电平移位器备用单元的制作方法

本发明通常涉及电平移位器备用单元(levelshiftersparecell)。具体地，涉及一种配置电平移位器备用单元以在电源域之间进行电平移位的方法。

背景技术：

在具有不同电源域的集成电路中，需要电平移位器来将信号的电压电平进行转换，以在不同电源域之间进行信号传递。在集成电路中提供备用单元以修正设计错误或在集成电路的掩模组形成之后(即掩模后)检测到的故障。对于电源裁量之间的故障，通常而言提供多个电平移位器备用单元，其相应于从一个电源域到另一个的所有可能的路径。例如，在包括两个电源域vdd1、vdd2的系统中，至少需要两个电平移位器备用单元，其中一个备用单元用于从vdd1到vdd2的连接，另一个备用单元用于从vdd2到vdd1的连接。因此，对于包括了n个电源域的系统而言，电平移位器备用单元的数目至少为n*(n-1)。

图1是具有多个电源域的集成电路或系统以及相应的多个电源域之间备用单元的连接的示意图。该系统100包括四个电源域，分别为域a、域b、域c、以及域d。在两个电源域之间的箭头代表可以耦合电平移位器备用单元的可能路径。电平移位器的运行具有方向性，其意味着在域a和域b之间的电平转换，将使用两个电平移位器，分别是从域a到域b、以及从域b到域a。在系统100中，使用至少12个备用单元，以覆盖该四个电源域之间的所有可能路径。

备用单元通常沿着电源域的边缘分布，由于电路器件密度高、覆盖率高，这些区域一般被认为是重要的区域。另一方面，与正常的组合逻辑器件相比，电平移位器单元在尺寸上相对较大，从而占据该重要区域中的较大面积。进一步地，如果在正常运行时在一个路径中使用了多于一个电平移位器，则在该路径中必须耦合相同数目的电平移位器备用单元，进一步加剧了该重要区域的电路覆盖率和密度。

需要较少面积、节省重要区域的空间的弹性备用单元，是有利的。

技术实现要素：

本发明内容被提供以介绍以下具体实施方式部分详述的概念中经选择的简化部分。本发明内容并不意欲确定权利要求中内容的关键或必要特征，亦不意欲使其限制权利要求的范围。

在一种实施方式中，本发明提供一种配置电平移位器备用单元的方法。所述方法包括：

提供至少一个电源轨，所述至少一个电源轨能连接到相应的电源域，其中所述电源域具有电源电平；

提供至少一个电平移位器电路的备用单元，其中所述电平移位器电路具有能连接到所述至少一个电源轨的第一端、第二端；以及

将所述第一端、第二端相对于所述至少一个电源轨浮置。

在一些实施方式中，所述方法进一步包括：

将电平移位器电路的第一端耦合到所述至少一个电源轨中的一个；以及

将电平移位器电路的第二端耦合到所述至少一个电源轨中的所述一个或另一个。

在一些实施方式中，所述将电平移位器电路的第二端耦合到所述至少一个电源轨中的所述一个或另一个包括：将所述第二端耦合到所述第一端所耦合的电源轨，以使所述电平移位器电路运行为缓冲器电路。

在一些实施方式中，所述将所述第一端耦合和所述将所述第二端耦合使所述电源轨中的至少一个不通过所述电平移位器电路耦合到另一电源轨。

在一些实施方式中，所述提供至少一个备用单元包括：提供数个所述备用单元，其中所述备用单元的数目小于n*(n-1)，其中n为所述电源域的数目。

在一些实施方式中，所述提供至少一个备用单元包括：将所述电平移位器电路的第一端、第二端提供在与提供所述至少一个电源轨的层所不同的层中。

在一些实施方式中，所述方法进一步包括：通过通孔连接将所述电平移位器电路的所述第一端连接到所述至少一个电源轨中的一个。

在一些实施方式中，所述方法进一步包括：通过通孔连接将所述电平移位器电路的所述第二端连接到所述至少一个电源轨的一个或另一个。

在一些实施方式中，所述提供至少一个电源轨和所述提供至少一个备用单元包括：提供在第一方向上延伸的所述至少一个电源轨，以及提供所述第一端、第二端在与第一方向成角度的第二方向上延伸的所述至少一个备用单元。

