專利名稱:用于多芯片組件的具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置及其規(guī)劃方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)應(yīng)用于集成電路設(shè)計(jì)的可彈性規(guī)劃掃描鏈的技術(shù)，特別是，有關(guān)于應(yīng)用于多芯片組件的具有可規(guī)劃掃描鏈(Programmable Scan Chains)的裝置及其規(guī)劃方法。
背景技術(shù)：
在特定應(yīng)用集成電路(Application-Specific Integrated Circuit)設(shè)計(jì)領(lǐng)域里，特別是數(shù)量高達(dá)數(shù)百萬晶體管元件(gate-count)的集成電路設(shè)計(jì)，為便于量產(chǎn)效率，通常會(huì)支援測(cè)試設(shè)計(jì)(Design for Test，可簡(jiǎn)稱為DFT)功能。請(qǐng)參照?qǐng)D1，所示即為具有DFT功能的芯片的方塊圖，標(biāo)號(hào)100代表一芯片，標(biāo)號(hào)102A、102B、…、102N代表掃描鏈(scan chains)，標(biāo)號(hào)104A、104B、…、104N代表掃描輸入端口(scan input ports)，標(biāo)號(hào)106A、106B、…、106N代表掃描輸出端口(scan output ports)。如圖1所示，測(cè)試型樣(test patterns)由掃描輸入端口104A、104B、…、104N輸入，饋入相對(duì)應(yīng)的掃描鏈102A、102B、…、102N，再由掃描輸出端口106A、106B、…、106N輸出，借助檢視掃描輸出端口106A、106B、…、106N所輸出的型樣，判斷芯片100功能是否正常。
然而，為能減少輸入/輸出端口數(shù)目，以求能降低封裝成本，現(xiàn)有技術(shù)(諸如美國專利第6,848,067號(hào))即提出輸入/輸出端口共用電路，即如圖2所示。其中，標(biāo)號(hào)200代表芯片，標(biāo)號(hào)202A、202B、…、202N代表掃描鏈(scan chains)，標(biāo)號(hào)204代表掃描輸入端口(scan input port)，標(biāo)號(hào)206代表掃描輸出端口(scanoutput port)。如圖2所示，多個(gè)掃描鏈202A、202B、…、202N是借助一掃描選擇器208共用單一掃描輸入端口204，并借助另一掃描選擇器210共用單一掃描輸出端口206。因此，’067號(hào)專利可以減少DFT所需的掃描輸入/輸出端口數(shù)目。
隨著集成電路設(shè)計(jì)趨于系統(tǒng)芯片(System-On-Chip)的潮流，越來越多的功能均整合至單一芯片內(nèi)，DFT已成為芯片量產(chǎn)的主流測(cè)試方式。由于功能越多意味著晶體管數(shù)目越多，表示輸入/輸出端口數(shù)目也越多，由于DFT所需的輸入/輸出端口并非全般輸入/輸出端口的主要部分，故輸入/輸出端口共用電路并無法降低封裝成本，反倒因?yàn)闇y(cè)試時(shí)間增加，進(jìn)而增加測(cè)試成本。
另外，由于數(shù)字電路與模擬電路二者工藝的限制，或是良率的考量，會(huì)以多芯片組件(Multi-Chip Module)將幾個(gè)封裝尺寸較小整合至單一組件上，獲致整合不相同工藝的芯片，可提升工藝良率。然而，多芯片組件所具有的各個(gè)芯片，雖各具有掃描輸入/輸出端口，卻因?yàn)樾酒g互為交連(inter-connection)，未能打線外接出來(bonding out)，使得既有的掃描鏈無法在組件階段進(jìn)行測(cè)試，導(dǎo)致測(cè)試涵蓋率不佳的問題。針對(duì)這樣的問題，有外加一些功能測(cè)試以補(bǔ)償前述測(cè)試涵蓋率不佳的情況，但是，卻增加了測(cè)試成本，也往往無法獲致預(yù)期的涵蓋率。

