專利名稱:故障診斷電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,本發(fā)明涉及一種用于實現(xiàn)集成電路的故 障診斷的電路。
背景技術(shù):
近年來,各種在邏輯電路中集成了存儲器的集成電路芯片,諸如專用集成電路 (ASIC)或微處理器,被開發(fā)出來。由于集成電路芯片越來越復(fù)雜,因此用于適當(dāng)?shù)夭⑶覐氐?地測試這些芯片的測試裝置在數(shù)量及復(fù)雜度上相應(yīng)增加。為了降低復(fù)雜度并減少對外部測 試裝置的依賴,片上測試電路被提供在集成電路中,用于自動地進(jìn)行至少部分測試。這種電 路通常被稱為內(nèi)置自測試(BIST)電路。
BIST電路是一種在集成電路中設(shè)計附加的硬件和軟件特征從而允許其使用自 身的電路來執(zhí)行自測試的技術(shù)。對于存儲器件中的BIST電路,該存儲器件諸如EPR0M、 EEPROM、SRAM、DRAM、快閃存儲器或具有嵌入式RAM和ROM的微處理器或微控制器,該BIST 電路通常包括應(yīng)用、讀取并比較測試模型(test pattern)的測試電路,該測試模型被設(shè)計 用來暴露存儲器件中潛在的物理故障。具體地,BIST電路可以基于一定的算法,例如循環(huán) 冗余校驗(CRC)算法,生成與存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)相關(guān)的特定特征。此外,BIST電路可 以將該特定特征與在BIST測試過程中獲得的測試特征進(jìn)行比較。如果特定特征與測試特 征之間存在差異,那么該存儲器件被認(rèn)為是有故障的器件。
然而,對于測試工程師而言,BIST測試過程通常是透明的,BIST電路僅能提供一 些測試信息,因此測試工程師或制造工程師難以分析物理故障的根本原因。
因此,需要一種更靈活且低成本的用于集成電路的故障診斷電路。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題,根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種電路。該電路包括多路選 擇器與控制器。多路選擇器用于接收多個地址信號,并響應(yīng)于選擇信號而將所述多個地址 信號中的一個地址信號選擇地輸出至可尋址模塊,所述可尋址模塊具有一組可尋址單元。 控制器用于生成所述多個地址信號中的第一地址信號以及所述選擇信號,并響應(yīng)于所述第 一地址信號讀出所述可尋址模塊的輸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,還提供了一種集成電路。該集成電路包括可尋址模塊與 多路選擇器。可尋址模塊具有一組可尋址單元。多路選擇器用于接收多個地址信號,并響 應(yīng)于選擇信號而將所述多個地址信號中的一個地址信號選擇地輸出至所述可尋址模塊。
上文已經(jīng)概括而非寬泛地給出了本發(fā)明內(nèi)容的特征。本發(fā)明內(nèi)容的附加特征將在 此后描述,其形成了本發(fā)明權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以容易地使用所 公開的構(gòu)思和具體實施方式
,作為修改和設(shè)計其他結(jié)構(gòu)或者過程的基礎(chǔ),以便執(zhí)行與本發(fā) 明相同的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解,這些等同結(jié)構(gòu)沒有脫離所附權(quán)利要求書中記 載的本發(fā)明的主旨和范圍。
為了更完整地理解本公開以及其優(yōu)點,現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述,其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電路100的一個實施例的框圖2示出了圖1的電路100的示例性電路圖3示出了圖2中電路的示例性運行;
