專(zhuān)利名稱(chēng)：異步復(fù)位電路測(cè)試的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路測(cè)試領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及集成電路的復(fù)位功能的測(cè)試。
集成電路一旦制造之后，測(cè)試它們對(duì)正常操作而言是很重要的。隨著集成電路日趨復(fù)雜，為了正確檢查集成電路的功能性是否達(dá)到足夠程度而需要執(zhí)行的測(cè)試范圍也明顯增加。這些問(wèn)題與系統(tǒng)集成芯片(system-on-chip)設(shè)計(jì)這一趨勢(shì)是相聯(lián)系的，這種設(shè)計(jì)中，將可能由不同來(lái)源設(shè)計(jì)和提供的多個(gè)功能單元組合在單個(gè)集成電路上。集成電路封裝所提供的可用輸入和輸出引腳的數(shù)目限制了可對(duì)該集成電路封裝內(nèi)用于測(cè)試的點(diǎn)進(jìn)行的訪問(wèn)。
一種增強(qiáng)測(cè)試集成電路的能力的方法是采用串行測(cè)試掃描鏈，如IEEE JTAG標(biāo)準(zhǔn)中提出的那些。串行測(cè)試掃描鏈可用于向深藏在集成電路內(nèi)的點(diǎn)掃描輸入測(cè)試矢量，施加這些測(cè)試矢量并收集結(jié)果值，然后可分析結(jié)果值以確認(rèn)正確操作。雖然掃描鏈方法具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，而且非常適合于系統(tǒng)集成芯片設(shè)計(jì)，其中不同的部分可以配備各自的串行測(cè)試掃描鏈，但在嘗試測(cè)試正確復(fù)位操作時(shí)遇到困難。
串行測(cè)試掃描鏈技術(shù)以與控制時(shí)鐘信號(hào)同步的方式掃描輸入數(shù)據(jù)，施加數(shù)據(jù)并捕獲數(shù)據(jù)。這種同步類(lèi)型的測(cè)試操作相當(dāng)適合于測(cè)試那些是同步類(lèi)型的正常操作。但是，嘗試測(cè)試通常為集成電路的異步類(lèi)型的操作時(shí)就存在問(wèn)題。這類(lèi)異步類(lèi)型的操作的一個(gè)很重要的實(shí)例是對(duì)異步復(fù)位信號(hào)的響應(yīng)。常見(jiàn)的是，集成電路內(nèi)的電路部分響應(yīng)異步施加的復(fù)位信號(hào)來(lái)將其狀態(tài)重新初始化。不正確的復(fù)位操作在集成電路中是一個(gè)嚴(yán)重故障，嚴(yán)格地測(cè)試異步復(fù)位操作是很重要的。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方法是引出(route out)各個(gè)電路部分的復(fù)位引腳，使得這可用于測(cè)試該電路部分的復(fù)位操作。但是，如上所述，集成電纜封裝所提供的引腳數(shù)目是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)限制因素，分配這些寶貴的輸入/輸出引腳來(lái)用于制造測(cè)試操作是不希望的。再者，隨著采用不同來(lái)源而可能各受各自復(fù)位信號(hào)控制的多個(gè)電路部分/宏單元的系統(tǒng)集成芯片設(shè)計(jì)的使用增加，此方法可能導(dǎo)致需要純粹為制造測(cè)試目的而在電路封裝上表現(xiàn)出多個(gè)外部復(fù)位引腳。
從一個(gè)方面來(lái)看，本發(fā)明提供一種集成電路，它包括電路部分，其中具有至少一個(gè)電路部分鎖存器，可用來(lái)存儲(chǔ)在所述電路部分接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)被復(fù)位至預(yù)定復(fù)位值的信號(hào)值；以及一個(gè)或多個(gè)串行測(cè)試掃描鏈，它們各具有多個(gè)掃描鏈單元，所述串行測(cè)試掃描鏈中至少一個(gè)可用來(lái)作為對(duì)所述電路部分的正確操作的測(cè)試的一部分，存儲(chǔ)測(cè)試信號(hào)并且將測(cè)試信號(hào)加到所述電路部分，所述測(cè)試信號(hào)在掃描使能信號(hào)的控制下以與時(shí)鐘信號(hào)同步的方式加到所述電路部分；其中所述串行測(cè)試掃描鏈包括復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元，可用于在存儲(chǔ)預(yù)定的復(fù)位信號(hào)值時(shí)，在所述掃描使能信號(hào)的控制下，以與所述時(shí)鐘信號(hào)不相關(guān)并且與之異步的方式生成所述復(fù)位信號(hào)。
