用于触发器盘区域和功率优化的电路和布局技术的制作方法_3

文档序号:9493554阅读:来源:国知局
间的反相器315。
[0043]第一扫描复用器310的扫描输入端(被标记为“I”)親合到反相器315。每一个其余的扫描复用器310b-310d的扫描输入端(被标记为“I”)耦合到前一个D触发器120a-120c的nq输出端而没有介于中间的反相器。每一个扫描复用器310a_310d的数据输入端(被标记为“O”)耦合到相应的数据信号d0-d3,而每一个扫描复用器310a-310d的输出端耦合到相应的触发器120a-120d的输入端。
[0044]在正常模式中,每一个扫描复用器310a_310d使用相应的三态电路215将相应的数据信号d0-d3反相,并且将经反相的数据信号输出到相应的D触发器120a-120d的输入端。每一 D触发器120a-120d在时钟信号elk的上升沿或下降沿上捕捉来自相应数据信号d0-d3的数据值(例如,位),并且输出所捕捉的数据值q0_q3。
[0045]在扫描模式中,反相器315将触发器盘500的扫描输入端(“sin”)处的扫描信号反相以生成经反相的输入扫描信号。第一扫描复用器310a将经反相的输入扫描信号传递到第一 D触发器120a的输入端。每一个其余的扫描复用器310b-310c将来自前一个触发器120a-120c的扫描信号输出耦合到相应的触发器120b_120d的输入端而没有反相。该扫描信号最终在NAND门130的输出端(被标记为“sout”)处被输出。输出扫描信号可以取决于从触发器盘500的扫描输入端(“sin”)到扫描输出端(“sout”)的扫描路径中的反相数目来相对于输入扫描信号反相或不反相。
[0046]因而,在扫描模式中,扫描信号被扫描通过触发器盘500的D触发器120a_120d。该扫描信号可包括已知测试模式,并且触发器盘500的功能性可以通过将来自触发器盘500的输出扫描信号与基于已知测试模式的预期输出扫描信号作比较来评估。对于给定测试模式,图5中的触发器盘500的预期输出扫描信号可以与图1中的触发器盘100的预期输出扫描信号不同。这是因为,由于扫描复用器310a-310d不将扫描信号反相的事实,图5中的触发器盘500在扫描路径中具有不同数目的反相。
[0047]使用图3中所示的复用器310来实现触发器盘500的每一个扫描复用器310a-310d可以导致触发器盘500中晶体管数目的显著降低。触发器盘500中的第一扫描复用器310a可以不对晶体管数目的减少作出贡献,这是因为耦合在触发器盘500的扫描输入端(“sin”)与第一扫描复用器310a之间的反相器315。然而,触发器盘500中的每一个其余的扫描复用器310b-310d使晶体管计数减少2。这是因为,对于每一个其余的扫描复用器310b-310d,与图2中所示的第二三态电路220的四个晶体管相比,相应的传输门320使用两个晶体管。例如,对于4位触发器盘(在图5中示出了它的一个示例),这导致与图1的触发器盘100相比减少了 6个晶体管(对于三个其余的复用器310b-310d中的每一个减少两个晶体管)。对于包括8个D触发器的8位触发器盘,这导致减少了 14个晶体管,而对于包括16个D触发器的16位触发器盘,这导致减少了 30个晶体管。扫描电路系统515中晶体管数目的减少使得扫描电路系统所占用的芯片面积减少并且降低了功耗。
[0048]为了使每一 D触发器120a_120d正确捕捉来自其输入端处的信号(例如,相应的数据信号d0-d3或扫描信号)的值,该值需要在时钟elk的上升沿或下降沿之后保持稳定达一时间段(被称为保持时间)。如果在保持时间期间信号改变了值,则发生保持时间违背,并且触发器可能进入亚稳状态。为了防止正常模式中的保持时间违背,到触发器的数据路径中的延迟可以被调节以在触发器的输入端处提供足够的保持时间余裕。保持时间余裕可以是时钟elk的上升沿或下降沿之后信号改变的预期时间与保持时间之差。较大的保持时间余裕通过提供用于工艺和操作变动的较大余裕来改善触发器的稳健性。
