲(chǔ)器的電源電壓。該存儲(chǔ)器的操作包括以電源電壓(VDD1)向該存儲(chǔ)器供電。在操作該存儲(chǔ)器的同時(shí)向該集成電路的測試存儲(chǔ)器(16)供電。該測試存儲(chǔ)器和該存儲(chǔ)器每一均包括第一比特單元配置類型的比特單元。在操作該存儲(chǔ)器時(shí)，基于對(duì)該測試存儲(chǔ)器的測試，調(diào)節(jié)(30)電源電壓的電壓電平。通過外部變化調(diào)節(jié)該電壓電平以采用保證該存儲(chǔ)器操作不會(huì)失敗而且準(zhǔn)確地使該電源電壓最小化的值。該系統(tǒng)和方法可通過任何類型的存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。該存儲(chǔ)器(14)和測試存儲(chǔ)器(16)可在物理上被實(shí)現(xiàn)為分立的或者散置在該集成電路上。
文檔編號(hào)G11C16/06GK101743598SQ200880024536
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者Q·A·奎萊施, S·達(dá)瓦爾, 托馬斯·朱 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司