本發(fā)明認(rèn)為，雖然掃描使能信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)通常同步地作用以施加測(cè)試信號(hào)，但是掃描使能可以與經(jīng)過(guò)修改的用于生成復(fù)位信號(hào)的掃描鏈單元相結(jié)合使用，從而在與時(shí)鐘信號(hào)異步的時(shí)間生成復(fù)位信號(hào)，由此檢查受到測(cè)試的電路部分的異步復(fù)位操作。所述系統(tǒng)可以包含一個(gè)或多個(gè)掃描鏈(通常為多個(gè)，但是小型設(shè)計(jì)可能僅有單個(gè)掃描鏈)。
應(yīng)當(dāng)理解，雖然受到復(fù)位操作測(cè)試的電路部分可以采用許多不同形式，也可以是整個(gè)集成電路，但是當(dāng)受到復(fù)位測(cè)試的電路部分是宏單元電路部分時(shí)，本發(fā)明尤其有用。這種宏單元電路部分通常具有各自特定的復(fù)位操作，需要適當(dāng)測(cè)試。當(dāng)宏單元是微處理器時(shí)，復(fù)位操作的測(cè)試特別有價(jià)值，因?yàn)槲⑻幚砥魇且环N可能由于系統(tǒng)崩潰而被適當(dāng)考慮需要復(fù)位操作的電路元件。
在系統(tǒng)集成芯片設(shè)計(jì)的環(huán)境中，本發(fā)明特別有用，其中，串行測(cè)試掃描鏈可方便地設(shè)置成包圍電路部分的邊界測(cè)試掃描鏈的形式。電路部分及其相關(guān)的邊界測(cè)試掃描鏈通常由特定的供應(yīng)商提供，因此，將復(fù)位測(cè)試機(jī)構(gòu)封裝在這種提供的元件內(nèi)是非常方便的。
掃描鏈單元可以包括存儲(chǔ)鎖存器，它們?cè)跁r(shí)鐘信號(hào)周期內(nèi)的固定點(diǎn)上更新。這提供了正常同步類(lèi)型操作的掃描鏈測(cè)試。在復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元的最佳實(shí)施例中，該單元內(nèi)的存儲(chǔ)鎖存器被安排成存儲(chǔ)一種信號(hào)，該信號(hào)的值也由掃描使能信號(hào)所控制的門(mén)邏輯來(lái)選通。由此，可以將生成復(fù)位信號(hào)所需的信號(hào)值裝入復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元，但是阻止其加到電路部分，直到掃描使能信號(hào)的適當(dāng)變化將其釋放。可以與時(shí)鐘信號(hào)異步地控制掃描使能信號(hào)，以便將復(fù)位信號(hào)以與時(shí)鐘信號(hào)異步的方式釋放到電路部分，從而實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的復(fù)位操作測(cè)試。
從另一個(gè)方面來(lái)看，本發(fā)明提供一種測(cè)試集成電路的復(fù)位操作的方法，所述集成電路具有電路部分，所述電路部分包括至少一個(gè)電路部分鎖存器，可用以存儲(chǔ)在所述電路部分接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)被復(fù)位至預(yù)定復(fù)位值的信號(hào)值；以及一個(gè)或多個(gè)各具有多個(gè)掃描鏈單元的串行測(cè)試掃描鏈，所述串行測(cè)試掃描鏈中至少一個(gè)可用以作為對(duì)所述電路部分正確操作的測(cè)試的一部分，存儲(chǔ)測(cè)試信號(hào)并且將測(cè)試信號(hào)加到所述電路部分，所述測(cè)試信號(hào)在掃描使能信號(hào)的控制下，以與時(shí)鐘信號(hào)同步的方式加到所述電路部分，所述方法包括如下步驟將預(yù)定的復(fù)位信號(hào)值存儲(chǔ)在所述串行測(cè)試掃描鏈內(nèi)的復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元中；以及在所述掃描使能信號(hào)的控制下，以與所述時(shí)鐘信號(hào)不相關(guān)且與之異步的方式，根據(jù)所述預(yù)定的復(fù)位信號(hào)值生成所述復(fù)位信號(hào)。
