【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成电路工作负载、温度和/或亚阈值泄漏传感器相关申请的交叉引用本申请要求2018年1月8日提交的美国临时专利申请号62/614,706“集成电路亚阈值泄漏传感器(INTEGRATEDCIRCUITSUB-THRESHOLDLEAKAGESENSOR)”的优先权的权益，该专利申请的全部内容通过引用以其整体合入本文。
本专利技术涉及集成电路的领域。
技术介绍
集成电路(IC)可以包括在平坦半导体衬底(诸如硅晶片)上的模拟和数字电子电路。使用光刻技术将微观晶体管印刷到衬底上以在非常小的区域中产生数十亿个晶体管的复杂电路，从而使得使用IC的现代电子电路设计是低成本和高性能的。IC在被称为铸造厂的工厂的装配线中生产，这些装配线已使IC的生产商品化，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)IC。数字IC包含以功能和/或逻辑单元布置在晶片上的数十亿个晶体管，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，以及将功能单元互连的数据路径，这些数据路径在功能单元之间转移数据值。每个单元具有电源以及相关联的开启电源、关闭电源、备用电源等。数字IC实现了大量的基于CMOS的子电路，每个子电路与OFF配置相关联。在OFF配置期间，子电路设备仍可消耗电力，诸如经常称为静态功率消耗。将IC内的所有子电路的静态(或泄漏)功率相加，并且其可以称为总IC静态功率。在数字IC中，在理想上没有电流的状态下，亚阈值泄漏可以被认为是寄生泄漏。相反，在微功率模拟电路中，弱反相是有效的操作区域，并且亚阈值可以是有用的晶体管模式，围绕该...
【技术保护点】
1.一种半导体集成电路，包括：/n功能晶体管，所述功能晶体管具有提供电流的输出；/n环形振荡器即ROSC电路，所述环形振荡器电路靠近所述功能晶体管位于所述集成电路即IC中并且在操作中具有振荡频率；以及/n处理器，所述处理器被配置为基于所述ROSC的所述振荡频率来确定所述功能晶体管的一个或更多个操作状况；/n其中所述ROSC具有被耦接以从所述功能晶体管的所述输出接收所述电流的输入。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180108 US 62/614,7061.一种半导体集成电路，包括：
功能晶体管，所述功能晶体管具有提供电流的输出；
环形振荡器即ROSC电路，所述环形振荡器电路靠近所述功能晶体管位于所述集成电路即IC中并且在操作中具有振荡频率；以及
处理器，所述处理器被配置为基于所述ROSC的所述振荡频率来确定所述功能晶体管的一个或更多个操作状况；
其中所述ROSC具有被耦接以从所述功能晶体管的所述输出接收所述电流的输入。
2.根据权利要求1所述的半导体集成电路，还包括：
启用部分，所述启用部分被配置为根据接收的启用信号来启用或禁用所述ROSC。
3.根据权利要求2所述的半导体集成电路，其中所述启用部分包括作为所述ROSC的部分的NAND逻辑门、被布置为接收所述启用信号的所述NAND逻辑门的第一输入以及耦接到所述ROSC的输出的所述NAND逻辑门的第二输入。
4.根据任何前述权利要求所述的半导体集成电路，其中所述ROSC包括至少一个偏斜反相器。
5.根据任何前述权利要求所述的半导体集成电路，其中所述处理器被配置为使用所存储的所述ROSC在不同操作状况下的所述振荡频率的模拟结果来确定所述功能晶体管的所述一个或更多个操作状况。
6.根据任何前述权利要求所述的半导体集成电路，其中所述ROSC形成至少一个泄漏检测电路的部分，使得所述处理器被配置为基于所述ROSC的所述振荡频率来确定所述功能晶体管的泄漏电流。
7.根据权利要求6所述的半导体集成电路，其中所述至少一个泄漏检测电路还包括：
电连接到被测设备即DUT的输入的亚阈值偏置发生器，所述DUT包括所述功能晶体管并且所述ROSC是电连接到所述DUT的输出的第一存储电路；以及
频率测量电路。
8.根据权利要求7所述的半导体集成电路，还包括：
电连接到所述DUT的所述输出的电子开关，所述ROSC电连接到所述电子开关。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的半导体集成电路，其中所述DUT的所述输出是所述功能晶体管的漏极。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的半导体集成电路，其中所述至少一个泄漏检测电路是多个泄漏检测电路，每个泄漏检测电路测量来自多个DUT中的一个的所述泄漏电流。
11.根据任何前述权利要求所述的半导体集成电路，其中所述ROSC和所述处理器形成至少一个温度检测电路的部分，使得所述处理器被配置为基于所述ROSC的所述振荡频率来确定所述功能晶体管的温度。
12.根据权利要求11所述的半导体集成电路，其中所述处理器被进一步配置为使用所存储的所述ROSC在不同温度下的所述振荡频率的模拟结果以基于所述ROSC的所述振荡频率来确定所述功能晶体管的所述温度。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的半导体集成电路，其中所述处理器被进一步配置为将所述IC识别为具有选自由多个预定义类型的IC组成的组的类型，所述处理器针对所述预定义类型中的每一者存储所述ROSC在不同温度下的所述振荡频率的相应模拟结果。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的半导体集成电路，其中所述至少一个温度检测电路还包括电流源，所述电流源的输出向所述ROSC提供输入。