在一些实施方式中，所述方法进一步包括：配置所述角度，以使所述电平移位器电路的第一端、第二端垂直于所述至少一个电源轨。

在一种实施方式中，本发明提供一种集成电路，其包括：

至少一个电源轨，所述至少一个电源轨可连接到相应的电源域，其中所述电源域具有电源电平；

至少一个包括电平移位器电路的备用单元，其中所述电平移位器电路具有能连接到所述至少一个电源轨的第一端、第二端；

其中所述电平移位器电路的所述第一端、第二端相对于所述至少一个电源轨浮置。

在一些实施方式中，所述电平移位器电路的所述第一端、第二端位于与所述至少一个电源轨的层所不同的层中。

在一些实施方式中，所述集成电路进一步包括：

第一通孔，用于将所述电平移位器电路的所述第一端与所述至少一个电源轨相耦合；以及

第二通孔，用于将所述电平移位器电路的所述第二端与所述至少一个电源轨或另一个所述至少一个电源轨相耦合。

在一些实施方式中，所述备用单元的数目小于n*(n-1)，其中n是所述电源域的数目。

在一些实施方式中，所述至少一个电源轨在第一方向上延伸，所述电平移位器的所述第一端、第二端在与第一方向成角度的第二方向上延伸。

在一些实施方式中，所述电平移位器的所述第一端、第二端垂直于所述至少一个电源轨。

在一些实施方式中，所述电平移位器电路的所述第一端、第二端能通过第一通孔、第二通孔连接到同一电源轨，以使所述电平移位器电路运行为缓冲器电路。

在一种实施方式中，本发明提供一种具有多个电源域的集成电路。所述集成电路包括：

多个电源轨，所述多个电源轨的每一个与电源域的相应一个耦合，所述多个电源轨的每一个具有相应的电源电平；以及

多个各具有电平移位器电路的备用单元，所述电平移位器电路能在第一端处耦合到所述电源轨中的一个、并在第二端处耦合到所述电源轨中的另一个；

其中所述电源轨中的至少一个未经由备用单元耦合到另一电源轨。

在一些实施方式中，所述电平移位器电路的第一端、第二端相对于所述多个电源轨是浮置的。

在一些实施方式中，所述第一端、第二端形成于与所述多个电源轨的层所不同的层中，以及所述集成电路进一步包括多个通孔，所述多个通孔能耦合到所述第一端、第二端以及所述多个电源轨。

附图说明

以下将结合附图对于本发明的实施方式进行进一步描述，其中：

图1是具有多个电源域的集成电路或系统以及相应的多个电源域之间备用单元的连接的示意图；

图2是根据本发明一种示例的实施方式的备用单元的电路示图；

图3是根据本发明的示例的实施方式的图2中备用单元的第一端、第二端与多个电源轨的布局示意图；

图4是根据本发明的示例的实施方式的图3中的电平移位器备用单元的第一端、第二端相对于多个电源轨的布局示意；

图5是根据本发明的示例的实施方式的图3、图4中的电平移位器备用单元的第一端、第二端相对于多个电源轨的布局示意；以及

图6是根据本发明的另一示例的实施方式的图2中电平移位器备用单元的第一端、第二端与相应电源轨的连接的布局示意图。

具体实施方式

图2是根据本发明一种示例的实施方式的备用单元的电路示图，该备用单元包括电平移位器电路200。该电平移位器电路200包括第一端202与第二端204。电平移位器电路200在其输入端a处接收输入信号，并在输出端x处提供具有经移位的电压电平的输出信号。电平移位器电路200包括多个连接为形成反相器206、208的晶体管。通常地，每个反相器各包括p沟道晶体管与n沟道晶体管，p沟道晶体管与n沟道晶体管串联，其栅极共同连接到输入信号，晶体管中间的节点提供输出信号。耦合以接收输入信号a的反相器206耦合到第一端202，以运行于第一电源电平；耦合以提供输出信号x的反相器208耦合到第二端204，以运行于第二电源电平。