參考附圖，僅以舉例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1示意地說(shuō)明包含多個(gè)宏單元的系統(tǒng)集成芯片設(shè)計(jì)；圖2說(shuō)明邊界掃描單元；圖3說(shuō)明用于控制圖2的邊界掃描單元的時(shí)鐘信號(hào)和掃描使能信號(hào)；圖4說(shuō)明復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元；圖5和圖6示意地說(shuō)明圖4的電路操作；以及圖7示意地說(shuō)明當(dāng)測(cè)試異步復(fù)位時(shí)、掃描使能信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)之間不同的可能關(guān)系。
圖1說(shuō)明包括多個(gè)宏單元4、6、8的集成電路2。這些宏單元中的每一個(gè)可以提供集成電路2的不同功能性，而且可以由不同的供應(yīng)商設(shè)計(jì)和支持。宏單元8是微處理器核心且被邊界掃描單元鏈10包圍。在微處理器8內(nèi)，有多個(gè)鎖存器12，它們存儲(chǔ)在復(fù)位信號(hào)的正常正確操作期間被強(qiáng)制為預(yù)定復(fù)位信號(hào)值的信號(hào)值。通過(guò)迫使這些鎖存器中的每一個(gè)處于這個(gè)預(yù)定復(fù)位信號(hào)狀態(tài)，微處理器8就可以被置于已知復(fù)位狀態(tài)，從該狀態(tài)可以安全地重新開(kāi)始處理。正常操作中的復(fù)位信號(hào)可以與控制集成電路2操作的其它信號(hào)中任一個(gè)異步地提供，因此，復(fù)位信號(hào)的正確操作也應(yīng)該以異步方式測(cè)試，這是很重要的。一旦測(cè)試期間以異步方式施加復(fù)位信號(hào)，存儲(chǔ)在鎖存器12中的信號(hào)值就可以被掃描出來(lái)，以便檢查正確操作。
邊界掃描單元鏈10是由多個(gè)串聯(lián)連接的掃描鏈單元構(gòu)成的，它可以依據(jù)IEEE JTAG標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制，并安排在微處理器8的周邊。掃描鏈單元用于將測(cè)試信號(hào)加到微處理器8并從其中捕獲結(jié)果信號(hào)。
圖2說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)邊界掃描單元的一種可能形式。鎖存器14設(shè)在掃描鏈單元內(nèi)，可用于存儲(chǔ)要加到受測(cè)試的電路部分的值或者從受測(cè)試的電路部分捕獲值。當(dāng)最好以串行方式將信號(hào)值移位到掃描單元鏈或從掃描單元鏈中恢復(fù)它們時(shí)，掃描使能信號(hào)用于切換復(fù)用器16以便依次互連掃描鏈單元。鎖存器14被設(shè)置為在加到鎖存器14的時(shí)鐘信號(hào)的上升沿更新它的值。因此，在時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)上升沿，各個(gè)鎖存器14內(nèi)保存的信號(hào)值整體地被提前一位而進(jìn)出掃描單元鏈。另一個(gè)復(fù)用器18被設(shè)置為在沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試操作時(shí)整個(gè)地旁路掃描單元，它由測(cè)試使能信號(hào)控制。
圖3是說(shuō)明圖2的電路操作的信號(hào)示意圖。鎖存器14在時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)上升沿被更新。當(dāng)掃描使能信號(hào)為高電平時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)的上升沿將觸發(fā)整個(gè)掃描單元鏈的串行移位。當(dāng)掃描使能信號(hào)為低電平時(shí)，若此單元是專(zhuān)用于信號(hào)捕獲的，則時(shí)鐘信號(hào)的上升沿將觸發(fā)從受測(cè)試的電路部分捕獲信號(hào)值。當(dāng)將新的信號(hào)值存儲(chǔ)在與時(shí)鐘信號(hào)同步的鎖存器14內(nèi)時(shí)，它們被加到受測(cè)試的電路部分。
