使用增强型门控Q扫描技术来减少集成电路泄漏电力制造技术

通过确定电路设计的最小泄漏状态且接着选择使所述电路设计保持在其最低泄漏状态的逻辑门来选择用于q门控的特定逻辑门。取决于实施所述最小泄漏状态所需的输入，可将所述门选择为NOR或OR门。用经选择以实施所述最小泄漏状态的门实施的q门控可在选定操作模式期间启用。可用自动测试模式产生ATPG工具来确定电路的所述最小泄漏状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及集成电路设计。更具体地说，本专利技术涉及设计具有减少的泄漏电力的集成电路。
技术介绍
通常使用例如基于扫描的设计等测试性设计技术来设计集成电路(IC)，在基于扫描的设计中，在IC设计中包含扫描触发器以促进IC的测试模式操作。扫描触发器类似于标准触发器，但包含扫描输入、扫描输出和启用输入。所述启用输入使扫描触发器在操作模式与测试模式之间来回切换。当启用输入被断言时，扫描触发器在扫描模式下起作用，其中可经由扫描输入和扫描输出发射测试输入和测试输出。当启用输入被解除断言时，扫描触发器作为标准触发器而操作，其中经由数据输入来接收输入。在基于扫描的设计中，将设计中的寄存器转换为扫描触发器102，其如图1中所示缝合在一起，以在测试操作模式期间作为过大移位寄存器而操作。在测试模式期间，首先执行移位操作，其中经由扫描触发器102使测试向量移位到电路中。所述测试向量传播经过IC内部电路的组合逻辑，其在本文中也称为“逻辑锥(cone of logic) ” 104。接着可执行捕获操作，其中测试响应由扫描触发器102捕获。当移入下一测试向量时，来自逻辑锥的响应数据被移除。在每次移位期间，较大数目的扫描触发器响应于测试向量输入而同时来回切换。这些来回切换导致贯穿整个逻辑锥的额外来回切换活动。移位期间的来回切换活动可能大大超过在电路的正常操作模式期间发生的来回切换活动。来回切换活动消耗大量的电力，这可不利地影响电路在测试期间的正确操作，且可降低电路的可靠性。一种用于降低移位操作期间的电力消耗的测试性设计技术称为“门控q(gated-q)”设计。根据门控q设计，将逻辑门添加到电路设计，在每一扫描触发器的q输出与逻辑锥之间。在移位操作期间断言到逻辑门的移位线。移位线的断言导致从逻辑门到逻辑锥的输出在移位操作期间保持在单一状态。以此方式，每一扫描触发器的q输出将在移位模式期间被“门控”。图2中展示q门控的实例，其中0R( “或”)门202门控扫描触发器输出。当例如在移位操作期间断言移位线206时，OR门202将每一输入处的逻辑“I”驱动到逻辑锥204。因为到逻辑锥204的输入保持在逻辑“ I ”，所以逻辑锥204中的组合逻辑电路在移位操作期间并不来回切换，因此大幅降低动态电力消耗。图3中展示q门控的另一实例，其中N0R( “或非”)门302使到逻辑锥304的输入保持在单一状态。NOR门302响应于移位线306的断言而在移位操作期间保持到逻辑锥304的每一输入处的逻辑“O”。使从对应扫描触发器308到NOR门302中的每一者的输入反相，使得当移位线306未经断言时，NOR门302发射从扫描触发器308接收的相同值。使到逻辑锥304的输入保持在单一状态防止了贯穿逻辑锥的来回切换活动的传播，且从而防止实质的动态电力损耗。虽然参看图2和图3所述的q门控实例大幅降低了因组合逻辑的所传播来回切换而原本将消耗的电力，例如动态电力损耗，但IC设计还遭受静态电力损耗。因组合逻辑中的电流泄漏而导致的静态电力损耗可能甚至比当前IC设计中的动态电力更大。术语“泄漏电力”是指当电路的晶体管处于其断开状态时，电路设计因泄漏电流而消耗的电力。逻辑门所消耗的泄漏电力取决于施加于其的输入模式。举例来说，图4展示2输入NAND ( “与非”)门402以及2输入NAND门内的晶体管的示意图404。当施加“00”输入时，与所有其它输入组合相比，消耗较少泄漏电力。这是因为两个晶体管Tl和T2均为断开。这产生较高的漏极到源极电阻，其导致较少的泄漏电流和较少的泄漏电力。电路设计的最小泄漏状态为消耗最少泄漏电力的设计的状态。这在尽可能多的逻辑门或其它组件停留在其最少泄漏状态时发生，使得电路的总泄漏电力为最小。识别给定设计的最小泄漏状态的问题是已假定各种解决方案或近似情况的复杂问题。然而，此些解决方案通常已不适合在设计IC时的实际应用。
技术实现思路
