具有扫描测试支持的低功率双边沿触发存储单元及其时钟门控电路制造技术

技术编号:7183742 阅读:299 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提出了包括脉冲发生器(5)和存储元件(6)的存储单元(1)。连接存储元件输入(7)以接收数据输入信号(DIN)。连接存储单元输出(9)以提供数据输出信号(DOUT)。响应于从脉冲发生器(5)接收的存储控制信号(SC)存储元件(6)在数据保持状态和数据转移状态的一个中操作。连接脉冲发生器(5)以接收具有时钟上升沿和下降沿(13、14)的时钟信号(CK),并且用于提供存储控制信号(SC)中的控制脉冲(15、16)。每个控制脉冲(15、16)具有前沿(17)和后沿(18)。控制脉冲(15、16)具有适于在其前沿(17)调用数据转移状态的极性。新的特征在于脉冲发生器(5)用于当接收时钟信号上升沿(13)时启动上升沿控制脉冲(15),以及当接收时钟信号下降沿(14)来启动下降沿控制脉冲(16)。以这种方式,双边沿触发的双稳态多谐振荡器可以仅使用组合逻辑电路和一个电平或单边沿触发的存储元件(6)。存储单元(1)具有低功耗,有助于扫描测试并且可以通过现有设计工具和测试设备使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有扫描测试支持的低功率双边沿触发存储单元及其时钟脉冲门电路。更具体的,本专利技术涉及低功率损耗的双边沿触发(DET)双稳态多谐振荡器和用于实施自动电路测试的内建电路,以及用于对提供给这种DET双稳态多谐振荡器的时钟信号进行门控(gating)的电路。本专利技术可以例如用于诸如助听器等的应用中,其中数字电路的功耗是主要关注的。
技术介绍
Kwon等的US专利5,959,915公开了一种通过对施加的时钟频率进行加倍来测试集成电路的方法,诸如动态RAM。时钟频率通过脉冲发生器修正,脉冲发生器可以在加倍模式和非加倍模式之间切换。Kundu的US专利申请2004/0041610公开了一种DET双稳态多谐振荡器,包括两个单边沿触发(SET)双稳态多谐振荡器,分别响应于时钟信号的反向变迁,并且它们的输出根据时钟信号的相位被多路复用。该文献还公开了用于支持双稳态多谐振荡器周围的电路的所谓扫描测试的电路。扫描测试包括步骤将测试输入数据钟控进入测试模式下的一组双稳态多谐振荡器,一旦处于正常模式触发时钟信号并且随后读取双稳态多谐振荡器的输出作为测试输出数据。公开的电路包括分离的测试模式时钟信号,用于每个SET双稳态多谐振荡器。Huijbregts的US专利申请2001/0052096公开了具有用于支持扫描测试的电路的SET双稳态多谐振荡器。Ahn的US专利申请6,828,837公开了 SET双稳态多谐振荡器,具有当数据输入等于数据输出时用于防止时钟信号触发该双稳态多谐振荡器的门控电路。目的在于减小功耗。该文献还公开了提供门控的时钟作为脉冲时钟信号。Reyes等人的US专利5,498,988 也公开了 SET双稳态多谐振荡器,具有当数据输入等于数据输出时用于防止时钟信号触发该双稳态多谐振荡器的门控电路。Sharpe-Geisler的US专利5,719,516公开了修改DET双稳态多谐振荡器的时钟信号的电路。出去的时钟信号与进入的时钟信号的上升沿和/或下降沿同步地任意变换。 该电路允许进入的时钟信号的每个边沿方向的变换的使能和禁止。Felix的US专利5,646,567公开了一种DET双稳态多谐振荡器,具有用于支持扫描测试的电路。该双稳态多谐振荡器可以在处于SET和DET模式之间切换,从而帮助测试。Peset Llopis 的 US 专利 6,137,331 和 Tschanz 等人的 7,109,776 公开了用于向 DET电路提供时钟信号的电路,例如DET双稳态多谐振荡器。该电路包括用于禁止时钟信号输出的装置。
技术实现思路
对于助听器中使用的电子电路来说,低功耗、小尺寸和可靠的功能是关键要求。低功耗的要求使其明确考虑使用数字信号处理器的存储单元中的DET电路,其为当今先进助听器的一部分。DET电路的使用主要允许减小时钟电路的功耗。然而,DET电路需要比SET 电路更大的空间或在处理器芯片上的“不动产”,并且还体现用于设计和测试电子芯片上的数字电路的工具的多个问题。具体地,对扫描测试广泛采用的标准不是为DET电路设计的, 并且不能与DET电路一起工作。结果,DET电路和/或数字处理器中的周围电路在生产设备中不能被完全测试,其与可靠性需求相反。此外,用于设计数字芯片的通常使用的工具也不能用于DET电路,这使得设计DET电路是复杂并且昂贵的工作,具有发生设计错误的高风险。由此,对于DET存储单元具有如下需要其可以在SET电路的现有的设计和测试工具中容易地使用,其支持扫描测试,在处理器芯片上占据小的空间,并且在使用中消耗很少的功率。上述现有技术文档中均为公开实现所有这些需求的DET存储单元。本专利技术的目的在于提供这样的存储单元。本专利技术的目的还在于提供DET存储单元,其可以使用最少数目的存储元件实现, 例如双稳态多谐振荡器和锁存器。