焊盘所占据的区域是不允许有测试单元的，所以这些端口需要占据非常大的面积。本发明一些实施例所提供的环形振荡器测试芯片对外围结构的设计和测试单元的摆放做了优化。VDDC、GNDC、EBL、OUT四个端口可以全局共用。VDDE和GNDE被一个测试单元的所有测试结构共用并被相邻测试单元共用。以8个环形振荡器为例，被放在一个测试单元中共需要六个焊盘，其中四个焊盘为VDDC、GNDC, EBL、OUT端口，两个焊盘为VDDE、GNDE端口，极大地减少焊盘数量和所占面积。当有MX 8个环形振荡器时，相邻测试单元相互共用两个焊盘为VDDE、GNDE端口更进一步减少焊盘数量提高测试芯片面积利用率。这里，测试单元的数量可以由客户需要决定或由客户设计的测试芯片中焊盘的数量决定，且焊盘的数量越多可以放置越多的测试单元。
[0047]每个测试单元中测试结构的数量由客户需要和寻址电路的寻址能力有关，且测试结构的具体数量与寻址电路的寻址能力成正比。本实施例中，由于每个测试单元中有8个测试结构，两个独立电源端口 VDDE和GNDE平均可以控制两个测试单元，共16个测试结构，所以在选址测量时需要16个地址信号。每个寻址信号端的信号有两种数字状态I和0，4个寻址信号端(对应4个焊盘)可以形成24种地址信号。相应地，当测试单元中的测试结构增多时需要相应地增强电路的寻址能力，加入更多的寻址信号端以形成更多种地址信号对测试结构进行寻址，地址信号的数量和两个测试单元中的测试结构之和相同。结合图7-3，有四个寻址信号端口 19，一个控制这四个寻址信号的总寻址端口 20，19和20端口均有两种数字状态I和0，所以四个寻址信号端可以组成24种地址信号对测试结构进行选择。当总寻址端口为O时不选择任何一个测试结构，当总寻址端口为I时在24种地址信号中选中其中一个地址信号。
[0048]从图7-3中也可以看出测试单元被就近地放置在其对应的独立电源之间，一方面是为了共用电源焊盘以提高面积利用率，另一方面是使测试单元和独立电源之间的连线尽量短，以降低导线电阻对电压降的影响。
[0049]为了进一步减少测试单元和独立电源之间的导线电阻，本实施例采用了多金属层网状结构进行连接，对比单金属层的连接方式绕线，多金属层的并联可以最大化减小绕线电阻，起到提高测试精度的作用。如图8所示为2层金属网状连接示意图，21为金属层M1，22为金属层M2，23为通孔(via)。在一些实施例中可以是2个以上的金属层网状连接。
[0050]根据上述的描述，落实到实际版图中的测试芯片工作原理是:测试单元10被放在独立电源9 (GNDE)和Il(VDDE)之间来供电，外围电路和局部分频器通过12 (VDDC)和13 (GNDC)来供电。当寻址信号中的一种地址信号被选中对应某一个测试结构，此测试结构所在测试单元对应的开关电路打开，14端口和16端口同时提供EBL和NEBL信号，由选择器根据地址信号给测试单元中被选中的测试结构提供EBL信号，给测试单元中未被选中的测试结构提供NEBL信号。该被选中的测试结构振荡频率经过局部分频器后输出到外围电路，经过全局分频器和I/O驱动后输出到外部测试机进行测量。
[0051]本发明也提供一种使用上述可寻址环形振荡器测试芯片的测试方法。所述测试方法可以包括:当外围电路供电后，地址信号每提供一组地址，通过寻址电路产生一组控制信号；该组控制信号允许被供电的测试单元中的一个环形振荡器测试结构的信号传输通路导通，输入或输出信号得以输入或输出；输入信号使被选中的环形振荡器测试结构开始振荡，而使得未被选中的环形振荡器测试结构始终维持静态，避免误触发引起振荡而影响测量；被选中的环形振荡器测试结构振荡频率通过信号传输通路输出；最终振荡频率经过分频器降到测试机能接受的频率范围后输出。
[0052]本发明还提供一种测试系统，其可以包括一个或多个上述的可寻址环形振荡器测试芯片。例如，所述测试系统可以包括至少一个可寻址环形振荡器测试芯片和一个测试机；通过可寻址环形振荡器测试芯片的测试方法将被选中的测试结构的振荡频率输出后，由焊盘输出到测试机进行进测量。在一些实施例中，所述测试系统可以多个可寻址环形振荡器测试芯片进行大规模的并行测试。
[0053]上述已经详细图示和介绍了本发明的示范性实施例，在此基础上的各种变形和改进对于本领域技术人员来说就将是显而易见的。因此，本发明的实质和保护范围应该被广义解读并且仅由所附权利要求限定而并不受以上说明内容的限定。
【主权项】