本专利技术的实施例通过确定电路设计中的组合逻辑的最小泄漏状态并使所述组合逻辑在某些操作模式期间停留在其最小泄漏状态来减少泄漏电力。本专利技术的方面包含使电路停留在其最少泄漏状态的硬件技术。所插入的硬件减少若干电路操作模式期间的泄漏电力。本专利技术的另一方面包含在扫描路径不使用时减少扫描路径中的扫描触发器链所消耗的泄漏电力的硬件技术。本专利技术的一个方面包含一种电路，其具有:逻辑电路；以及若干个扫描触发器，其耦合到所述逻辑电路。若干个门耦合在所述逻辑电路与所述若干个扫描触发器之间。选择所述门以保持所述逻辑电路的最小泄漏状态。根据本专利技术的另一方面，选择O门控扫描触发器和I门控扫描触发器以保持逻辑电路的最小逻辑状态。本专利技术的一方面包含一种电路，其包含:q门逻辑，其用于使逻辑电路保持在最小泄漏状态。连接到q门逻辑的多路复用器电路为电路的若干操作模式断言最小泄漏状态。本专利技术的另一方面包含一种电路，其具有:用于使逻辑电路保持在最小泄漏状态的装置；以及用于为所述电路的若干个操作模式断言所述最小泄漏状态的装置。本专利技术的另一方面包含一种电路，其具有:扫描路径，其包含扫描触发器链，所述扫描触发器链经配置以用于使测试向量移位到受测电路。多路复用器电路耦合到所述扫描路径的输入。所述多路复用器电路包含启用输入，且经配置以在所述启用输入的断言后即刻将逻辑“O ”输出到扫描路径输入。本专利技术的另一方面包含一种在集成电路设计中产生最小泄漏状态的方法。所述方法包含:在自动测试模式产生器工具中界定故障模型，其中每一故障表示所述集成电路设计中的标准单元的输入处的唯一布尔组合。针对所述故障中的每一者计算增益函数。所述增益函数表示对应故障的平均泄漏电力减少。以所述故障的所述所计算增益函数的次序对所述故障进行排序。通过执行自动测试模式产生来产生向量集，以用所述集的向量检测尽可能多的所述故障。选择所述集的向量，其中对应于通过所述向量检测到的所述故障的增益的总和为最大值。本专利技术的另一方面包含一种用于在集成电路设计中产生最小泄漏状态的设备。所述设备包含:用于在自动测试模式产生器工具中界定故障模型的装置，其中每一故障表示所述集成电路设计中的标准单元的输入处的唯一布尔组合。所述设备还包含:用于针对所述故障中的每一者计算增益函数的装置；以及用于以所述故障的所述所计算增益函数的次序对所述故障进行排序的装置。所述设备还包含:用于通过执行自动测试模式产生来产生向量集以用所述集的向量检测尽可能多的所述故障的装置；以及用于选择所述集的向量的装置，其中对应于通过所述向量检测到的所述故障的增益的总和为最大值。本专利技术的另一方面包含一种计算机程序产品，其包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体上记录有程序代码。所述程序代码包含:用以在自动测试模式产生器工具中界定故障模型的程序代码，其中每一故障表示所述集成电路设计中的标准单元的输入处的唯一布尔组合；用以针对所述故障中的每一者计算增益函数的程序代码，其中所述增益函数表示对应故障的平均泄漏电力减少；以及用以以所述故障的所述所计算增益函数的次序对所述故障进行排序的程序代码。所述程序代码还包含:用以通过执行自动测试模式产生来产生向量集以用所述集的向量检测尽可能多的所述故障的程序代码；以及用以选择所述集的向量的程序代码，其中对应于通过所述向量检测到的所述故障的增益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.17 US 12/884,4821.一种电路,其包括: 逻辑电路； 多个扫描触发器，其耦合到所述逻辑电路；以及 多个门，其耦合在所述逻辑电路与所述多个扫描触发器之间，所述多个门经选择以保持所述逻辑电路的最小泄漏状态。2.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括: 控制电路，其耦合到所述多个门以基于所述逻辑电路的操作模式来选择所述最小泄漏状态。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述多个门包括: 用于所述扫描触发器中的每一者的OR门，其中所述最小泄漏状态需要到逻辑电路的逻辑“I”输入；以及 用于所述扫描触发器中的每一者的NOR门，其中所述最小泄漏状态需要到所述逻辑电路的逻辑“O”输入。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述控制电路包括: 控制电路OR门，其具有连接到所述多个门中的每一者的输入的输出，以将启用信号提供给所述多个门中的每一者，所述控制电路OR门具有对应于为之实施所述最小泄漏状态的操作模式的多个输入。