本发明涉及集成电路的技术领域，尤其涉及一种集成电路芯片及其保护方法、装置。
背景技术：
随着集成电路(integratedcircuit，ic)芯片技术进展到深亚微米工艺节点中，ic沟道内的热载流子会导致ic的劣化，具体表现即为ic的最大工作频率将会不断变低。而且，最大工作频率逐渐变低的趋势会贯穿ic的整个寿命期间，当ic的最大工作频率低于使用所述ic的整个系统的时钟频率时，ic则会终止其寿命，也就是ic会停止工作。而当ic由于工作频率的劣化而停止工作时，由于停止工作非常突然，可能会引起使用ic的系统发生瘫痪，严重地还可能导致安全事故。
为尽量避免这种系统瘫痪的情况发生，目前主要有两种保护方式。其中一种是：改进ic的工艺，即：在ic制造商生产ic时，给ic最大工作频率留出裕量来应对ic本身的频率劣化，以使得在使用ic产品的系统的寿命期间，ic的劣化不会导致故障。而由于对ic的制造提出了更高的要求，因此，该种处理方式会直接导致ic的成本增高，进而降低ic的竞争力，特别是对于高端ic的市场。另外一种保护方式是：通过例如看门狗定时器等软件来检测ic是否出现异常运行情况，若检测到ic出现异常运行工况，则发出告警信号。但是，该种处理方式效率低下，仍然不能及时避免使用ic的系统由于ic的劣化发生瘫痪的工况。比如，看门狗定时器虽发出了报警，但使用ic的系统可能已经瘫痪。
技术实现要素：
本发明解决的问题是如何在避免使用ic的系统由于ic的劣化发生瘫痪的工况的同时，兼顾降低ic的成本。
为解决上述问题，本发明实施例提供了一种集成电路芯片的保护方法，所述保护方法包括：在所述集成电路芯片首次开始工作时，检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的初始运行频率；实时检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的当前运行频率；根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、初始运行频率及预设的劣化系数，判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作；当确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作时，输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行。
可选地，所述根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、初始运行频率及预设的劣化系数，判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作，包括：比较所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积与所述集成电路芯片的当前运行频率；当所述集成电路芯片的当前运行频率小于所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积时，确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作。
可选地，所述劣化系数与所述集成电路芯片的制造工艺及所述集成电路芯片的运行频率裕量有关。
可选地，所述检测所述集成电路芯片的运行频率，包括：检测为所述集成电路芯片提供时钟信号的振荡器的频率，并将所述振荡器的频率作为所述集成电路芯片的运行频率。
可选地，所述保护方法还包括：控制所述振荡器的劣化速度大于所述集成电路芯片的主电路部分的劣化速度。
可选地，所述控制所述振荡器的劣化速度大于所述集成电路芯片的主电路部分的劣化速度，包括：控制所述振荡器的供电电压高于所述集成电路芯片的主电路部分的电压。
本发明实施例提供了一种集成电路芯片的保护装置，所述保护装置包括：检测单元，适于在所述集成电路芯片首次开始工作时，检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的初始运行频率；实时检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的当前运行频率；存储单元，适于存储所述集成电路芯片的初始运行频率；比较单元，适于根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、初始运行频率及预设的劣化系数，判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作；控制单元，适于当确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作时，输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行。
可选地，所述比较单元，包括：计算子单元，适于计算所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积；比较子单元，适于比较所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积与所述集成电路芯片的当前运行频率；确定子单元，适于当所述集成电路芯片的当前运行频率小于所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积时，确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作。
可选地，所述劣化系数与所述集成电路芯片的制造工艺及所述集成电路芯片的运行频率裕量有关。
