本发明专利技术涉及一种可程控的纳米级别集成电路内置自检控制器，其技术特点是：包括核心功能控制单元、PLL控制器和多个多路复用器，所述的核心功能控制单元输出的控制信号与PLL控制器的输入端相连接，该PLL控制器的输出信号及外部时钟信号连接到多个多路复用器的输入端上，每个多路复用器的输出端连接到PLL交换电路上，该PLL交换电路输出多个时钟域与核心待测电路相连接，核心功能控制单元的测试控制端与核心待测电路相连接实现对其进行测试控制功能。本发明专利技术设计合理，能够方便地对有多个时钟域和多个时钟频率的设计进行全速检测和芯片纠错，可在增加少量硬件开销的基础上，有效提高了缺陷检测的覆盖率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路
，尤其是一种可程控的纳米级别集成电路内置自检控制器。
技术介绍
高速扫描检测是对90nm以下芯片检测延迟缺陷的重要方法。为了使用检测器在检测过程中抓住延迟缺陷，我们必须采用同正常使用模式下一致的高速测试时钟。当这种高速测试时钟直接由检测器驱动时，提供这些高速时钟会产生如下一些困难(1)为了降低检测成本与生产成本的比例，传统的检测仪器或者低花费低容量的检测器仍然用于高速芯片的检测；(2)当时钟频率超过IOOMHz，为降低检测器之间的误差，接ロ延迟和内部嵌入时钟的延迟会越来越困难。为了解决上述问题，业界提出了在检测中使用锁相环(PLL)嵌入技术以提供高速检测时钟的办法。例如，当使用逻辑内置自检(Built-1n-Self-Test或简称BIST)，就不会出现上述问题，因为所有高速时钟都由内部BIST控制器产生，而检测器只用慢速时钟提供控制数据。如果BIST控制器的时钟也由检测器提供，它仍可以用时钟扩频器得到高速内部时钟。然而，对于多时钟域和多时钟频率的设计，BIST控制器必须能够运行不同的捕获时钟次序以检测不同时钟域之间或同时钟域内的缺陷。通常为了得到更好的缺陷覆盖率，BIST控制器会固化一系列提前定义的捕获时钟次序，这样ー来限制了后续捕获时钟次序的自由度，这是由于(I) 一个芯片设计和它的后期修改版本如果间隔足够长的时间自然会使用不同生产エ艺，随着生产エ艺快速升级，预测必须检测的关键路径变得非常困难。众所周知，使用铝技术，在ISOnm以下线路延迟超出门延迟；如果使用铜技术，在130nm以下线路延迟超出门延迟；到达90nm，线路延迟会占据全部延迟的75%。因此，随生产エ艺变化，采用新时钟次序的新关键路线也会随之出现。在这种情况下，旧的捕获时钟次序不一定在新的エ艺下仍然有效。(2)在90nm以下，布局布线前的芯片速度不可准确预测，这使得传统的时序分析方法(例如静态时间分析和仿真系统)不准确。在芯片真正制造出来之前很难发现所有的关键路径。在这种情况下，ー些真正的关键路径很可能不在检测之列。从エ业实践中，我们确实见过ー些芯片通过了所有的全速检测，但仍然在正常工作中失败。下面对现有的BIST控制器的工作原理进行说明，如图1所示，该BIST控制器包括三个时钟域clk_l、clk_2和clk_3。在正常工作时，bist_run关闭，因此输入时钟clk_l、clk_2和clk_3经过多路复用器驱动工作电路；在BIST检测吋，bist_run被打开，并且每个输入时钟被ー个多路复用器阻断。当scan_enable信号到来时,一个缓慢的shift_clock信号驱动工作电路移进/移出数据，该shift_cl0ck是从BIST控制器里面经过ー个时钟分频器得到的；当Scan_enable信号关闭，电路进入捕获模式，同时ー个波形产生器在特定的捕获窗ロ发出提前设定的波形。BIST控制器的驱动波形产生器产生三个捕获时钟bist_cap_clk_l、bist_cap_clk_2和bist_cap_clk_3经过多路复用器驱动工作电路。时钟波形产生自一个单独时钟输入，标记为“BIST_CLK”，该单独时钟来自最快的外部时钟输入(本例采用最快的外部时钟clk_3)。为了检测有多个时钟域和多个时钟频率的设计，使用者可以定义多个捕获窗ロ，然后控制波形产生器在捕获窗口内产生已定义好的时钟波形。在图2给出的ー个用捕获窗ロ全速检测时钟域的例子中，包括同时钟域内测试和不同时钟域之间测试。假设ー个捕获窗ロ波形需要捕获时钟bist_cap_clk_l为50MHz，捕获时钟bist_cap_clk_2为100MHz，捕获时钟bist_cap_clk_3为200MHz，如果使用者想产生图中所示的捕获窗ロ波形，就要建立波形产生器以产生按捕获时钟bist_cap_clk_x (x=l, 2, 3)的正确信号序列。利用这种方式可以在全速检测中灵活制造任何提前定义的捕获窗ロ波形。但是，上述BIST控制器存在以下一些问题由于波形产生器是固化在设计中的，因此无法重新配置；同时，在BIST控制器中嵌入ー个模式状态机用于输出模式，在BIST控制器合成过程中，固定数量的检测模式被使用者提前确定，并且每个检测模式都有提前決定的测试向量数，另外每个检测模式都有ー个固定的捕获窗ロ波形，当模式状态机达到所设定的测试向量数时，一个带有新捕获窗ロ的新检测模式就会被启动；模式状态机和每个模式下的测试向量数量也是固化在设计中的，无法灵活配置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、能够对BIST控制器可重新编程并可灵活更改测试时钟次序的可程控的纳米级别集成电路内置自检控制器。