5.根据权利要求2所述 的电路，其中所述操作模式可从包含块休眠模式、移位模式和非核测试模式的多个操作模式中选择。6.根据权利要求1所述的电路，其集成到移动电话、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、计算机、手持式个人通信系统PCS单元、便携式数据单元和固定位置数据单元中的至少一者中。7.—种电路,其包括: 逻辑电路；以及 多个扫描触发器，其耦合到所述逻辑电路；所述多个扫描触发器包括经选择以保持所述逻辑电路的最小泄漏状态的O门控触发器和I门控触发器。8.根据权利要求7所述的电路，其进一步包括控制电路，所述控制电路耦合到所述扫描触发器以基于所述逻辑电路的操作模式来选择所述最小泄漏状态。9.根据权利要求8所述的电路，其中所述多个扫描触发器包括: I门控扫描触发器，其中所述最小泄漏状态需要到逻辑电路的逻辑“I”输入；以及 O门控扫描触发器，其中所述最小泄漏状态需要到所述逻辑电路的逻辑“O”输入。10.根据权利要求7所述的电路，其集成到移动电话、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、计算机、手持式个人通信系统PCS单元、便携式数据单元和固定位置数据单元中的至少一者中。11.一种电路，其包括: q门逻辑，其使逻辑电路保持在最小泄漏状态；以及 多路复用器电路，其连接到所述q门逻辑，所述多路复用器电路为所述电路的多个操作模式断言所述最小泄漏状态。12.根据权利要求11所述的电路，其中所述电路集成到移动电话、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、计算机、手持式个人通信系统PCS单元、便携式数据单元和固定位置数据单元中的至少一者中。13.—种电路,其包括: 用于使逻辑电路保持在最小泄漏状态的装置；以及 用于为所述电路的多个操作模式断言所述最小泄漏状态的装置。14.一种电路,其包括: 扫描路径，其包括扫描触发器链，所述扫描触发器链经配置以使测试向量移位到受测电路，以及 多路复用器电路，其耦合到所述扫描路径的输入，所述多路复用器电路包含启用输入，且经配置以在所述启用输入的断言后即刻将逻辑“O”输出到扫描路径输入。15.根据权利要求14所述的电路，其进一步包括: 控制电路，其耦合到所述多路复用器电路，且经配置以在所述受测电路的测试不活动时断言所述启用输入，以致使所述多路复用器电路将逻辑“O”输入到所述扫描触发器中的每一者。16.根据权利要求14所述的电路，其集成到移动电话、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、计算机、手持式个人通信系统PCS单元、便携式数据单元和固定位置数据单元中的至少一者中。17.—种在集成电路设计中产生最小泄漏状态的方法，其包括: 在自动测试模式产生 器工具中界定故障模型，其中每一故障表示所述集成电路设计中的标准单元的输入处的唯一布尔组合； 针对所述故障中的每一者计算增益函数，其中所述增益函数表示对应故障的平均泄漏电力减少； 以所述故障的所述所计算增益函数的次序对所述故障进行排序； 通过执行自动测试模式产生来产生向量集，以用所述集的向量检测尽可能多的所述故障；以及 选择所述集的向量，其中对应于通过所述向量检测到的所述故障的增益的总和为最大值。18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括: 对所述设计中的所述向量的关注位进行硬译码。19.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括: 对于所述向量的每一逻辑“ I ”关注位，将OR门插入所述电路设计中；以及 对于所述向量的每一逻辑“O”关注位，将NOR门插入所述电路设计中。20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括: 将所述OR门和所述NOR门插入电路的扫描触发器与所述电路的逻辑锥之间。21....

【专利技术属性】
技术研发人员：拉贾马尼·塞瑟拉姆，卡里姆·阿拉比，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：