15.根据权利要求14所述的半导体集成电路，其中所述电流源包括亚阈值偏置发生器，所述亚阈值偏置发生器耦接到所述功能晶体管的控制端子并且被配置为以亚阈值状态偏置所述功能晶体管，所述功能晶体管的输出提供所述电流源的所述输出。
16.根据权利要求15所述的半导体集成电路，其中所述亚阈值偏置发生器形成根据权利要求6至10中任一项所述的至少一个泄漏检测电路的部分。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的半导体集成电路，其中所述至少一个温度检测电路被配置为使得所述ROSC的所述振荡频率随着升高的温度而增大。
18.根据任何前述权利要求所述的半导体集成电路，其中所述处理器被配置为基于所述ROSC的所述振荡频率来确定所述IC的应力或工作负载。
19.根据权利要求18所述的半导体集成电路，其中基于以下中的一个或更多个的函数来确定所述IC的所述应力或工作负载：IC电压、温度和IC活动。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的半导体集成电路，其中所述处理器被进一步配置为确定在以下中的一者或两者在不同值下的所述应力或工作负载：所述半导体IC的时钟频率；以及半导体IC的操作电压，所述处理器被配置为提供相对于所述时钟频率和/或操作电压参考的所述应力或工作负载。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的半导体集成电路，其中所述IC的所述应力或工作负载表示在时间间隔内的总计应力或工作负载，所述时间间隔基于用于所述ROSC的所述振荡频率的测量的持续时间。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的半导体集成电路，其中所述应力或工作负载由以下中的一个或更多表示：数量；相对于所有半导体IC的参考值的比率以及所述相同类型的半导体IC的相对于参考值的比率。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的半导体集成电路，其中所述处理器被进一步配置为接收所述半导体IC的裕度损失，并且将所接收的裕度损失与所述应力或工作负载相关联。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的半导体集成电路，其中所述处理器被进一步配置为基于所确定的应力或工作负载以及所存储的应力或工作负载与裕度损失之间的相关性来确定所述IC的裕度损失。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的半导体集成电路，其中所述处理器被进一步配置为针对所述半导体IC的至少一部分选择性地启用或禁用负偏置温度不稳定性模式即NBTI模式，并且在启用所述NBTI模式时确定所述NBTI模式的应力或工作负载。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的半导体集成电路，其中所述处理器被进一步配置为基于所确定的应力或工作负载与预定标准的比较来生成通知信号，所述通知信号指示以下之一或更多：所述IC的状态或年限、所述IC的一个或更多个保护带以及维护或替换条件。
27.根据任何前述权利要求所述的半导体集成电路，其中所述处理器被配置为确定分布在一个时间段内的所述一个或更多个操作状况的多个实例，并且存储所述一个或更多个操作状况的所确定的多个实例。
28.根据权利要求27所述的半导体集成电路，其中所述处理器被配置为通过网络将所述一个或更多个操作状况的所确定的多个实例存储在以下中的一个或更多个中：所述半导体IC中的非易失性存储器；本地系统上的外部存储设备；以及远程系统上的外部存储设备。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的半导体集成电路，其中所述处理器被配置为确定所述一个或更多个操作状况的所确定的多个实例在所述时间段内的总计值。
30.根据任何前述权利要求所述的半导体集成电路，其中所述ROSC的输入被可切换地耦接以从所述功能晶体管的所述输出接收所述电流，使得所述处理器被配置为：当所述ROSC的所述输入未从所述功能晶体管的所述输出接收到所述电流时，基于所述ROSC的所述振荡频率来确定参考频率；以及当所述ROSC的所述输入从所述功能晶体管的所述输出接收到所述电流时，基于所述ROSC的所述振荡频率来确定传感器测量频率。
31.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·法尼，I·温特罗布，E·兰德曼，Y·大卫，S·科恩，G·雷德勒，
申请(专利权)人：普罗泰克斯公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
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