發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種應(yīng)用于多芯片組件的具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置及其規(guī)劃方法，可解決上述現(xiàn)有技術(shù)所遭遇的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明可借助提供一種具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置來完成，此裝置包括一掃描鏈，具有一掃描輸入端口與一掃描輸出端口；多個(gè)第一輸入/輸出端口；一輸入端口選擇器，選擇所述第一輸入/輸出端口其中之一，耦接所述掃描輸入端口；多個(gè)第二輸入/輸出端口；以及一輸出端口選擇器，選擇所述第二輸入/輸出端口其中之一，耦接所述掃描輸出端口。
再者，本發(fā)明還提供一種具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置，包括N個(gè)掃描鏈，每一所述掃描鏈具有一掃描輸入端口與一掃描輸出端口；M個(gè)第一輸入/輸出端口；一輸入端口選擇器，選擇所述第一輸入/輸出端口其中的N個(gè)，分別耦接N個(gè)掃描輸入端口；K個(gè)第二輸入/輸出端口；以及，一輸出端口選擇器，選擇所述第二輸入/輸出端口其中的N個(gè)，分別耦接N個(gè)掃描輸出端口。
圖1是顯示現(xiàn)有具有DFT功能的芯片的方塊圖；圖2是顯示現(xiàn)有具有輸入/輸出端口共用電路的芯片的方塊 圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置方塊圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置方塊圖；圖5為多芯片組件兩個(gè)芯片的連接示意圖；圖6為多芯片組件兩個(gè)芯片以型式I連接的示意圖；圖7為多芯片組件兩個(gè)芯片以型式II連接的示意圖；圖8為多芯片組件兩個(gè)芯片以型式III連接的示意圖；圖9根據(jù)本發(fā)明裝置應(yīng)用的一實(shí)例的示意圖；以及圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明DFT的規(guī)劃方法。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參照?qǐng)D3，所示為根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置方塊圖。其中，標(biāo)號(hào)300代表一芯片，標(biāo)號(hào)302A、302B、…、302N等代表掃描鏈(scan chains)，標(biāo)號(hào)304A1、304A2、304A3代表對(duì)應(yīng)于掃描鏈302A的掃描輸入端口(scan input ports)，標(biāo)號(hào)304B1、304B2、304B3代表對(duì)應(yīng)于掃描鏈302B的掃描輸入端口(scan input ports)，標(biāo)號(hào)304N1、304N2、304N3代表對(duì)應(yīng)于掃描鏈302N的掃描輸入端口(scan input ports)。另外，標(biāo)號(hào)306A1、306A2、306A3代表對(duì)應(yīng)于掃描鏈302A的掃描輸出端口(scan outputports)，標(biāo)號(hào)306B1、306B2、306B3代表對(duì)應(yīng)于掃描鏈302B的掃描輸出端口(scan output ports)，標(biāo)號(hào)306N1、306N2、306N3代表對(duì)應(yīng)于掃描鏈302N的掃描輸出端口(scan output ports)。簡(jiǎn)言之，本實(shí)施例是以三個(gè)掃描輸入端口對(duì)應(yīng)一個(gè)掃描鏈，亦以三個(gè)掃描輸出端口對(duì)應(yīng)一個(gè)掃描鏈，然而僅表示以多個(gè)掃描輸入端口和多個(gè)掃描輸出端口對(duì)應(yīng)一個(gè)掃描鏈的一例，并非用以限定本發(fā)明。