[0049]在扫描模式中,与图1中的第二、第三和第四触发器120b_120d相比,图5中的第二、第三和第四触发器120b-120d中的每一者的保持时间余裕被减少达约一个反相器延迟。这是因为图5中的每一个相应的复用器310b-310d不像图1中的相应复用器IlOb-1lOd那样对扫描信号进行反相。然而,即便在扫描模式中有了保持时间余裕的减少,该保持时间余裕仍然可以保持足以防止测试期间的保持时间违背。例如,当使用图2中所示的触发器来实现每一个触发器120b-120d时,已经发现扫描模式中的保持时间余裕保持足够大以防止保持时间违背。第一触发器120a的保持时间余裕可以近乎相同,因为耦合到第一复用器IlOa的反相器315增加了反相器延迟。
[0050]回头参考图3,现在将更详细地描述第一三态电路215。第一三态电路215是三态反相器的一个示例,并且包括第一 P型晶体管330、第二 P型晶体管335、第一 η型晶体管350和第二 η型晶体管340。晶体管330、335、340和350在电源和接地之间堆叠在彼此顶部。更具体地,第一 P型晶体管330的源极耦合到电源,第二 P型晶体管335的源极耦合到第一 P型晶体管330的漏极,第二 η型晶体管340的漏极耦合到第二 P型晶体管335的漏极,第一 η型晶体管350的漏极耦合到第二 η型晶体管340的源极,而第一 η型晶体管350的源极耦合到接地。
[0051]第一 P型晶体管330的栅极親合到扫描模式输入端(“扫描”),而第一 η型晶体管350的栅极通过扫描模式反相器360親合到扫描模式输入端(“扫描”),该扫描模式输入端(“扫描”)可以由扫描复用器310a-310d共享,如图5所示。因而,第一 P型晶体管330的栅极由扫描模式信号来驱动,而第一η型晶体管350的栅极由扫描模式信号的逆来驱动。第二P型晶体管335的栅极和第二 η型晶体管340的栅极耦合到复用器310的数据输入端。
[0052]当扫描模式信号为0(正常模式)时,第一 P型晶体管330和第一 η型晶体管350两者均导通。结果,第一 P型晶体管330将第二 P型晶体管335的源极耦合到电源,而第一η型晶体管350将第二 η型晶体管340的源极耦合到接地。这使得第二 P型晶体管335和第二 η型晶体管340能够充当互补反相器,其中该反相器的输入端位于第二 P型晶体管335的栅极和第二 η型晶体管340的栅极处,而该反相器的输出端位于第二 P型晶体管335的漏极和第二 η型晶体管340的漏极处。该反相器使相应的数据信号反相并且将经反相的数据信号输出到相应的触发器。
[0053]当扫描模式信号为I(扫描模式)时,第一 P型晶体管330和第一 η型晶体管350两者均截止。这使得第二 P型晶体管335的源极与电源断开连接,并且使得第二 η型晶体管340的源极与接地断开连接。结果,使相应的数据信号与相应的触发器的输入端阻断。
[0054]图6是根据本公开的一实施例的用于以减少的扫描开销来扫描触发器盘的方法600的流程图。
[0055]在步骤610,在正常模式中使用三态电路,输入数据信号被反相并且被输出到触发器的输入端。例如,步骤610可以使用图3中的三态电路215来执行,其中三态电路215通过将扫描模式信号O输入到扫描模式输入端(“扫描”)来在正常模式中工作。
[0056]在步骤620,在扫描模式中使用三态电路使输入数据信号与触发器的输入端阻断。例如,步骤620可以使用图3中的三态电路215来执行,其中三态电路215通过将扫描模式信号I输入到扫描模式输入端(“扫描”)来在扫描模式中工作。
[0057]在步骤630,在扫描模式中使用传输门将扫描信号传递到触发器的输入端。例如,步骤630可以使用图3中的传输门320来执行,其中传输门320通过将扫描模式信号I输入到扫描模式输入端(“
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1