本专利技术的进一步的目的在于提供可以使用电平控制的存储元件实现的DET存储单元。本专利技术的进一步的目的在于提供具有用于存储元件的可靠的控制信号的DET存储单元。本专利技术的进一步的目的在于提供一种DET存储单元,其中存储元件的控制信号自动适应于晶体管技术、电源、温度等的改变。本专利技术的进一步的目的在于提供一种DET存储单元,当具有不经常改变的数据输入信号时消耗最小量的功耗。本专利技术的进一步的目的在于提供一种DET存储单元,其功能可以被广泛测试。本专利技术的进一步的目的在于提供一种支持扫描测试的DET存储单元。本专利技术的进一步的目的在于一种DET存储单元,其支持使用专门用于测试SET电路的测试设备进行扫描测试。本专利技术的进一步的目的在于提供一种DET电路,其可以在专门用于设计SET电路的设计工具中建模。本专利技术的进一步的目的在于提供一种DET存储单元,其可以在DET模式和SET模式之间选择性地切换。本专利技术的进一步的目的在于提供一种DET存储单元,其可以在DET模式和SET模式之间选择性地切换,并且当处于SET模式中可以在正边沿触发的存储单元和负边沿触发的存储单元之间选择性地切换。时钟门控是用于减小时钟提供树中消耗的功率的技术,并且期望将其应用至根据本专利技术的DET存储单元。然而,上述现有技术均未公开完全支持根据本专利技术的DET存储单元的功能的时钟门控电路。本专利技术的进一步的目的在于提供这样的时钟门控电路。本专利技术的进一步的优点在于提供一种时钟门控电路,其比现有技术时钟门控电路消耗更小的功率和空间。本专利技术的目的是通过在所附权利要求中描述以及如下描述的专利技术实现。本专利技术的目的是由存储单元实现,所述存储单元具有数据输出端子、时钟端子、脉冲发生器、存储元件和输入电路。存储元件具有存储输入和存储输出。连接存储输入以从输入电路接收数据输入信号。连接存储输出以将数据输出信号提供给数据输出端子。响应于从脉冲发生器接收的存储控制信号存储元件可操作于数据保持状态和数据转移状态中的一个。连接脉冲发生器以从时钟端子接收具有时钟信号上升沿和下降沿的时钟信号,并且脉冲发生器用于提供存储控制信号中的控制脉冲。每个控制脉冲具有前沿和后沿。控制脉冲具有适于在控制脉冲的前沿上调用数据转移状态的极性。新的特征是每个控制脉冲是上升沿控制脉冲和下降沿控制脉冲中的一个,并且其中脉冲发生器当接收时钟信号上升沿时用于启动上升沿控制脉冲,并且当接收时钟信号下降沿时用于启动下降沿控制脉冲。以这种方式,DET双稳态多谐振荡器可以仅使用组合逻辑电路和一个SET存储单元。这允许比现有技术DET存储单元更小的功耗。优选地,存储元件用于响应于存储控制信号的转换临时地调用数据转移状态。这允许使用现有边沿触发的SET双稳态多谐振荡器作为存储元件。优选地,当存储控制信号具有第一逻辑电平时,存储元件处于数据保持状态,以及当存储控制信号具有第二逻辑电平时,存储元件处于数据转移状态,其中第二逻辑电平是第一逻辑电平的非。这允许使用现有电平控制的锁存器作为存储元件。电平控制的锁存器与边沿触发的双稳态多谐振荡器相比通常需要较少的芯片空间并且消耗较低功率。优选地,脉冲发生器被连接以接收数据输出信号以及数据输入信号,并且当数据输出信号的逻辑电平与数据输入信号的逻辑电平具有预定关系时,脉冲发生器用于终止被启动的控制脉冲。在这种方式下,控制脉冲的持续时间自动适应于存储元件中的传播时延, 由此使得存储元件的控制可本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种存储单元(1),具有数据输出端子(3)、时钟端子(4)、脉冲发生器(5)、存储元件(6)和输入电路(10),存储元件(6)具有存储输入(7)和存储输出(9),连接存储输入(7)以从输入电路(10)接收数据输入信号(DIN),连接存储输出(9)以将数据输出信号(DOUT)提供给数据输出端子(3),响应于从脉冲发生器(5)接收的存储控制信号(SC)存储元件(6)可操作于数据保持状态和数据转移状态中的一个,连接脉冲发生器(5)以从时钟端子(4)接收具有时钟信号上升沿和下降沿(13、14)的时钟信号(CK),并且脉冲发生器(5)用于提供存储控制信号(SC)中的控制脉冲(15、16),每个控制脉冲(15、16)具有前沿(17)和后沿(18),控制脉冲(15、16)具有适于在控制脉冲的前沿(17)上调用数据转移状态的极性,其中,每个控制脉冲(15、16)是上升沿控制脉冲(15)和下降沿控制脉冲(16)中的一个,并且其中脉冲发生器(5)当接收时钟信号上升沿(13)时用于启动上升沿控制脉冲(15),并且当接收时钟信号下降沿(15)时用于启动下降沿控制脉冲(16)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:雅各布·萨林
申请(专利权)人:奥迪康有限公司
类型:发明
国别省市:DK

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