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的集成電路400的一個實施例的框圖。
除非指明,否則不同附圖中的相應(yīng)標(biāo)記和符號一般表示相應(yīng)的部分。繪制附圖是 為了清晰地示出本公開內(nèi)容的實施方式的有關(guān)方面,而未必是按照比例繪制的。為了更為 清晰地示出某些實施方式,在附圖標(biāo)記之后可能跟隨有字母,其指示相同結(jié)構(gòu)、材料或者過 程步驟的變形。
具體實施方式
下面詳細(xì)討論實施例的實施和使用。然而,應(yīng)當(dāng)理解,所討論的具體實施例僅僅示 范性地說明實施和使用本發(fā)明的特定方式,而非限制本發(fā)明的范圍。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電路100的一個實施例的框圖。該電路100被用于診斷 可尋址模塊107的故障,該可尋址模塊107具有一組可尋址單元。例如,可尋址模塊107是 具有多個存儲單元的存儲器件,例如R0M、RAM、快閃存儲器、反熔絲可編程邏輯陣列、或嵌入 式存儲器。多個存儲單元通常被以陣列形式排列,這樣存儲器件包括一些可獨立尋址的寫 入或讀出數(shù)據(jù)的行、列。應(yīng)認(rèn)識到,存儲器件還包括用于接收對應(yīng)于存儲單元位置的地址信 號的控制邏輯,這樣,該控制邏輯確定在任意給定時刻多個存儲單元中的哪個被寫入或讀 出。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,電路100可以被用于其它的通過共享接口或控制邏輯來訪 問位置的器件。
如圖1所示,電路100包括多路選擇器101和控制器103。
多路選擇器101用于接收多個地址信號,并響應(yīng)于選擇信號而將多個地址信號中 的一個選擇地輸出至可尋址模塊107。
控制器103用于生成多個地址信號中的第一地址信號以及選擇信號,并響應(yīng)于第 一地址信號讀出可尋址模塊107的輸出。
多路選擇器101具有用于接收多個地址信號的多個通道。在一個實施例中,多路 選擇器101具有兩個通道,其中的一個用于接收由控制器103生成的第一地址信號,而其中 的另一個用于接收由BIST模塊105提供的多個地址信號中的第二地址信號。具體地,當(dāng)接 收處于第一態(tài)的選擇信號時,多路選擇器101輸出第一地址信號;當(dāng)接收處于不同于第一 態(tài)的第二態(tài)的選擇信號時,多路選擇器101輸出第二地址信號。
地址信號被用于選擇可尋址模塊107內(nèi)該組可尋址單元中的一個或多個單元。在 接收到具有特定地址值的地址信號后,可尋址模塊107定位與該特定地址值相關(guān)聯(lián)的一個 或多個可尋址單元。正如前述,可尋址模塊107通常包括一些可尋址的行以及列,因此,多 路選擇器101的每個地址信號的通道可以具有多位。例如,如果每個地址信號具有16位, 那么多路選擇器101可以針對每個通道相應(yīng)地具有16位。
為了與可尋址模塊107通信地交互,電路100還包括通信接口(未示出),其用于將控制器103通信地耦接到可尋址模塊107與多路選擇器101。例如,該通信接口包括I2C 接口、通用串行總線(USB)接口、外設(shè)組件互連(PCI)接口或其他接口。優(yōu)選地,該通信接 口為I2C接口,其需要較少的用于通信的控制邏輯與弓I腳。
在一個實施例中,由控制器103生成的第一地址信號是可編程地址信號,即,第一 地址信號包含可編程的地址值序列,并且地址值與地址值的次序都可以被調(diào)整。優(yōu)選地,控 制器103還包括用于存儲一組地址值的第一寄存器組,因而控制器103能夠根據(jù)該組地址 值生成第一地址信號。在實際應(yīng)用中,存儲在第一寄存器組的地址值可以由編程或調(diào)試工 具修改。因此,第一地址信號是可調(diào)整的,以使得可尋址模塊107中的每個可尋址單元能夠 被選擇以進(jìn)行進(jìn)一步的讀或?qū)懖僮?。以這樣的方式,控制器103可以通過對第一地址信號 編程來讀出多個可尋址單元中的任意單元。這樣,可尋址單元中的潛在的故障容易且可靈 活地被找出。