可选地，所述检测单元，适于检测为所述集成电路芯片提供时钟信号的振荡器的频率，并将所述振荡器的频率作为所述集成电路芯片的运行频率。
可选地，所述控制单元还适于控制所述振荡器的劣化速度大于所述集成电路芯片的主电路部分的劣化速度。
可选地，所述控制单元适于控制所述振荡器的供电电压高于所述集成电路芯片的主电路部分的电压。
本发明实施例提供了一种集成电路芯片，包括以上任一项所述的集成电路芯片的保护装置。
本发明实施例提供了一种集成电路芯片的保护装置，所述保护装置包括：频率测量单元、非易失性存储器、计算器及比较器，其中：所述频率测量单元分别与所述比较器及非易失性存储器耦接，且所述易失性存储器通过所述计算器与所述比较器耦接；所述频率测量单元的第一输出端与所述非易失性存储器耦接，所述频率测量单元的第二输出端与所述比较器耦接；所述频率测量单元，输入端输入外部参考时钟信号，适于在集成电路芯片寿命的初始时刻，检测得到集成电路芯片的初始运行频率数据并输出至所述非易失性存储器，且在之后集成电路芯片的整个寿命周期内，不断实时地检测集成电路芯片的当前运行频率数据并输出至所述比较器；所述非易失性存储器，适于接收集成电路芯片的初始运行频率数据，存储所述初始运行频率数据，并输出至所述计算器；所述计算器，适于接收集成电路芯片的初始运行频率，计算集成电路芯片的初始运行频率与预设的劣化系数的乘积，并将所述乘积输出至比较器；所述比较器，适于接收所述集成电路芯片的当前运行频率，接收初始运行频率及劣化系数的乘积，比较所述集成电路芯片的当前运行频率与初始运行频率及劣化系数的乘积，且在当前运行频率低于初始运行频率及劣化系数的乘积时，向集成电路芯片的外部输出劣化警告信号，向集成电路芯片的内部输出停止集成电路芯片运行信号。
可选地，所述频率测量单元包括相互耦接的频率计数器及环形振荡器，所述环形振荡器为所述集成电路芯片提供时钟信号的环形振荡器。
可选地，所述频率测量单元，适于检测为所述集成电路芯片提供时钟信号的振荡器的频率，并将所述环形振荡器的频率作为所述集成电路芯片的运行频率。
本发明实施例提供了一种集成电路芯片，包括以上任一项所述的集成电路芯片的保护装置。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
上述的方案中，由于是直接检测集成电路芯片当前运行频率的变化，而不是根据集成电路芯片的异常运行情况来推测集成电路芯片可能发生了劣化，故可以避免集成电路芯片由于自身的劣化直接突然停止工作，进而可以避免使用集成电路芯片的系统由于集成电路芯片的劣化发生瘫痪，可以提高劣化保护的效率，并且无需对集成电路芯片的制造提出更高的要求，因此还可以兼顾降低集成电路芯片的成本。
进一步，控制所述振荡器的劣化速度大于所述集成电路芯片的主电路部分的劣化速度，若因振荡器的劣化而出现输出劣化警告信号且停止所述集成电路芯片的运行的操作时，可以通过更换振荡器而使得整个集成电路芯片的主电路部分继续重新工作，以获取停止运行前未来得及存储的数据，因此可以提高用户体验及节约集成电路芯片的成本。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种集成电路芯片的保护方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中一种集成电路芯片的保护装置的结构示意图；
图3是本发明实施例中的另一种集成电路芯片的保护装置的结构示意图。
具体实施方式
如上，现有技术的集成电路芯片(integratedcircuit，ic)，存在使用集成电路芯片的系统由于集成电路芯片的劣化发生瘫痪的工况及集成电路芯片的成本比较高的问题。
为解决上述问题，本发明实施例在所述集成电路芯片首次开始工作时，检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的初始运行频率，接着实时检测所述集成电路芯片的运行频率，并根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、所述集成电路芯片的初始运行频率及预设的劣化系数，来判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作，且当确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作时，输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行，可以提高劣化保护的效率，还可以兼顾降低集成电路芯片的成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1示出了本发明实施例中的一种集成电路芯片的保护方法的流程示意图，以下参考图1，对所述方法进行分步骤详细介绍，所述方法可以包括如下步骤：
步骤s11：在所述集成电路芯片首次开始工作时，检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的初始运行频率。
需要说明的是，对于任意一个集成电路芯片，均需要接收外部输入的参考时钟信号方可工作，该参考时钟信号一般由集成电路芯片内部或者外部的振荡器调节，并最终输入至集成电路芯片。故在具体实施中，若要检测所述集成电路芯片的运行频率，可以通过检测为所述集成电路芯片提供时钟信号的振荡器的频率，并将所述振荡器的频率作为所述集成电路芯片的运行频率。
在本发明一实施例中，所述振荡器可以为环形振荡器(ringoscillator)。
步骤s12：实时检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的当前运行频率。