圖4說(shuō)明復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元20。此復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元20是通過(guò)包含“或”門(mén)22而從圖2所示中修改的?！盎颉遍T(mén)22用于對(duì)鎖存器14內(nèi)存儲(chǔ)的信號(hào)進(jìn)行選通，利用掃描使能值，將該信號(hào)或者作為復(fù)位信號(hào)施加或者不作為復(fù)位信號(hào)施加。復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元20所生成的復(fù)位信號(hào)是低電平有效的，因此，如果掃描使能信號(hào)為高電平，則“或”門(mén)22的作用會(huì)使復(fù)位信號(hào)保持為無(wú)效，而不管鎖存器14內(nèi)存儲(chǔ)什么信號(hào)值。
參考圖5，當(dāng)希望不測(cè)試復(fù)位操作時(shí)，可以將高電平的值存儲(chǔ)在鎖存器14內(nèi)，從而使復(fù)位信號(hào)保持為無(wú)效，而不管掃描使能信號(hào)的值如何。
如圖6所示，當(dāng)希望測(cè)試復(fù)位信號(hào)的異步生成時(shí)，首先將低信號(hào)值裝入鎖存器14，這就準(zhǔn)備就緒。這個(gè)低信號(hào)值被阻止在復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元20的輸出上出現(xiàn)，直到掃描使能信號(hào)也變低為止?？梢则?qū)使掃描使能信號(hào)變低，而不考慮時(shí)鐘信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)，因此，有效的復(fù)位信號(hào)就在需要時(shí)以異步方式釋放到受測(cè)試的電路部分。
為了徹底測(cè)試復(fù)位的異步性質(zhì)，掃描使能信號(hào)的低電平時(shí)間顯然必須不包括時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升緣，如圖7所示。
返回到圖1，為了徹底測(cè)試復(fù)位操作，在測(cè)試復(fù)位信號(hào)之前，可以對(duì)通過(guò)施加復(fù)位信號(hào)而被強(qiáng)制為預(yù)定復(fù)位值的各個(gè)鎖存器12預(yù)先裝入與其預(yù)定復(fù)位信號(hào)值相反的信號(hào)值。這些設(shè)置值可以通過(guò)相關(guān)的掃描單元鏈裝入鎖存器12。當(dāng)所有的鎖存器12都被適當(dāng)裝入值時(shí)，就可以釋放異步復(fù)位信號(hào)，而且，如果復(fù)位操作正確執(zhí)行，則各個(gè)鎖存器12應(yīng)該經(jīng)歷信號(hào)躍遷。此異步復(fù)位的正確操作可以通過(guò)捕獲和掃描出鎖存器12內(nèi)的新值以及指示來(lái)自微處理器8周邊的值的其它狀態(tài)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，它包括電路部分，其中具有至少一個(gè)電路部分鎖存器，可用以存儲(chǔ)在所述電路部分接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)被復(fù)位至預(yù)定復(fù)位值的信號(hào)值；以及一個(gè)或多個(gè)串行測(cè)試掃描鏈，它們各具有多個(gè)掃描鏈單元，所述串行測(cè)試掃描鏈中至少一個(gè)可用以作為對(duì)所述電路部分正確操作的測(cè)試的一部分，存儲(chǔ)測(cè)試信號(hào)并將測(cè)試信號(hào)加到所述電路部分，所述測(cè)試信號(hào)在掃描使能信號(hào)的控制下以與時(shí)鐘信號(hào)同步的方式加到所述電路部分；其中所述串行測(cè)試掃描鏈包括復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元，它可用以在存儲(chǔ)預(yù)定的復(fù)位信號(hào)值時(shí)，在所述掃描使能信號(hào)的控制下，以與所述時(shí)鐘信號(hào)不相關(guān)且與之異步的方式生成所述復(fù)位信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述電路部分是宏單元電路部分。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于，所述電路部分是微處理器宏單元。