BIST模塊105用于提供第二地址信號并響應(yīng)于第二地址信號讀出可尋址模塊 107。在一個實施例中,BIST模塊105根據(jù)嵌入BIST模塊105中的一定的算法來生成第二 地址信號。具體地,BIST模塊105在接收到來自自動測試設(shè)備(ATE)的激活信號后自動地 生成第二地址信號。第二地址信號可以包括對應(yīng)于至少部分的可尋址單元的一組地址值。 優(yōu)選地,BIST模塊105還用于基于從可尋址模塊107讀出的數(shù)據(jù)來對可尋址模塊107執(zhí)行 信號特征分析(signature analysis)。例如,BIST模塊105根據(jù)一定的算法,例如CRC算 法,生成與存儲在可尋址模塊107中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特定特征。然后,BIST模塊105比較 特定特征與讀出數(shù)據(jù)以確定在可尋址模塊107中是否有任何缺陷或故障。本領(lǐng)域技術(shù)人員 易于理解,BIST模塊105可以是任意的能夠結(jié)合或不結(jié)合用于集成電路芯片的ATE設(shè)備來 實現(xiàn)自測試的BIST電路。
根據(jù)前述,根據(jù)本發(fā)明的電路100能夠通過選擇不同的地址信號來執(zhí)行器件的自 動測試與手動測試,這使得本發(fā)明能夠兼容傳統(tǒng)ATE設(shè)備以及測試?yán)?。此外,由于電?100能夠生成可編程的地址信號來定位被測器件中不同的單元,因此其在應(yīng)用中很靈活,并 且非常有助于找出被測器件中的潛在故障。與器件內(nèi)的故障相關(guān)聯(lián)的測試信息能夠被測試 工程師或制造工程師使用以診斷故障的根本原因,從而提高產(chǎn)品良率。例如,工程師可以使 用掃描電鏡(SEM)來對被測器件進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。
圖2示出了圖1的電路100的示例性電路圖。
如圖2所示,該電路包括多路選擇器201、控制器203以及可選地BIST模塊205。 該電路用于診斷具有一組可尋址單元的可尋址模塊207的潛在故障。
多路選擇器201具有第一輸入通道CH1、第二輸入通道CH2、選擇控制端SC以及輸 出端0P。具體地,第一輸入通道CHl耦接到控制器203的第一地址輸出端ADD1,用于接收 第一地址信號。第二輸入通道CH2耦接到BIST模塊205的第二地址輸出端ADD2,用于接收 第二地址信號。選擇控制端SC耦接到控制器203的地址輸出端SEL,用于接收選擇信號。 輸出端OP耦接到可尋址模塊207的地址控制端ADDIN。這樣,多路選擇器201響應(yīng)于選擇 信號將第一地址信號或第二地址信號選擇地輸出至可尋址模塊207。
控制器203具有第一地址輸出端ADD1、選擇輸出端SEL以及數(shù)據(jù)輸入端DIN。數(shù) 據(jù)輸入端DIN耦接到可尋址模塊207的數(shù)據(jù)輸出端Q,用于接收來自可尋址模塊207的讀出 數(shù)據(jù)。在本實施例中,控制器203包括第一寄存器組211與第二寄存器組213。第一寄存器組211用于存儲對應(yīng)于可尋址模塊207中的可尋址單元的一組地址值,因而控制器203能夠根據(jù)該組地址值生成第一地址信號。第二寄存器組213用于接收并存儲可尋址模塊207 的讀出數(shù)據(jù),即,存儲在可尋址模塊207中的各個單元的數(shù)據(jù)。
在一個實施例中,控制器203還用于比較可尋址模塊207的讀出數(shù)據(jù)與參考值,并在可尋址模塊207的輸出不同于該參考值時輸出提示信號。提示信號能夠被用于指示被測的可尋址模塊207的故障。
仍參考圖2,電路包括BIST模塊205,其用于實現(xiàn)可尋址模塊207的自測試。BIST 模塊205響應(yīng)于測試控制信號,該測試控制信號使得BIST模塊205運行在測試模式或正常模式。具體地,當(dāng)BIST模塊205運行在正常模式時,BIST模塊205將在地址輸入端ADD_ sys接收第二地址信號,并在端CSN_sys與端0EN_sys接收運行控制信號。第二地址信號進(jìn)一步被提供給多路選擇器201,而運行控制信號進(jìn)一步被提供給可尋址模塊207的運行控制端CSN與0ΕΝ。運行控制端CSN用于允許或禁止可尋址模塊207接收地址信號,而運行控制端OEN用于允許或禁止可尋址模塊207在數(shù)據(jù)輸出端Q輸出數(shù)據(jù)。