在具体实施中，除了记录集成电路芯片的初始运行频率外，还可以在后续不断实时地检测或者监控所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的当前运行频率。
步骤s13：判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作。
由于无论如何，随着使用时间的不断增多，集成电路芯片多多少少会发生劣化现象。并且集成电路芯片劣化的表现即是集成电路芯片的运行频率的改变，具体而言，劣化程度不断增高的集成电路芯片的运行频率却不断降低，故在具体实施中，可以根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、初始运行频率及预设的劣化系数，来判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作。
可以理解的是，所述劣化系数会大于零小于等于1，并且劣化系数会与所述集成电路芯片的制造工艺及所述集成电路芯片的运行频率裕量有关。一般而言，集成电路芯片的制造工艺越好，表征该集成电路芯片的质量较好，故劣化系数会较低。
在本发明一实施例中，关于根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、初始运行频率及预设的劣化系数，来判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作。
详细地说，可以首先计算所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积，进而比较计算得到的乘积与所述集成电路芯片的当前运行频率，如果所述集成电路芯片的当前运行频率小于所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积，表征集成电路芯片的劣化速度较快，则可以确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作。
当确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作时，执行步骤s14；反之，可以继续执行步骤s12。
步骤s14：输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行。
为了避免因集成电路芯片突然的劣化造成其陷入运行瘫痪，在具体实施中，如果确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作，可以输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行。
目前，为尽量避免这种系统瘫痪的情况发生，或者改进ic的工艺，或者通过例如看门狗定时器等软件来检测ic是否出现异常运行情况，若检测到ic出现异常运行工况，则发出告警信号。因此，存在使用集成电路芯片的系统由于集成电路芯片的劣化发生瘫痪的工况及集成电路芯片的成本比较高的问题。
而本发明实施例在所述集成电路芯片首次开始工作时，检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的初始运行频率，接着实时检测所述集成电路芯片的运行频率，并根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、所述集成电路芯片的初始运行频率及预设的劣化系数，来判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作，且当确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作时，输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行。
由于本发明实施例中的方案是直接检测集成电路芯片当前运行频率的变化，而不是根据集成电路芯片的异常运行情况来推测集成电路芯片可能发生了劣化，故可以避免集成电路芯片由于自身的劣化直接突然停止工作，进而可以避免使用集成电路芯片的系统由于集成电路芯片的劣化发生瘫痪，可以提高劣化保护的效率，并且无需对集成电路芯片的制造提出更高的要求，因此还可以兼顾降低集成电路芯片的成本。
在具体实施中，还可以控制所述振荡器的劣化速度大于所述集成电路芯片的主电路部分的劣化速度，因此若因振荡器的劣化而出现输出劣化警告信号且停止所述集成电路芯片的运行的操作时，可以通过更换振荡器而使得整个集成电路芯片的主电路部分继续重新工作，以获取停止运行前未来得及存储的数据，因此可以提高用户体验及节约集成电路芯片的成本。
在本发明一实施例中，由于物理效应，可以通过控制所述振荡器的供电电压高于所述集成电路芯片的主电路部分的电压，来控制所述振荡器的劣化速度大于所述集成电路芯片的主电路部分的劣化速度。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明，图2示出了本发明实施例中一种集成电路芯片的保护装置的结构示意图，参考图2，所述保护装置可以包括：检测单元21、存储单元22、比较单元23及控制单元24，其中：
检测单元21，适于在所述集成电路芯片首次开始工作时，检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的初始运行频率；实时检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的当前运行频率；
存储单元22，适于存储所述集成电路芯片的初始运行频率；