如圖3所示，掃描輸入端口304A1、304A2、304A3其中之一，借助輸入端口選擇器308A選擇，經(jīng)由信號(hào)線si1耦接至掃描鏈302A，再經(jīng)由信號(hào)線so1耦接輸出端口選擇器310A，選擇掃描輸出端口306A1、306A2、306A3其中之一輸出。另外，掃描輸入端口304B1、304B2、304B3其中之一，借助輸入端口選擇器308B選擇，經(jīng)由信號(hào)線si2耦接至掃描鏈302B，再經(jīng)由信號(hào)線so2耦接輸出端口選擇器310B，選擇掃描輸出端口306B1、306B2、306B3其中之一輸出。同理，掃描輸入端口304N1、304N2、304N3其中之一，借助輸入端口選擇器308N選擇，經(jīng)由信號(hào)線siN耦接至掃描鏈302N，再經(jīng)由信號(hào)線soN耦接輸出端口選擇器310N，選擇掃描輸出端口306N1、306N2、306N3其中之一輸出。
根據(jù)圖3所示的較佳實(shí)施例，若有某些掃描輸入端口或某些掃描輸出端口在多芯片組件中做為交連接腳(inter-connection pin)而無法打線外接時(shí)，可借助輸入端口選擇器或輸出端口選擇器，彈性調(diào)整掃描輸入端口或掃描輸出端口，使得芯片300仍能執(zhí)行DFT，避免多芯片組件工藝測(cè)試涵蓋率降低的問題。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，所示為根據(jù)本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置方塊圖。其中，標(biāo)號(hào)400代表一芯片，標(biāo)號(hào)402A、402B、…、402N等代表掃描鏈(scan chains)，標(biāo)號(hào)404A、404B、…、404M代表掃描輸入端口(scan inputports)，標(biāo)號(hào)406A、406B、…、406K代表掃描輸出端口(scan output ports)，其中，M、N、K可以是相同或相異的整數(shù)。另外，一輸入端口選擇器408是以信號(hào)線si1、si2、…、siN耦接掃描鏈402A、402B、…、402N，一輸出端口選擇器410是以信號(hào)線so1、so2、…、soN耦接掃描鏈402A、402B、…、402N。據(jù)此，輸入選擇器408可以選擇掃描輸入端口404A、404B、…、404M其中之一，對(duì)應(yīng)耦接至信號(hào)線si1、si2、…、siN其中之一；同理，輸入選擇器410可以選擇信號(hào)線so1、so2、…、soN其中之一，對(duì)應(yīng)耦接至掃描輸出端口406A、406B、…、406K其中之一。
根據(jù)圖4所示的較佳實(shí)施例，若有某些掃描輸入端口或某些掃描輸出端口在多芯片組件中做為交連接腳(inter-connection pin)而無法打線外接時(shí)，可借助輸入端口選擇器或輸出端口選擇器，彈性調(diào)整掃描輸入端口或掃描輸出端口，使得芯片400仍能執(zhí)行DFT，避免多芯片組件工藝測(cè)試涵蓋率降低的問題。
請(qǐng)參見圖5，所示為具有兩個(gè)芯片的多芯片組件的示例圖。在多芯片組件500中，芯片510和520之間有些輸入端口或輸入端口會(huì)交互連接(inter-connection)在一起，而無需打線拉出，故而可以減少多芯片組件的接腳數(shù)(pin-out)，以達(dá)到降低成本。假設(shè)芯片510已具有掃描鏈512、514、516等，而芯片520已具有掃描鏈522、524、526等，當(dāng)芯片510和520整合成為多芯片組件500時(shí)，按兩芯片510和520內(nèi)掃描鏈對(duì)應(yīng)的關(guān)系，可區(qū)分為三種型式(1)型式I即如圖6所示，掃描輸入/輸出端口并未使用到交互連接端口530；(2)型式II即如圖7所示，某一芯片(如芯片510)的掃描輸入端口或掃描輸出端口位于交互連接端口530；(3)型式III即如圖8兩個(gè)芯片510和520的掃描輸入/輸出端口均有位于交互連接端口530處。