當(dāng)BIST模塊205運行在測試模式時,BIST模塊205自動生成包括一組地址值的第二地址信號,該組地址值對應(yīng)于可尋址模塊207中的多個可尋址單元中的至少一部分, 從而實現(xiàn)可尋址模塊207的自測試。優(yōu)選地,第二地址信號包括對應(yīng)于可尋址模塊207中所有可尋址單元的地址值,因而所有的可尋址單元能夠被測試。在實際應(yīng)用中,生成第二地址信號是由BIST模塊205的激活端ACT的激活信號觸發(fā)的,例如,信號的上升沿。激活信號可以由ATE設(shè)備提供。
在一個實施例中,BIST模塊205還用于對所述可尋址模塊207的讀出結(jié)果執(zhí)行信號特征分析,以檢查可尋址模塊207中是否存在任何的缺陷或故障。信號特征分析的結(jié)果被輸出在端SIG,而指示信號特征分析結(jié)束的終止信號被在端END輸出。優(yōu)選地,該電路能夠先通過BIST模塊205實現(xiàn)對可尋址模塊207的自測試。如果在可尋址模塊207中發(fā)現(xiàn)任何的故障或自測試中斷,則該電路能夠進(jìn)一步地通過控制器203實現(xiàn)手動測試。
在該實施例中,控制器203通過I2C接口耦接到多路選擇器201與可尋址模塊207。 圖3示出了使用I2C接口的電路的示例性運行。接下來,將結(jié)合圖2和3詳細(xì)說明該電路的運行。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解,其他的通信接口也能夠以相同或相似的方式被使用來訪問可尋址模塊207。
首先,控制器203對I2C接口執(zhí)行寫操作以生成第一地址信號。具體地,在步驟 302中,當(dāng)接口空閑時,啟動消息被由I2C接口的主控模塊發(fā)送到接口上;這樣,I2C接口被主控模塊掌控,而耦接到接口的所有其他模塊,例如耦接的寄存器組,能夠被相應(yīng)地調(diào)用或?qū)ぶ?。之后,在步驟304中,在啟動消息之后,具有8位的標(biāo)準(zhǔn)地址字節(jié)被立即發(fā)送到接口上, 其中該標(biāo)準(zhǔn)地址字節(jié)的最低位用于指示寫操作。然后,在步驟306中,第一寄存器組211的一個寄存器可以被尋址以進(jìn)行寫操作,從而存儲在該寄存器中的地址值被通過多路選擇器 201 (假定第一輸入通道CHl被選中)提供給可尋址模塊207,該地址值構(gòu)成了第一地址信號的一部分。當(dāng)?shù)刂分当话l(fā)送完時寫操作結(jié)束,而在步驟308中,停止消息被由主控模塊發(fā)送到接口上,從而該接口被釋放。
在步驟310中,在接收到第一地址信號之后,可尋址模塊207響應(yīng)于輸入的第一地址信號(即,地址值)定位可尋址單元,然后被定位的可尋址單元的數(shù)據(jù)能夠被由控制器203讀出,其將進(jìn)一步地被存儲到控制器203的第二寄存器213中。具體地,控制器203對 I2C接口執(zhí)行讀操作,以接收可尋址單元的數(shù)據(jù)。類似于寫操作,在步驟312中,啟動信號被 由I2C接口的主控模塊發(fā)送到接口上,這樣,I2C接口被由主控模塊掌控,而耦接到接口的所 有其他模塊能夠被相應(yīng)調(diào)用或?qū)ぶ?。之后,在步驟314中,在啟動消息之后,具有8位的標(biāo) 準(zhǔn)地址字節(jié)被立即發(fā)送到接口上,其中標(biāo)準(zhǔn)地址字節(jié)的最低位用于指示讀操作。然后,在步 驟316中,第二寄存器組213的一個寄存器可以被尋址以進(jìn)行讀操作,從而該寄存器被耦接 到I2C接口并且存儲在可尋址模塊207中的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到所耦接的寄存器。之后,I2C接口 從所耦接的寄存器讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)被發(fā)送完時讀操作結(jié)束,而在步驟318中,停止消息被 由主控模塊發(fā)送到接口上,從而該接口被釋放。