比较单元23，适于根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、初始运行频率及预设的劣化系数，判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作；
控制单元24，适于当确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作时，输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行。
综上，本发明实施例的检测单元21在所述集成电路芯片首次开始工作时，检测所述集成电路芯片的运行频率，作为所述集成电路芯片的初始运行频率，接着实时检测所述集成电路芯片的运行频率，比较单元23根据实时检测得到的所述集成电路芯片的当前运行频率、所述集成电路芯片的初始运行频率及预设的劣化系数，来判断所述集成电路芯片是否将会因劣化而停止工作，且控制单元24当确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作时，输出劣化警告信号，且停止所述集成电路芯片的运行。
由于本发明实施例中的方案是直接检测集成电路芯片当前运行频率的变化，而不是根据集成电路芯片的异常运行情况来推测集成电路芯片可能发生了劣化，故可以避免集成电路芯片由于自身的劣化直接突然停止工作，进而可以避免使用集成电路芯片的系统由于集成电路芯片的劣化发生瘫痪，可以提高劣化保护的效率，并且无需对集成电路芯片的制造提出更高的要求，因此还可以兼顾降低集成电路芯片的成本。
在具体实施中，所述比较单元23可以包括：计算子单元(未示出)、比较子单元(未示出)及确定子单元(未示出)。
其中：所述计算子单元适于计算所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积。所述比较子单元，适于比较所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积与所述集成电路芯片的当前运行频率。所述确定子单元，适于当所述集成电路芯片的当前运行频率小于所述集成电路芯片的初始运行频率和所述劣化系数的乘积时，确定所述集成电路芯片将会因劣化而停止工作。
在具体实施中，所述劣化系数与所述集成电路芯片的制造工艺及所述集成电路芯片的运行频率裕量有关。
在具体实施中，所述检测单元21，适于检测为所述集成电路芯片提供时钟信号的振荡器的频率，并将所述振荡器的频率作为所述集成电路芯片的运行频率。
为了进一步降低集成电路芯片的成本且提高集成电路芯片的用户体验，在本发明一实施例中，所述控制单元24还适于控制所述振荡器的劣化速度大于所述集成电路芯片的主电路部分的劣化速度。
在具体实施中，所述控制单元24适于控制所述振荡器的供电电压高于所述集成电路芯片的主电路部分的电压。
本发明实施例还提供了一种集成电路芯片，可以包括以上任一项所述的集成电路芯片的保护装置。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明，图3还示出了本发明实施例中的另一种集成电路芯片的保护装置的结构示意图，如图3所示，所述保护装置可以包括：频率测量单元31、非易失性存储器32、计算器33及比较器34，其中：
所述频率测量单元31，包括输入端a、第一输出端b及第二输出端c。所述频率测量单元31的输入端a输入外部参考时钟信号，所述第一输出端b与所述非易失性存储器32耦接，所述第二输出端c与所述比较器34耦接。
所述频率测量单元31，适于在ic寿命的初始时刻，检测并通过所述第一输出端b输出集成电路芯片的初始运行频率数据至所述非易失性存储器32；且在之后ic的整个寿命周期内，不断实时地检测并通过所述第二输出端输出集成电路芯片的当前运行频率数据至所述比较器34。
所述非易失性存储器32，包括输入端b’及输出端d。所述输入端b’与所述第一输出端b耦接，所述输出端d与所述计算器33耦接。所述非易失性存储器32，适于通过所述输入端b’接收集成电路芯片的初始运行频率数据，并存储所述初始运行频率数据。
所述计算器33，包括输入端d’及输出端e。所述输入端d’与所述非易失性存储器32的输出端d耦接，所述输出端e与所述比较器的输入端e’耦接。所述计算器33，适于通过所述输入端d’接收集成电路芯片的初始运行频率，计算集成电路芯片的初始运行频率与预设的劣化系数的乘积，并将所述乘积通过输出端e输出至比较器34。
所述比较器34，包括第一输入端c’、第二输入端e’、第一输出端g及第二输出端f。所述第一输入端c’与所述频率测量单元31的第二输出端c耦接，所述第二输入端e’与所述计算器33的输出端耦接。
所述比较器34，适于通过所述第一输入端c’接收所述集成电路芯片的当前运行频率，通过第二输入端e’接收初始运行频率及劣化系数的乘积，进而比较所述集成电路芯片的当前运行频率与初始运行频率及劣化系数的乘积，且在当前运行频率低于初始运行频率及劣化系数的乘积，通过第一输出端g向ic的外部输出劣化警告信号，通过第二输出端f向ic的内部输出停止ic运行信号。
在具体实施中，所述频率测量单元31可以包括频率计数器312及为所述集成电路芯片提供时钟信号的环形振荡器311，环形振荡器311与频率计数器312相互耦接。
在具体实施中，所述频率测量单元31，适于检测为所述集成电路芯片提供时钟信号的环形振荡器311的频率，并将所述环形振荡器311的频率作为所述集成电路芯片的运行频率。
本发明实施例还提供了一种集成电路芯片，所述集成电路芯片可以包括以上实施例中所述的任一种包括频率测量单元的集成电路芯片的保护装置。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：rom、ram、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。