4.如權(quán)利要求1、2和3中任一項(xiàng)所述的集成電路，其特征在于，所述串行測(cè)試掃描鏈?zhǔn)前鼑鲭娐凡糠值倪吔鐪y(cè)試掃描鏈。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的集成電路，其特征在于，所述串行測(cè)試掃描鏈將測(cè)試信號(hào)加到所述電路部分并且從所述電路部分捕獲響應(yīng)信號(hào)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的集成電路，其特征在于，所述掃描鏈單元包括信號(hào)存儲(chǔ)鎖存器，它在所述時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)周期內(nèi)的固定點(diǎn)上被更新。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的集成電路，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元包括復(fù)位信號(hào)存儲(chǔ)鎖存器，它在所述時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)周期內(nèi)的固定點(diǎn)上被更新。
8.如權(quán)利要求7所述的集成電路，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元包括門(mén)電路，用以通過(guò)所述掃描使能信號(hào)來(lái)選通從所述復(fù)位信號(hào)存儲(chǔ)鎖存器中產(chǎn)生的所述復(fù)位信號(hào)。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的集成電路，其特征在于，在生成所述復(fù)位信號(hào)之前，為各個(gè)電路部分鎖存器裝入與所述預(yù)定復(fù)位值不同的信號(hào)值。
10.一種測(cè)試集成電路的復(fù)位操作的方法，所述集成電路具有電路部分，所述電路部分包括至少一個(gè)電路部分鎖存器，可用以存儲(chǔ)在所述電路部分接收到復(fù)位信號(hào)時(shí)被復(fù)位至預(yù)定復(fù)位值的信號(hào)值；以及一個(gè)或多個(gè)各具有多個(gè)掃描鏈單元的串行測(cè)試掃描鏈，所述串行測(cè)試掃描鏈中至少一個(gè)可用以作為對(duì)所述電路部分正確操作的測(cè)試的一部分，存儲(chǔ)測(cè)試信號(hào)并將測(cè)試信號(hào)加到所述電路部分，所述測(cè)試信號(hào)在掃描使能信號(hào)的控制下以與時(shí)鐘信號(hào)同步的方式加到所述電路部分，所述方法包括如下步驟將預(yù)定的復(fù)位信號(hào)值存儲(chǔ)在所述串行測(cè)試掃描鏈內(nèi)的復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元中；以及在所述掃描使能信號(hào)控制下，以與所述時(shí)鐘信號(hào)不相關(guān)且與之異步的方式，根據(jù)所述預(yù)定的復(fù)位信號(hào)值生成所述復(fù)位信號(hào)。
全文摘要
一種集成電路(2)設(shè)有用于測(cè)試正確操作的串行測(cè)試掃描鏈(10)。利用復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元(20)可以測(cè)試異步復(fù)位信號(hào)操作，所述復(fù)位信號(hào)生成掃描鏈單元被這樣適配，使得保存在該單元的鎖存器(14)內(nèi)的復(fù)位信號(hào)值由掃描使能信號(hào)以異步方式選通，從而加到受測(cè)試的電路部分(8)。被復(fù)位的正確操作強(qiáng)制為預(yù)定值的受測(cè)試電路部分內(nèi)的鎖存器(12)可以在復(fù)位測(cè)試之前被預(yù)先裝入相反的讀出值。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1443310SQ01811330
公開(kāi)日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2001年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者R·R·格里森斯韋特 申請(qǐng)人:Arm有限公司