若為型式I的模式時(shí)，由于掃描輸入端口及掃描輸出端口均未位于交互連接端口處，故能可執(zhí)行DFT；此時(shí)不需借助本發(fā)明的可規(guī)劃掃描輸入/輸出端口的裝置來變換掃描輸入/輸出端口的位置。但若有其中一條掃描鏈為型式II或型式III時(shí)，由于芯片510和520有部分的掃描輸入/輸出端口位于交互連接端口處，無法打線接出，故不能進(jìn)行DFT測(cè)試。
根據(jù)本發(fā)明的可規(guī)劃掃描鏈的裝置方塊，即如圖3和圖4所示，即便可以解決型式II和型式III無法進(jìn)行DFT測(cè)試。
圖3中，是以多個(gè)掃描輸入端口與多個(gè)掃描輸出端口，對(duì)應(yīng)單一掃描鏈，諸如，多個(gè)掃描輸入端口304A1、304A2、304A3與多個(gè)掃描輸出端口306A1、306A2、306A3，對(duì)應(yīng)單一掃描鏈302A，以輸入端口選擇器308A選擇多個(gè)掃描輸入端口304A1、304A2、304A3其中之一，以輸出端口選擇器310A選擇多個(gè)掃描輸入端口306A1、306A2、306A3其中之一。至于選擇掃描輸入端口或掃描輸出端口可以在電源開啟重置(power-on-reset)步驟下，借助芯片某些接腳的重置狀態(tài)(reset)時(shí)的上拉/下拉(pull-up/down)值、或芯片起始過程中以其它模式選擇的方式(如熔絲開關(guān)或激光切割)而予以完成。
在圖4中，在M個(gè)輸入端口404A、404B、404M中經(jīng)輸入端口選擇器408選擇出N個(gè)掃描輸入端口si1、si2、…、siN，作為掃描鏈的輸入，再將掃描鏈輸出so1、so2、…、soN經(jīng)輸出端口選擇器410選擇成為K個(gè)輸出端口406A、406B、…、406K等。此選擇方式，可以在芯片測(cè)試階段以使用非揮發(fā)性存儲(chǔ)器(如PROM、EEPROM或Flash等存儲(chǔ)器)內(nèi)儲(chǔ)數(shù)值或激光切割處理而予以完成。假若M、N、K的數(shù)值夠小，則可以非DFT端口在重置狀態(tài)(reset)時(shí)的上拉/下拉(pull-up/down)值作為結(jié)果值。在個(gè)別芯片中，任何選擇輸入端口或輸出端口均能在DFT流程中正常運(yùn)作；當(dāng)與其它芯片結(jié)合時(shí)，有些掃描輸入端口或掃描輸出端口未能打線拉出，此時(shí)，就可以根據(jù)本發(fā)明裝置，選擇其它端口作為掃描輸入端口或掃描輸出端口；圖9即利用本發(fā)明將型式III(圖8)的掃描鏈轉(zhuǎn)換成型式I的模式以執(zhí)行多芯片的DFT。
若要執(zhí)行多芯片的DFT，除了將所有掃描鏈轉(zhuǎn)換成型式I的模式外，多芯片組件中的交連接腳也需額外在DFT規(guī)劃流程中設(shè)定其接腳狀態(tài)。若交連接腳的狀態(tài)為單一的輸入端口或輸出端口，則不需另外于規(guī)劃流程中特別去設(shè)定；但通常多芯片組件中的交連接腳為雙向接腳，其信號(hào)組態(tài)為三態(tài)信號(hào)(tri-state signals)，此時(shí)必須針對(duì)這些三態(tài)信號(hào)的連接腳于規(guī)劃流程中設(shè)定其接腳狀態(tài)。圖10為根據(jù)本發(fā)明的DFT規(guī)劃方法的流程圖。首先于步驟1010讀入RTL網(wǎng)表(netlist)，然后在步驟1020設(shè)定掃描輸入端口和掃描輸出端口，此步驟1010與1020均現(xiàn)有的相同。在設(shè)定掃描輸入端口和掃描輸出端口之后，在步驟1030設(shè)定交互連接端口組態(tài)，對(duì)于單一芯片而言，雙向接腳設(shè)定可為輸入或輸出模式；但對(duì)于單一組件整合多芯片時(shí)，這些雙向接腳的三態(tài)信號(hào)狀態(tài)則需要特別設(shè)定。為能使雙向接腳能在測(cè)試演算法中正確操作，多芯片組件其中之一的雙向接腳應(yīng)該是一驅(qū)動(dòng)器(也就是輸出模式)，其它應(yīng)該是接收器(輸入模式)。例如假若芯片A的交互連接端口經(jīng)組態(tài)成為輸入模式，則與其交連的芯片B的交互連接端口應(yīng)組態(tài)成為輸出模式。假若組件內(nèi)有超過兩個(gè)芯片，則其它芯片的交互連接端口均需設(shè)定為輸入模式。