1.一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，所述可寻址环形振荡器测试芯片包括:若干环形振荡器测试单元、以及由外围电路和焊盘构成的外围结构；其中所述外围结构的外围电路共用一组电源:第一电源和第一接地；每个测试单元享有一组独立电源以减少布线带来的电压降，并使得在测量时减小其它测试单元的干扰。2.根据权利要求1所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，所述外围结构包括:外围结构的外围电路，所述外围电路包括:寻址电路、信号传输通路、全局分频器、驱动器。3.根据权利要求1所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，所述环形振荡器测试单元与其对应的独立电源之间的绕线包括多金属层并联网状绕线以减小绕线电阻从而提高测试精度。4.根据权利要求1所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，所述每个环形振荡器测试单元被就近放置与其对应的独立电源的两个焊盘之间，所述每个环形振荡器测试单元与其相邻的两个测试单元分别共享一个第一电源或第一接地。5.根据权利要求1所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，每个环形振荡器测试单元中包含一个或多个环形阵振荡器测试结构，测试结构的具体数量与寻址电路的寻址能力成正比。6.根据权利要求5所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，所述每个环形振荡器测试结构包括一个环形振荡器，每个环形振荡器可以配置零个到几个局部分频器，如果某个测试结构中的环形振荡器的振荡频率超过了外围电路能传输的频率范围或最终输出的频率范围，则需要配置局部分频器。7.根据权利要求6所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，每个形振荡器测试结构包括六个端口:给环形振荡器供电的两个电源端口、给局部分频器供电的一组电源端口、起振信号端口、振荡输出端口 ；如果所述环形振荡器不需要经过局部分频器来降频直接输出，或局部分频器和环形振荡器共用一组电源，则每个环形振荡器测试结构包括四个端口:环形振荡器和局部分频器供电的两个电源端口、起振信号端口、振荡输出端口。8.根据权利要求6所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，每次测试时，只有被选中的测试结构所在的测试单元的一组独立电源供电，其它测试单元的独立电源均接地，从而减小外围电路对环形振荡器供电造成的影响，以提高测试电路稳定性。9.根据权利要求2所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，所述信号传输通路包括信号输入通路和信号输出通路，所述信号输入通路通过选择器在一个测试单元内为被寻址电路选中的测试结构输入起振信号，未被选中的测试结构输入静态信号以避免误触发引起所述未选中的测试结构振荡，从而提高测试电路稳定性。10.根据权利要求9所述的一种可寻址环形振荡器测试芯片，其特征在于，所述信号输出通路通过选择器输出被寻址电路选中的环形振荡器测试结构的振荡波形，同一测试单元内未选中的环形振荡器测试结构的输出被屏蔽。
【专利摘要】本发明提供一种可寻址环形振荡器测试芯片。所述可寻址环形振荡器测试芯片采用外围结构整体设计，包括：若干环形振荡器测试单元、以及由外围电路和焊盘构成的外围结构；其中所述外围结构的外围电路共用一组电源：第一电源和第一接地；每个测试单元享有一组独立电源以减少布线带来的电压降，并使得在测量时减小其它测试单元的干扰。每个测试单元中包含一个或多个环形振荡器测试结构，每个测试单元与其相应的独立电源就近摆放且与相邻测试单元共享焊盘，使得该环形振荡器测试芯片的面积利用率大大提高。环形振荡器测试单元与其对应的独立电源之间的绕线包括多金属层并联网状绕线以减小绕线电阻，使得可寻址环形振荡器测试芯片的测试精度提高。
【IPC分类】G01R31/28
【公开号】CN104931869
【申请号】CN201410437495
【发明人】潘伟伟, 欧阳旭, 郑勇军, 史峥, 李莉莉
【申请人】杭州广立微电子有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年8月29日