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种可程控的纳米级别集成 电路内置自检控制器，包括核心功能控制单元、PLL控制器和多个多路复用器，所述的核心功能控制单元输出的控制信号与PLL控制器的输入端相连接，该PLL控制器的输出信号连接到多个多路复用器的一输入端上，每个多路复用器的另ー输入端与外部时钟信号相连接，每个多路复用器的输入控制端与核心功能控制单元输出的BIST运行信号相连接，每个多路复用器的输出端连接到PLL交换电路上，该PLL交换电路的信号输入端还与PLL信号相连接，该PLL交换电路输出多个时钟域与核心待测电路相连接，该PLL交换电路还输出一単独时钟BIST_CLK信号分别与PLL控制器及核心功能控制单元相连接，核心功能控制单元的测试控制端与核心待测电路相连接实现对其进行测试控制功能。而且，所述的PLL控制器由可程控任意波形产生器和内部可程控锁相环连接构成。而且，所述的可程控任意波形产生器由多行多列相互连接的ニ维扫描单元构成，2D扫描单元的行数决定了所有在捕获窗ロ的活跃时钟的最大频率范围和每个时钟的最大脉冲数；2D扫描单元的列数定在捕获窗口中同时活跃的时钟最大数量。而且，所述的2D扫描单元包括触发器、影子触发器和多路复用器，2D扫描单元(i，j)内的触发器D端与扫描单元(i, j_l)的输出相连接，该触发器CP端与shift_clock相连接，该触发器Q端分别连接到扫描单元(i，j+l)和多路复用器的一输入端上，该多路复用器的另ー输入端与扫描单元(i+1，j)的输出相连接，该多路复用器的控制端与扫描单元外的触发器Q端相连接，该多路复用器的输出连接到影子触发器D端，影子触发器Q端输出到扫描単元(1-1, j)上，该影子触发器CP端与扫描单元外的与门输出端相连接，该与门的两个输入端分别连接hclk信号和scan_enbale信号,该hclk信号由bist_clk信号经时钟放大器输出产生，该hclk信号同时连接到扫描单兀外的触发器CP端,该scan_enbale信号还连接到扫描单元外的触发器D端，所述的i，j分别表示扫描单元的行号和列号。而且，所述核心功能控制单元内置有有限元状态机输出控制PLL控制器所需要的时钟波形。本专利技术的优点和积极效果是本专利技术设计合理，可以在BIST逻辑嵌入芯片后仍然给予一定程度的灵活性来更改测试时钟次序,产生所需的全速时钟次序,能够方便地对有多个时钟域和多个时钟频率的设计进行全速检测和芯片纠错，可在増加少量硬件开销的基础上，有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可程控的纳米级别集成电路内置自检控制器，其特征在于：包括核心功能控制单元、PLL控制器和多个多路复用器，所述的核心功能控制单元输出的控制信号与PLL控制器的输入端相连接，该PLL控制器的输出信号连接到多个多路复用器的一输入端上，每个多路复用器的另一输入端与外部时钟信号相连接，每个多路复用器的输入控制端与核心功能控制单元输出的BIST运行信号相连接，每个多路复用器的输出端连接到PLL交换电路上，该PLL交换电路的信号输入端还与PLL信号相连接，该PLL交换电路输出多个时钟域与核心待测电路相连接，该PLL交换电路还输出一单独时钟BIST_CLK信号分别与PLL控制器及核心功能控制单元相连接，核心功能控制单元的测试控制端与核心待测电路相连接实现对其进行测试控制功能。
【技术特征摘要】
1.一种可程控的纳米级别集成电路内置自检控制器，其特征在于包括核心功能控制单元、PLL控制器和多个多路复用器，所述的核心功能控制单元输出的控制信号与PLL控制器的输入端相连接，该PLL控制器的输出信号连接到多个多路复用器的一输入端上，每个多路复用器的另一输入端与外部时钟信号相连接，每个多路复用器的输入控制端与核心功能控制单元输出的BIST运行信号相连接，每个多路复用器的输出端连接到PLL交换电路上，该PLL交换电路的信号输入端还与PLL信号相连接，该PLL交换电路输出多个时钟域与核心待测电路相连接，该PLL交换电路还输出一单独时钟BIST_CLK信号分别与PLL控制器及核心功能控制单元相连接，核心功能控制单元的测试控制端与核心待测电路相连接实现对其进行测试控制功能。2.根据权利要求1所述的可程控的纳米级别集成电路内置自检控制器，其特征在于所述的PLL控制器由可程控任意波形产生器和内部可程控锁相环连接构成。3.根据权利要求2所述的可程控的纳米级别集成电路内置自检控制器，其特征在于所述的可程控任意波形产生器由多行多列相互连接的二维扫描单元构成，2D扫描单元的行数决定了所有在捕获窗口的活跃时钟的最大频率范围和每个时钟的最大脉冲数；...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，
申请(专利权)人：天津联芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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