第一端202、第二端204的每一个可耦合到多个电源供应中的一个。多个电源供应包括vdd1、vdd2、vdd3、vdd4等。图2，在第一端202、第二端204与多个电源供应之间的虚线表明，第一端202、第二端204相对于电源供应是浮置的。亦即，它们是可连接但未连接的。

参考图3，其示出了根据示例的实施方式的电平移位器电路200的第一端、第二端与多个电源轨的布局示意。多个电源供应的每个可耦合到相应的电源轨。图3示出了六个具有相应电源电平vdd1至vdd6的电源供应，每个电源供应可连接到一个相应的电源轨302、304、……、312。在包括多个电源域的集成电路中，电源电平vdd1至vdd6代表电源域的电平。在本实施方式中，如图3所示的，第一端202、第二端204在第一方向延伸，电源轨302至312在第二方向延伸。第二方向与第一方向成一个角度。优选地，第二方向与第一方向垂直。在可选的实施方式中，其他角度也是可行的。在更进一步的可选实施方式中，第一端202、第二端204配置为与电源轨302至312相平行。

第一端202、第二端204所在的层与电源轨302至312所在的层不同。尽管在图3中示出了与电源电平vdd1相耦合的电源轨302所在的层与其余电源轨304至312所在的层不同，在可选的其他实施方式中，各电源轨可以被提供在更多或更少的层中。根据以上所述的实施方式，第一端202、第二端204缺省地相对于在不同层中的电源轨而言浮置，这使得电平移位器备用单元可以按需地与所要的电源轨相耦合。根据可选的实施方式，第一端202、第二端204与一个或多个电源轨在相同的层中被提供，在此情况下前述的“浮置”意为第一端202、第二端204与电源轨不相连接。

为了向每一个从一个电源电平至另一个电源电平的可能路径提供备用单元，若为每个路径提供一个电平移位器备用单元，则需要与电源轨耦合的备用单元将达30个之多，其计算为6*(6-1)。然而，应当认为到，在从至少一些电源域至另外一些电源域上不需要进行电平转换。根据本发明的一种实施方式，电平移位器备用单元的数目小于n*(n-1)，其中n是系统/集成电路中的电源域的数目。在本实施方式中，电平移位器备用单元的数目根据实际的电平转换需求的所需应用而配置，使其足够在系统中进行所需的掩模后eco(engineeringchangeorder，工程变更指令)电平移位功能。例如，在所示的六个电源域中，如果预计表明在所有的30个可能路径中有4个需要进行掩模后eco电平移位，并且4个路径中每个需要仅1个电平移位操作，则有必要提供4个或稍多于4个电平移位器备用单元。从而，与提供30个备用单元相比，4个电平移位备用单元所需的空间得以大为节省。

现在参考图4，其示出了根据示例的实施方式的图2中的电平移位器电路200的第一端、第二端与多个电源轨的布局示意。第一耦合器402与第一端202和第一电源轨302相耦合，第二耦合器404与第二端204和第二电源轨304相耦合。参考图2所示的，在此情形下，电平移位器电路200作用为将信号电平由耦合到第一电源轨302的vdd1移位到耦合到第二电源轨304的vdd2。电平移位器备用单元的第一端和第二端配置为相对于电源轨而言浮置，如果在一个路径中需要多于一个的电平移位器备用单元，则多个浮置的电平移位器备用单元可以方便地耦合在路径中。

现在参考图5，其示出了根据示例的实施方式的图2中的电平移位器电路200的第一端、第二端与多个电源轨的布局示意。在图5中，第一端202通过第一耦合器502而耦合到第二电源轨304，而第二端204通过第二耦合器504而耦合到第一电源轨302。参考图2，在该连接情形中，电平移位器电路200运行为将信号电平从耦合到第二电源轨304的vdd2移位到耦合到第一电源轨302的vdd1。由图4、图5可以看到，本发明使得电平移位器备用单元可以在不同方向的电平移位操作中进行耦合和使用。

用于将第一端、第二端耦合到相对应的所需的电源轨的耦合器402、404、502、504可以由各种方式实现。在一种实施方式中，由于第一端202、第二端204在与电源轨不同的层中分布，可以将通孔形成于透过该不同层的第一、第二端与对应电源轨相交的位置上，以连接第一端、第二端与对应的电源轨。在可选的实施方式中，使用逻辑门或者可能的开关来控制电平移位器的第一端、第二端与对应电源轨的连接/断开。

如上所述，根据本发明的实施方式，电平移位器备用单元的数目小于n*(n-1)，这意味着在电平移位器备用单元在通过以上参考图4、图5的方式连接之后，仍有至少一部分或者至少一个电源轨未通过电平移位器备用单元耦接到另一电源轨。以包括三个电源域的系统为例，其中共有六个路径可以从一个电源域向另一电源域连接可能的电平移位器备用单元。如果电平移位器备用单元的数目为4，即小于3*(3-1)，在连接之后至少有2个路径没有连接电平移位器备用单元。在应用中，电平移位器备用单元连接到那些需要进行信号电平移位的路径上，而电源域之间不需要信号电平移位的路径保持为不连接电平移位器，这将节省空间，并使系统设计保持紧凑、高效。

图6示出了电平移位器与相应的电源轨的另一连接情形。在该实施方式中，第一端202、第二端204均通过相应的耦合器602、604而与第一电源轨304相耦合。参考图2，如果在输入级的电源电平与在输出级的电源电平相同，电平移位器电路200则作用为缓冲器电路。在可选的实施方式中，同一电平移位器备用单元的第一端、第二端可以耦合到与所示的第二电源轨304不同的其他电源轨上，以使其成为在所耦合的电源电平上运行的缓冲器电路。

本发明的实施方式中将电平移位器电路的电源端提供在与电源轨不同的层上。电平移位器备用单元的端配置为相对于电源轨而言浮置，从而电平移位器备用单元可以被耦合以具有弹性的移位方向，或可以被耦合以运行为缓冲器电路。该电平移位器备用单元是弹性的，并可配置而适应于多于一种应用中。电平移位器备用单元的数目小于电源域之间可能的移位路径的数目，从而空间不会被连接在不需要电平移位的路径中无用的电平移位器备用单元占用。根据本发明的装置与配置电平移位器备用单元的方法可以节点电平移位器备用单元和其所需的空间，并使得系统的整体尺寸紧凑、高效。

在此参考了特定的所示的例子对于各种示例的实施方式进行了描述。所述示例的例子被选择为辅助本领域的技术人员来形成对于各实施方式的清晰理解并得实施。然而，可以构建为包括一个或多个实施方式的系统、结构和器件的范围，以及根据一个或多个实施方式实施的方法的范围，并不为所展示的示例性例子所限制。相反地，所属技术领域的技术人员基于本说明书可以理解：可以根据各实施方式来实施出很多其他的配置、结构和方法。

应当理解的是，就于本发明在前描述中所使用的各种位置指示来说，例如顶、底、上、下，彼等指示仅是参考了相应的附图而给出，并且当器件的朝向在制造或工作中发生变化时，可以代替地具有其他位置关系。如上所述，那些位置关系只是为清楚起见而描述，并非限制。

本说明的前述描述是参考特定的实施方式和特定的附图，但本发明不应当限制于此，而应当由权利要求书所给出。所描述的各附图都是示例性的而非限制性的。在附图中，为示例的目的，各元件的尺寸可能被放大，且可能没有绘制为特定的比例尺。本说明也应当包括各元件、工作方式在容限和属性上的不连续的变换。还应当包括本发明的各种弱化实施。

本说明及权利要求书中所使用的词汇“包括”并不排除其他元件或步骤。除非特别指出，在使用单数形式如“一”、“一个”指代确定或不确定的元件时，应当包括该元件的复数。从而，词汇“包括”不应当被理解为限于在其后所列出的条目，不应当理解为不包括其他元件或步骤；描述“器件包括项目a和b”的范围不应当限制为只包括元件a和b的器件。该描述表示，就于本说明而言，只有器件的元件a和b是相关的。

对于所属领域的技术人员而言，在不背离本发明的权利要求的范畴内可以作出多种具体变化。