通過重復(fù)寫和讀操作,存儲在可尋址模塊207中的所有可尋址單元的數(shù)據(jù)能夠被 逐個讀出并存儲在控制器203中,這些數(shù)據(jù)將被用于診斷可尋址模塊207的狀態(tài)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的集成電路400的一個實施例的框圖。
如圖4中所示,集成電路400包括具有一組可尋址單元的可尋址模塊401與多路 選擇器403。
在一些實施例中,該可尋址模塊401可以是具有多個存儲單元的存儲器件,例如 R0M、RAM、快閃存儲器、反熔絲可編程邏輯陣列、或嵌入式存儲器。多個存儲單元通常被以陣 列形式排列,這樣存儲器件包括一些可獨立尋址的寫入或讀出數(shù)據(jù)的行、列。應(yīng)認(rèn)識到,存 儲器件還包括用于接收對應(yīng)于存儲單元位置的地址信號的控制邏輯,這樣,該控制邏輯確 定在任意給定時刻多個存儲單元中的哪個被寫入或讀出。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,可尋 址模塊401可以是通過共享接口或控制邏輯來訪問位置的其他器件。
多路選擇器403用于接收多個地址信號,并響應(yīng)于選擇信號而將多個地址信號中 的一個地址信號選擇地輸出至可尋址模塊401。
在一個實施例中,多路選擇器403具有用于接收多個地址信號的多個通道。在一 個實施例中,多路選擇器403具有兩個通道,其中的一個通道用于接收可編程的第一地址 信號,而其中的另一個通道用于接收由BIST模塊405提供的第二地址信號。
地址信號被用于選擇可尋址模塊401中的該組可尋址單元中的一個或多個單元。 在接收到具有特定地址值的一個地址信號后,可尋址模塊401將定位與該特定地址值相關(guān) 聯(lián)的一個或多個可尋址單元。
根據(jù)前述,集成電路400具有用于接收或選擇不同地址信號的多路選擇器403,其 中多路選擇器403的一個或多個輸入通道可以未被BIST模塊405占用。以這樣的方式,可 尋址模塊401被提供了用于接收除了由BIST模塊405生成的第二地址信號之外的一個或 多個地址信號的附加的一個或多個輸入通道,這使得可以針對可尋址模塊401中特定單元 進(jìn)行手動診斷。手動診斷有助于定位可尋址模塊401的故障。
在一個實施例中,集成電路400還包括BIST模塊405,其用于提供第二地址信號并 響應(yīng)于第二地址信號讀出可尋址模塊401。在一個實施例中,BIST模塊405根據(jù)嵌入其中 的一定的算法來生成第二地址信號。具體地,BIST模塊405在接收到來自自動測試設(shè)備的 激活信號后自動地生成第二地址信號。第二地址信號可以包括對應(yīng)于至少部分的可尋址單 元的一組地址值,用于故障診斷。優(yōu)選地,BIST模塊405還用于基于從可尋址模塊401讀 出的數(shù)據(jù)來對可尋址模塊401執(zhí)行信號特征分析。例如,BIST模塊405根據(jù)一定的算法,例如CRC算法,生成與存儲在可尋址模塊401中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的特定特征。然后,BIST模 塊405比較特定特征與讀出數(shù)據(jù)以確定在可尋址模塊401中是否有缺陷或故障。本領(lǐng)域技 術(shù)人員易于理解,BIST模塊405可以是任意的能夠結(jié)合或不結(jié)合用于集成電路芯片的ATE 設(shè)備來實現(xiàn)自測試的BIST電路。
本領(lǐng)域技術(shù)人員還將容易地理解的是,材料和方法可以變化,同時仍然處于本發(fā) 明的范圍之內(nèi)。還應(yīng)理解的是,除了用來示出實施方式的具體上下文之外,本發(fā)明提供了多 種可應(yīng)用的創(chuàng)造性構(gòu)思。因此,所附權(quán)利要求意在將這些過程、機器、制品、組合物、裝置、方 法或者步驟包括在其范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電路,包括 多路選擇器,用于接收多個地址信號,并響應(yīng)于選擇信號而將所述多個地址信號中的一個地址信號選擇地輸出至可尋址模塊,所述可尋址模塊具有一組可尋址單元; 控制器,用于生成所述多個地址信號中的第一地址信號以及所述選擇信號,并響應(yīng)于所述第一地址信號讀出所述可尋址模塊的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,所述第一地址信號包含可編程的地址值序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,所述控制器包括 第一寄存器組,用于存儲一組地址值,并將基于該組地址值的所述第一地址信號提供給所述多路選擇器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,所述控制器包括 第二寄存器組,用于接收并存儲所述可尋址模塊的所述輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,還包括 通信接口,用于將所述控制器通信地耦接至所述可尋址模塊與所述多路選擇器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路,其特征在于,所述通信接口包括I2C接口,USB接口或PCI 接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,所述控制器還用于比較所述可尋址模塊的輸出與參考值,并在所述可尋址模塊的所述輸出不同于所述參考值時輸出提示信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,還包括 內(nèi)置自測試模塊,用于生成所述多個地址信號中的第二地址信號,并響應(yīng)于所述第二地址信號讀出所述可尋址模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路,其特征在于,所述內(nèi)置自測試模塊還用于基于所述可尋址模塊的讀出結(jié)果對所述可尋址模塊執(zhí)行信號特征分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路,其特征在于,所述可尋址模塊包括ROM、RAM或快閃存儲器。
11.一種集成電路,包括 可尋址模塊,其具有一組可尋址單元; 多路選擇器,用于接收多個地址信號,并響應(yīng)于選擇信號而將所述多個地址信號中的一個地址信號選擇地輸出至所述可尋址模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路,其特征在于,還包括 內(nèi)置自測試模塊,用于生成所述多個地址信號中的第二地址信號,并響應(yīng)于所述第二地址信號讀出所述可尋址模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成電路,其特征在于,所述內(nèi)置自測試模塊還用于基于所述可尋址模塊的讀出結(jié)果對所述可尋址模塊執(zhí)行信號特征分析。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路,其特征在于,所述可尋址模塊包括ROM、RAM或快閃存儲器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種故障診斷電路以及集成電路。該電路包括多路選擇器與控制器。多路選擇器用于接收多個地址信號,并響應(yīng)于選擇信號而將所述多個地址信號中的一個地址信號選擇地輸出至可尋址模塊,所述可尋址模塊具有一組可尋址單元??刂破饔糜谏伤龆鄠€地址信號中的第一地址信號以及所述選擇信號,并響應(yīng)于所述第一地址信號讀出所述可尋址模塊的輸出。
文檔編號G11C29/12GK103021467SQ20111030494
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者王宏偉, L·莫利納里 申請人:意法半導(dǎo)體研發(fā)(深圳)有限公司, 意法半導(dǎo)體股份有限公司