當(dāng)掃描輸入端口、掃描輸出端口、以及交互連接端口完全設(shè)定之后，便于步驟1040執(zhí)行測(cè)試編譯器處理，再于步驟1050針對(duì)每一掃描鏈選擇所需的掃描輸入端口與掃描輸出端口，使得芯片具有可規(guī)劃的掃描輸入/輸出端口。選擇端口的方法，可以在電源開啟重置(power-on-reset)步驟下借助芯片某些接腳的重置狀態(tài)(reset)時(shí)的上拉/下拉(pull-up/down)值予以完成。然后，在步驟1060產(chǎn)生自動(dòng)測(cè)試模式生成(ATPG)型樣，再將所產(chǎn)生的型樣饋入量產(chǎn)用的測(cè)試機(jī)臺(tái)，而不會(huì)有降低測(cè)試涵蓋率的問題。
本發(fā)明具有可規(guī)劃掃描輸入/輸出端口的芯片，可與其它芯片結(jié)合組成其它系統(tǒng)，此時(shí)僅需重新選擇掃描輸入/輸出端口，再產(chǎn)生新的ATPG型樣即可。
權(quán)利要求
1.一種具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置，包括一掃描鏈，具有一掃描輸入端口與一掃描輸出端口；多個(gè)第一輸入/輸出端口；一輸入端口選擇器，選擇所述第一輸入/輸出端口其中之一，耦接所述掃描輸入端口；多個(gè)第二輸入/輸出端口；以及一輸出端口選擇器，選擇所述第二輸入/輸出端口其中之一，耦接所述掃描輸出端口。
2.一種具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置，包括N個(gè)掃描鏈，每一所述掃描鏈具有一掃描輸入端口與一掃描輸出端口；M個(gè)第一輸入/輸出端口；一輸入端口選擇器，選擇所述第一輸入/輸出端口其中之N個(gè)，分別耦接N個(gè)掃描輸入端口；K個(gè)第二輸入/輸出端口；以及一輸出端口選擇器，選擇所述第二輸入/輸出端口其中之N個(gè)，分別耦接N個(gè)掃描輸出端口。
3.一種掃描鏈裝置的規(guī)劃方法，包括下列步驟讀取一芯片的RTL網(wǎng)表數(shù)據(jù)；設(shè)定所述芯片的掃描輸入端口與掃描輸出端口；設(shè)定所述芯片與另一芯片交互連接端口的組態(tài)；執(zhí)行測(cè)試編譯；選擇掃描輸出端口與掃描輸出端口；產(chǎn)生ATPG型樣。
專利摘要
本發(fā)明提供一種具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置，此裝置包括一掃描鏈，具有一掃描輸入端口與一掃描輸出端口；多個(gè)第一輸入/輸出端口；一輸入端口選擇器，選擇第一輸入/輸出端口其中之一，耦接掃描輸入端口；多個(gè)第二輸入/輸出端口；以及一輸出端口選擇器，選擇第二輸入/輸出端口其中之一，耦接掃描輸出端口。本發(fā)明還提供一種具有可規(guī)劃掃描鏈的裝置，包括N個(gè)掃描鏈，每一掃描鏈具有一掃描輸入端口與一掃描輸出端口；M個(gè)第一輸入/輸出端口；一輸入端口選擇器，選擇第一輸入/輸出端口其中之N個(gè)，分別耦接N個(gè)掃描輸入端口；K個(gè)第二輸入/輸出端口；以及一輸出端口選擇器，選擇第二輸入/輸出端口中之N個(gè)，分別耦接N個(gè)掃描輸出端口。
文檔編號(hào)G11C29/54GK1996035SQ200510138180
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年12月31日
發(fā)明者陳柏源, 詹澄勝, 林慧敏 申請(qǐng)人:旺玖科技股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan