本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

集成電路尤其是片上系統(tǒng)(soc)可靠性受到高度關(guān)注，存在多種失效機(jī)理，例如熱載流子注入效應(yīng)(hotcarrierinjection，hci)、負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性(negativebiastemperatureinstability，nbti)、正偏置溫度不穩(wěn)定性(positivebiastemperatureinstability，pbti)、時(shí)間依賴電介質(zhì)擊穿(timedependentdielectricbreakdown，tddb)等。在特征尺寸為納米量級(jí)時(shí)代，nbti效應(yīng)是影響soc可靠性的最主要因素，它導(dǎo)致pmos管閾值電壓上升、飽和漏電流下降等一系列問題，從而影響soc工作頻率和輸出擺幅等電路特性。

傳統(tǒng)的nbti效應(yīng)檢測(cè)方式是通過比較pmos管閾值電壓得到電路退化信息，根據(jù)其所檢測(cè)pmos管的退化情況判斷是否發(fā)生nbti效應(yīng)。傳統(tǒng)的nbti效應(yīng)檢測(cè)方式測(cè)試方法較為復(fù)雜，需要一定存儲(chǔ)空間保存測(cè)試數(shù)據(jù)用于比較得出pmos管的閾值電壓的變化值，存在測(cè)試便利性低的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種測(cè)試便利性高的soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)。

一種soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)，包括測(cè)量環(huán)形振蕩器、參考環(huán)形振蕩器、第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊，所述測(cè)量環(huán)形振蕩器連接電源端和所述第一計(jì)數(shù)器模塊，所述參考環(huán)形振蕩器連接所述電源端和所述第二計(jì)數(shù)器模塊，

所述測(cè)量環(huán)形振蕩器用于接收表征與soc片上的被測(cè)電路處于同種老化環(huán)境下的外部電路信號(hào)，并在停止接收所述外部電路信號(hào)后，與所述參考環(huán)形振蕩器同時(shí)接入電源端輸入的電壓并開始振蕩，所述測(cè)量環(huán)形振蕩器和所述參考環(huán)形振蕩器在振蕩時(shí)分別輸出波形至所述第一計(jì)數(shù)器模塊和所述第二計(jì)數(shù)器模塊，所述第一計(jì)數(shù)器模塊和所述第二計(jì)數(shù)器模塊對(duì)接收的波形進(jìn)行電平計(jì)數(shù)，分別得到用于對(duì)被測(cè)電路進(jìn)行nbti退化檢測(cè)的電平數(shù)量。

上述soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量環(huán)形振蕩器接收表征與soc片上的被測(cè)電路處于同種老化環(huán)境下的外部電路信號(hào)，并在停止接收外部電路信號(hào)后，與參考環(huán)形振蕩器同時(shí)接入電源端輸入的電壓并開始振蕩，測(cè)量環(huán)形振蕩器和參考環(huán)形振蕩器在振蕩時(shí)分別輸出波形至第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊，第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊對(duì)接收的波形進(jìn)行電平計(jì)數(shù)，分別得到用于對(duì)被測(cè)電路進(jìn)行nbti退化檢測(cè)的電平數(shù)量。通過統(tǒng)計(jì)第一計(jì)數(shù)器模塊和第二計(jì)數(shù)器模塊在測(cè)量時(shí)間內(nèi)得到的電平數(shù)量就能確定兩個(gè)環(huán)形振蕩器各自的輸出頻率，以此判斷被測(cè)電路是否已經(jīng)發(fā)生nbti退化，操作簡(jiǎn)便可靠，測(cè)試便利性高。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例中soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為一實(shí)施例中環(huán)形振蕩器電路的原理圖；

圖3為一實(shí)施例中整流濾波電路的原理圖；

圖4為一實(shí)施例中第一計(jì)數(shù)器模塊的原理圖；

圖5為一實(shí)施例中d觸發(fā)器的原理圖；

圖6為另一實(shí)施例中soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為一實(shí)施例中預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路的原理圖。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，一種soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括測(cè)量環(huán)形振蕩器110、參考環(huán)形振蕩器120、第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140，測(cè)量環(huán)形振蕩器110連接電源端vdd和第一計(jì)數(shù)器模塊130，參考環(huán)形振蕩器120連接電源端vdd和第二計(jì)數(shù)器模塊140。

測(cè)量環(huán)形振蕩器110用于接收表征與soc片上的被測(cè)電路處于同種老化環(huán)境下的外部電路信號(hào)，并在停止接收外部電路信號(hào)后，與參考環(huán)形振蕩器120同時(shí)接入電源端vdd輸入的電壓并開始振蕩，測(cè)量環(huán)形振蕩器110和參考環(huán)形振蕩器120在振蕩時(shí)分別輸出波形至第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140，第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140對(duì)接收的波形進(jìn)行電平計(jì)數(shù)，分別得到用于對(duì)被測(cè)電路進(jìn)行nbti退化檢測(cè)的電平數(shù)量。

具體地，參考環(huán)形振蕩器120作為參考用，在被測(cè)電路正常工作情況下處于關(guān)閉狀態(tài)，認(rèn)為其所有mos管均處于未被老化的狀態(tài)。對(duì)測(cè)量環(huán)形振蕩器110通過buffer001施加應(yīng)力，應(yīng)力為檢測(cè)器所在電路位置中的電流或電壓，認(rèn)為其與被測(cè)電路處于同種老化環(huán)境下。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)將應(yīng)力斷開，使兩個(gè)環(huán)形振蕩器同時(shí)構(gòu)成回路，開始振蕩。兩個(gè)環(huán)形振蕩器輸出的波形輸入到對(duì)應(yīng)下一級(jí)的計(jì)數(shù)器模塊中，計(jì)數(shù)器模塊可以是對(duì)接收的波形進(jìn)行高電平計(jì)數(shù)或者低電平計(jì)數(shù)，對(duì)應(yīng)得到的高電平數(shù)量或低電平數(shù)量用作進(jìn)行比較，從而檢測(cè)被測(cè)電路是否發(fā)生nbti退化。本實(shí)施例中，第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140對(duì)接收的波形進(jìn)行高電平計(jì)數(shù)，分別得到用于對(duì)被測(cè)電路進(jìn)行nbti退化檢測(cè)的高電平數(shù)量。結(jié)束測(cè)量后通過比較在測(cè)量時(shí)間內(nèi)得到的高電平數(shù)量就能確定兩個(gè)環(huán)形振蕩器各自的輸出頻率，以此判斷被測(cè)電路是否已經(jīng)發(fā)生老化。若兩個(gè)環(huán)形振蕩器的輸出頻率相同則被測(cè)電路未發(fā)生老化，反之則被測(cè)電路發(fā)生了老化。此外，第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140還可分別由輸出端out2和out3輸出計(jì)數(shù)結(jié)果，具體可將計(jì)數(shù)結(jié)果輸出至處理器模塊進(jìn)行高電平計(jì)數(shù)對(duì)比，判斷被測(cè)電路是否發(fā)生nbti退化并輸出檢測(cè)結(jié)果。

進(jìn)一步地，soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)還可包括第一開關(guān)s001和第二開關(guān)s002，測(cè)量環(huán)形振蕩器110通過第一開關(guān)s001連接電源端vdd，參考環(huán)形振蕩器120通過第二開關(guān)s002連接電源端vdd?？赏ㄟ^控制第一開關(guān)s001和第二開關(guān)s002的通斷來控制測(cè)量環(huán)形振蕩器110和參考環(huán)形振蕩器120得失電，當(dāng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)將第一開關(guān)s001和第二開關(guān)s002同時(shí)閉合，測(cè)量環(huán)形振蕩器110和參考環(huán)形振蕩器120同時(shí)得電開始振蕩，操作簡(jiǎn)便可靠。

測(cè)量環(huán)形振蕩器110和參考環(huán)形振蕩器120的具體結(jié)構(gòu)可相同也不同，在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量環(huán)形振蕩器110和參考環(huán)形振蕩器120均包括環(huán)形振蕩器電路和整流濾波電路，各環(huán)形振蕩器電路均連接電源端vdd，并通過對(duì)應(yīng)整流濾波電路分別連接第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140。

測(cè)量環(huán)形振蕩器110的環(huán)形振蕩器電路用于接收外部電路信號(hào)，并在停止接收外部電路信號(hào)后，與參考環(huán)形振蕩器120的環(huán)形振蕩器電路同時(shí)接入電源端vdd輸入的電壓并開始振蕩，測(cè)量環(huán)形振蕩器110的整流濾波電路和參考環(huán)形振蕩器120的整流濾波電路對(duì)對(duì)應(yīng)的環(huán)形振蕩器電路輸出的波形進(jìn)行整形濾波，并分別將整形濾波后的波形輸出至第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140。以測(cè)量環(huán)形振蕩器110為例，環(huán)形振蕩器電路連接構(gòu)成回路后，在電路噪聲的作用下，測(cè)量環(huán)形振蕩器110開始起振，一段時(shí)間后到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。環(huán)形振蕩器電路的輸出與整流濾波電路連接，整流濾波電路對(duì)環(huán)形振蕩器電路的輸出波形進(jìn)行整形濾波，以得到便于第一計(jì)數(shù)器模塊130計(jì)數(shù)的方波。

測(cè)量環(huán)形振蕩器110和參考環(huán)形振蕩器120中環(huán)形振蕩器電路的具體結(jié)構(gòu)并不唯一，同樣以測(cè)量環(huán)形振蕩器110為例，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，測(cè)量環(huán)形振蕩器110的環(huán)形振蕩器電路包括第一開關(guān)管mp101a、第二開關(guān)管mp102a、第三開關(guān)管mp103a、第四開關(guān)管mn101a、第五開關(guān)管mn102a、第六開關(guān)管mn103a、第七開關(guān)管mn104a、第一電容c101a和第二電容c102a。

第一開關(guān)管mp101a的輸入端連接電源端vdd，第一開關(guān)管mp101a的控制端用于接收外部電路信號(hào)，第一開關(guān)管mp101a的輸出端連接第二開關(guān)管mp102a的輸入端和第三開關(guān)管mp103a的輸入端，第二開關(guān)管mp102a的輸出端和第三開關(guān)管mp103a的輸出端連接第一計(jì)數(shù)器模塊130。具體地，第二開關(guān)管mp102a的控制端作為環(huán)形振蕩器電路的輸入正極in+，輸出端作為環(huán)形振蕩器電路的輸出負(fù)極out-與第一計(jì)數(shù)器模塊130連接；第三開關(guān)管mp103a的控制端作為環(huán)形振蕩器電路的in-，輸出端作為環(huán)形振蕩器電路的輸出正極out+與第一計(jì)數(shù)器模塊130連接。

第四開關(guān)管mn101a的輸入端連接第二開關(guān)管mp102a的輸出端，第四開關(guān)管mn101a的控制端接入偏置電壓vbias，第四開關(guān)管mn101a的輸出端接地，第五開關(guān)管mn102a的輸入端和控制端均連接第二開關(guān)管mp102a的輸出端，第五開關(guān)管mn102a的輸出端接地。第六開關(guān)管mn103a的輸入端和輸出端均連接第三開關(guān)管mp103a的輸出端，第六開關(guān)管mn103a的輸出端接地，第七開關(guān)管mn104a的輸入端連接第三開關(guān)管mp103a的輸出端，第七開關(guān)管mn104a的控制端接入偏置電壓vbias，第七開關(guān)管mn104a的輸出端接地。第一電容c101a一端連接第二開關(guān)管mp102a的輸出端，另一端接地；第二電容c102a一端連接第三開關(guān)管mp103a的輸出端，另一端接地。

可以理解，各開關(guān)管的具體類型不是唯一的，本實(shí)施例中，第一開關(guān)管mp101a、第二開關(guān)管mp102a和第三開關(guān)管mp103a為p溝道m(xù)os管，第四開關(guān)管mn101a、第五開關(guān)管mn102a、第六開關(guān)管mn103a和第七開關(guān)管mn104a為n溝道m(xù)os管。具體地，第一開關(guān)管mp101a為環(huán)形振蕩器電路的尾電流源，在電路正常工作時(shí)與外部電路信號(hào)連接；進(jìn)行測(cè)試時(shí)，則第一開關(guān)管mp101a可與一固定偏置電壓連接。以左半邊電路進(jìn)行分析，第二開關(guān)管mp102a是電路的輸入端，電路的增益由其與第五開關(guān)管mn102a共同決定。第四開關(guān)管mn101a與固定偏置電壓vbias連接，用于分流固定大小的電流，減少流過第五開關(guān)管mn102a的電流，提高電路增益，使其滿足環(huán)形振蕩器起振的必要條件。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管mp101a開始出現(xiàn)老化后，其閾值電壓上升，在偏置電壓一定的情況下，流過第一開關(guān)管mp101a的電流減小，導(dǎo)致流過第二開關(guān)管mp102a的電流減小。而第四開關(guān)管mn101a需要分流的電流大小是固定的，因此導(dǎo)致流過第五開關(guān)管mn102a的電流減小，從而使電路的增益發(fā)生變化，繼而使電路的振蕩頻率及振蕩幅度發(fā)生變化。第一電容c101a和第二電容c102a作為負(fù)載，一方面起到調(diào)節(jié)電路振蕩頻率的作用，一方面用于消除下一級(jí)電路的寄生電容對(duì)環(huán)形振蕩器的影響。

本實(shí)施例中環(huán)形振蕩器電路采用差分輸入的環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的抗電壓波動(dòng)干擾能力和抗噪聲能力，抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高，能得到較為精準(zhǔn)的輸出頻率。由于在非測(cè)試狀態(tài)下，處于應(yīng)力狀態(tài)的只有第一開關(guān)管mp101a，因此該電路只檢測(cè)單一的nbti效應(yīng)對(duì)電路造成的老化帶來的影響，可避免綜合退化機(jī)理影響，提高了nbti退化檢測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性。

可以理解，參考環(huán)形振蕩器120中環(huán)形振蕩器電路的結(jié)構(gòu)與測(cè)量環(huán)形振蕩器110的環(huán)形振蕩器電路的結(jié)構(gòu)類似，在此不再贅述。

測(cè)量環(huán)形振蕩器110中整流濾波電路的具體結(jié)構(gòu)也不唯一，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，測(cè)量環(huán)形振蕩器110的整流濾波電路包括第八開關(guān)管mp104b、第九開關(guān)管mp105b、第十開關(guān)管mn105b、第十一開關(guān)管mn106b、第十二開關(guān)管mp106b、第十三開關(guān)管mn107、第一反相器112和第二反相器114。

第八開關(guān)管mp104b的控制端、第九開關(guān)管mp105b的控制端、第十開關(guān)管mn105b的控制端和第十一開關(guān)管mn106b的控制端均連接測(cè)量環(huán)形振蕩器110的環(huán)形振蕩器電路，具體連接環(huán)形振蕩器電路的輸出正極out+和輸出負(fù)極out-。第八開關(guān)管mp104b的輸入端連接電源端vdd，第八開關(guān)管mp104b的輸出端連接第九開關(guān)管mp105b的輸入端和第十二開關(guān)管mp106b的輸入端，第九開關(guān)管mp105b的輸出端連接第一反相器112和第十開關(guān)管mn105b的輸入端，第十開關(guān)管mn105b的輸出端連接第十一開關(guān)管mn106b的輸入端和第十三開關(guān)管mn107的輸出端，第十一開關(guān)管mn106b的輸出端接地；第十二開關(guān)管mp106b的控制端和第十三開關(guān)管mn107的控制端均連接第九開關(guān)管mp105b的輸出端，第十二開關(guān)管mp106b的輸出端接地，第十三開關(guān)管mn107的輸入端連接電源端vdd；第一反相器112連接第二反相器114，第二反相器114連接第一計(jì)數(shù)器模塊130。

各開關(guān)管的類型也不是唯一的，本實(shí)施例中，第八開關(guān)管mp104b、第九開關(guān)管mp105b和第十二開關(guān)管mp106b為p溝道m(xù)os管，第十開關(guān)管mn105b、第十一開關(guān)管mn106b和第十三開關(guān)管mn107為n溝道m(xù)os管。其中，第一反相器112和第二反相器114的結(jié)構(gòu)并不唯一，且可相同也可不同。在一個(gè)實(shí)施例中，繼續(xù)參照?qǐng)D3，第一反相器112包括第十四開關(guān)管mp107a和第十五開關(guān)管mn108b，第二反相器114包括第十六開關(guān)管mp108b和第十七開關(guān)管mn109b。

第十四開關(guān)管mp107a的控制端和第十五開關(guān)管mn108b的控制端均連接第九開關(guān)管mp105b的輸出端，第十四開關(guān)管mp107a的輸入端連接電源端vdd，第十四開關(guān)管mp107a的輸出端連接第十五開關(guān)管mn108b的輸入端，第十五開關(guān)管mn108b的輸出端接地；第十六開關(guān)管mp108b的控制端和第十七開關(guān)管mn109b的控制端均連接第十四開關(guān)管mp107a的輸出端，第十六開關(guān)管mp108b的輸入端連接電源端vdd，第十六開關(guān)管mp108b的輸出端連接第一計(jì)數(shù)器模塊130和第十七開關(guān)管mn109b的輸入端，第十七開關(guān)管mn109b的輸出端接地。

本實(shí)施例中，第十四開關(guān)管mp107a和第十六開關(guān)管mp108b為p溝道m(xù)os管，第十五開關(guān)管mn108b和第十七開關(guān)管mn109b為n溝道m(xù)os管。具體地，mos管mp104b～mp106b和mos管mn105b～mn107b構(gòu)成施密特觸發(fā)器。由于環(huán)形振蕩器電路的輸出信號(hào)振幅比較小，通過合理分配施密特觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)，以得到占空比合理的方波。將第八開關(guān)管mp104b的控制端、第九開關(guān)管mp105b的控制端、第十開關(guān)管mn105b的控制端和第十一開關(guān)管mn106b的控制端并接后作為整流濾波電路的輸入端in，第十六開關(guān)管mp108b的輸出端作為整流濾波電路的輸出端out，施密特觸發(fā)器的工作原理為：當(dāng)輸入端in電壓為0時(shí)，第八開關(guān)管mp104b和第九開關(guān)管mp105b導(dǎo)通，第十開關(guān)管mn105b和第十一開關(guān)管mn106b截止，輸出為高電平。當(dāng)輸入電壓開始升高至一定值時(shí)，第十一開關(guān)管mn106b開始導(dǎo)通，但由于第十三開關(guān)管mn107b仍然導(dǎo)通使第十開關(guān)管mn105b的源端電壓維持在一個(gè)較高電壓值，因此第十開關(guān)管mn105b仍然處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出仍然為高電平。隨著輸入電壓繼續(xù)上升，第八開關(guān)管mp104b和第九開關(guān)管mp105b開始進(jìn)入截止態(tài)時(shí)，第十開關(guān)管mn105b開始導(dǎo)通，輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。當(dāng)輸入電壓從高往低變化時(shí)，p溝道m(xù)os管mp104b～mp106b的工作狀態(tài)與上述過程類似。與施密特觸發(fā)器連接的兩個(gè)反相器用于濾去施密特觸發(fā)器處理信號(hào)過程中產(chǎn)生的雜波，得到較為平整的方波，以便于后續(xù)進(jìn)行電平計(jì)數(shù)，提高了信號(hào)處理可靠性。

可以理解，參考環(huán)形振蕩器120中整流濾波電路的結(jié)構(gòu)與測(cè)量環(huán)形振蕩器110中整流濾波電路的結(jié)構(gòu)類似，在此不再贅述。

第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140的結(jié)構(gòu)可相同也可不同，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，第一計(jì)數(shù)器模塊130包括第一d觸發(fā)器ff0、第二d觸發(fā)器ff1和第三d觸發(fā)器ff2，第一d觸發(fā)器ff0的脈沖端clk連接測(cè)量環(huán)形振蕩器110，具體連接測(cè)量環(huán)形振蕩器110中整流濾波電路的輸出端out。第一d觸發(fā)器ff0的輸出端q’連接第一d觸發(fā)器ff0的輸入端d和第二d觸發(fā)器ff1的脈沖端clk，第二d觸發(fā)器ff1的輸出端q’連接第二d觸發(fā)器ff1的輸入端d和第三d觸發(fā)器ff2的脈沖端clk，第三d觸發(fā)器ff2的輸出端q’連接第三d觸發(fā)器ff2的輸入端d。

具體地，各d觸發(fā)器為邊沿觸發(fā)，sd為置1輸入端，rd為置0輸入端，每一級(jí)d觸發(fā)器的輸出端q作為計(jì)數(shù)輸出端。假設(shè)所有d觸發(fā)器初始輸出q都為0，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)d觸發(fā)器的輸入脈沖的第一個(gè)上升沿到來時(shí)，輸出置為高電平；當(dāng)?shù)诙€(gè)上升沿到來時(shí)，輸出置為低電平，此時(shí)為下一級(jí)的d觸發(fā)器的脈沖端輸入一個(gè)上升沿，使其輸出端q開始置為高電平，因此下一級(jí)的d觸發(fā)器輸出頻率為上一級(jí)的一半，符合二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的技術(shù)要求。第一計(jì)數(shù)器模塊130的計(jì)數(shù)位數(shù)根據(jù)測(cè)試時(shí)間的長(zhǎng)短來確定，測(cè)試時(shí)間一般可控制在10μs內(nèi)。

本實(shí)施例中，采用的d觸發(fā)器的原理圖如圖5所示，主要由傳輸門tg1～tg4、或非門nor1～nor4組成，各傳輸門均包括控制端c和c’。當(dāng)脈沖端clk出現(xiàn)上升沿時(shí)，將輸出q置為與輸入端d相同的信號(hào)；當(dāng)sd＝1時(shí)，將輸出q置為1；當(dāng)rd＝1時(shí)，將輸出q置為0。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二計(jì)數(shù)器模塊140包括第四d觸發(fā)器、第五d觸發(fā)器和第六d觸發(fā)器，第四d觸發(fā)器的脈沖端連接參考環(huán)形振蕩器120，第四d觸發(fā)器的輸出端連接第四d觸發(fā)器的輸入端和第五d觸發(fā)器的脈沖端，第五d觸發(fā)器的輸出端連接第五d觸發(fā)器的輸入端和第六d觸發(fā)器的脈沖端，第六d觸發(fā)器的輸出端連接第六d觸發(fā)器的輸入端。

同樣地，第二計(jì)數(shù)器模塊140具體結(jié)構(gòu)和原理與第一計(jì)數(shù)器模塊130相似，在此不再贅述。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)還包括預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路150，預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路150用于接收外部電路信號(hào)，并在停止接收外部電路信號(hào)后，當(dāng)內(nèi)部開關(guān)管被nbti效應(yīng)影響下老化至預(yù)設(shè)值時(shí)輸出預(yù)警信號(hào)。

具體地，預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路150可通過第一開關(guān)s001連接電源端vdd，預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路150在不需要進(jìn)行測(cè)試時(shí)通過buffer002與測(cè)試環(huán)形振蕩器110處于相同應(yīng)力環(huán)境下。需要進(jìn)行測(cè)試時(shí)，將其與外界施加的應(yīng)力斷開連接，檢測(cè)內(nèi)部開關(guān)管是否已經(jīng)老化至預(yù)設(shè)值，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果由輸出端out1輸出預(yù)警信號(hào)，以便測(cè)試人員及時(shí)知曉。

預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路150的具體結(jié)構(gòu)也不是唯一的，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示，預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路150包括第十八開關(guān)管mn301、第十九開關(guān)管mn302、第二十開關(guān)管mn305、第二十一開關(guān)管mn306、第三反相器152、第四反相器154、第五反相器156和第六反相器158。

第十八開關(guān)管mn301的控制端和第十九開關(guān)管mn302的控制端均連接第一控制信號(hào)端，接入控制信號(hào)vctrl1，第十八開關(guān)管mn301的輸入端和第十九開關(guān)管mn302的輸出端連接第四反相器154，第十八開關(guān)管mn301的輸出端和第十九開關(guān)管mn302的輸入端連接第三反相器152，第二十開關(guān)管mn305的控制端和第二十一開關(guān)管mn306的控制端均連接第二控制信號(hào)端，接入控制信號(hào)vctrl2，第二十開關(guān)管mn305的輸入端連接第三反相器152，第二十開關(guān)管mn305的輸出端接地，第二十一開關(guān)管mn306的輸入端連接第四反相器154，第二十一開關(guān)管mn306的輸出端接地；第五反相器156連接第三反相器152，第六反相器158連接第四反相器154。

本實(shí)施例中，第十八開關(guān)管mn301、第十九開關(guān)管mn302、第二十開關(guān)管mn305和第二十一開關(guān)管mn306均為n溝道m(xù)os管。第三反相器152用于接入外部電路信號(hào)，在第三反相器152內(nèi)部開關(guān)管未被老化至預(yù)設(shè)值時(shí)，第三反相器152輸出高電平至第五反相器156，第四反相器154輸出低電平至第六反相器158；在第三反相器152內(nèi)部開關(guān)管被老化至預(yù)設(shè)值時(shí)，第四反相器154輸出高電平至第六反相器158，第三反相器152輸出低電平至第五反相器156。預(yù)警信號(hào)產(chǎn)生電路150利用雙穩(wěn)態(tài)電路來得到預(yù)警信號(hào)。

第三反相器152、第四反相器154、第五反相器156和第六反相器158的具體結(jié)構(gòu)也可相同可不同。本實(shí)施例中，繼續(xù)參照?qǐng)D7，第三反相器152包括第二十二開關(guān)管mp301和第二十三開關(guān)管mn304，第四反相器154包括第二十四開關(guān)管mp302和第二十五開關(guān)管mn307，第五反相器156包括第二十六開關(guān)管mp303和第二十七開關(guān)管mn303，第六反相器158包括第二十八開關(guān)管mp304和第二十九開關(guān)管mn308。

第二十二開關(guān)管mp301的輸入端連接電源端vdd，第二十二開關(guān)管mp301的控制端連接第十八開關(guān)管mn301的輸出端，第二十二開關(guān)管mp301的輸出端連接第二十三開關(guān)管mn304的輸入端和第十九開關(guān)管mn302的輸入端，第二十三開關(guān)管mn304的控制端連接第二十二開關(guān)管mp301的控制端和第二十開關(guān)管mn305的輸入端，第二十三開關(guān)管mn304的輸出端接地；第二十四開關(guān)管mp302的輸入端連接電源端vdd，第二十四開關(guān)管mp302的控制端連接第十九開關(guān)管mn302的輸出端，第二十四開關(guān)管mp302的輸出端連接第十八開關(guān)管mn301的輸入端和第二十五開關(guān)管mn307的輸入端，第二十五開關(guān)管mn307的控制端連接二十四開關(guān)管mp302的控制端和第二十一開關(guān)管mn306的輸入端，第二十五開關(guān)管mn307的輸出端接地。

第二十六開關(guān)管mp303的輸入端連接電源端，第二十六開關(guān)管mp303的控制端連接第二十二開關(guān)管mp301的輸出端，第二十六開關(guān)管mp303的輸出端連接第二十七開關(guān)管mn303的輸入端，第二十七開關(guān)管mn303的控制端連接第二十六開關(guān)管mp303的控制端，第二十七開關(guān)管mn303的輸出端接地；第二十八開關(guān)管mp304的輸入端連接電源端，第二十八開關(guān)管mp304的控制端連接第二十四開關(guān)管mp302的輸出端，第二十八開關(guān)管mp304的輸出端連接第二十九開關(guān)管mn308的輸入端，第二十九開關(guān)管mn308的控制端連接第二十八開關(guān)管mp304的控制端，第二十九開關(guān)管mn308的輸出端接地。具體地，第二十二開關(guān)管mp301、第二十四開關(guān)管mp302、第二十六開關(guān)管mp303和第二十八開關(guān)管mp304為p溝道m(xù)os管，第二十三開關(guān)管mn304、第二十五開關(guān)管mn307、第二十七開關(guān)管mn303和第二十九開關(guān)管mn308為n溝道m(xù)os管。

其中，第二十二開關(guān)管mp301為用作測(cè)量的pmos管，第二十四開關(guān)管mp302為用作參考的pmos管，mos管mp301的尺寸根據(jù)實(shí)際需要比mos管mp302管大一定比例，其余的mos管尺寸均一樣。在非測(cè)量狀態(tài)下，與mos管mp301連接的緩沖器導(dǎo)通，使mos管mp301接入被測(cè)試的電路中；mos管mp302則通過緩沖器與高電平連接，確保其不受nbti效應(yīng)影響。在非測(cè)量狀態(tài)下，控制信號(hào)vctrl1和vctrl2均被置為低電平。當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將控制信號(hào)vctrl2置為高電平，通過mos管mn305和mos管mn306將電路中的電荷放掉，同時(shí)將第三反相器152和第四反相器154的輸入置為0?？刂菩盘?hào)vctrl2維持一段時(shí)間的高電平之后切換為低電平，此時(shí)令控制信號(hào)vctrl1置為高電平，使mos管mn301和mos管mn302導(dǎo)通。當(dāng)mos管mn301和mos管mn302導(dǎo)通后，第三反相器152和第四反相器154連接在一起構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路。由于兩個(gè)反相器都希望將各自輸入端的低電平反相置為高電平，因此整個(gè)電路中會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，當(dāng)mos管mp301未被老化至預(yù)設(shè)值時(shí)，由于其尺寸比mos管mp302大，導(dǎo)電能力比mos管mp302強(qiáng)，其所在的反相器總能贏得競(jìng)爭(zhēng)，先將輸出置為1，再迫使mos管mp302所在的反相器輸出低電平。因此，此時(shí)mos管mp303的輸出端out1輸出0，mos管mp304的輸出端out2輸出1。若mos管mp301已在nbti效應(yīng)影響下老化至預(yù)設(shè)值時(shí)，其導(dǎo)電能力比mos管mp302弱，此時(shí)mos管mp302所在的反相器則會(huì)贏得競(jìng)爭(zhēng)，先將輸出置為1，再迫使mos管mp301所在反相器輸出高電平。此時(shí)，mos管mp303的輸出端out1輸出1，mos管mp304的輸出端out2輸出0。使用mos管mn301和mos管mn302連接兩個(gè)反相器，其不僅承擔(dān)導(dǎo)線的作用，還能使兩個(gè)反相器的輸出遠(yuǎn)離邏輯閾值。即使mos管mp301的導(dǎo)電能力非常接近mos管mp302，也能準(zhǔn)確地分辨出哪個(gè)mos管的導(dǎo)電能力更強(qiáng)，同時(shí)還能有效消除工藝誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高了nbti退化檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

上述soc片上nbti退化檢測(cè)系統(tǒng)，通過統(tǒng)計(jì)第一計(jì)數(shù)器模塊130和第二計(jì)數(shù)器模塊140在測(cè)量時(shí)間內(nèi)得到的電平數(shù)量就能確定兩個(gè)環(huán)形振蕩器各自的輸出頻率，以此判斷被測(cè)電路是否已經(jīng)發(fā)生nbti退化，操作簡(jiǎn)便可靠，測(cè)試便利性高，能明確nbti退化對(duì)soc工作頻率的影響。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。