CN101285848B - 一种校正和获取参考电压的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种校正参考电压的方法，包括：通过对芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；比对得到所述实际参考电压与基准值之间的偏差值；根据所述偏差值设置校正编码，并将所述编码烧录到非挥发性存储介质当中。本发明还公开了一种校正参考电压的装置。本发明实施例提供的校正参考电压的方法和装置，能够不必根据外挂电源的不同应用方案分别进行参考电压校准，实现对芯片进行参考电压校准操作的标准化，节省芯片应用方案的成本。本发明实施例还提供一种获取参考电压的方法和装置，不必在芯片上再设置参考电压的专用引脚以引入外部的参考电压，提高了电路工作的稳定性，降低了芯片应用的成本。

Description

一种校正和获取参考电压的方法和装置

技术领域

本发明涉及集成电路设计与测试技术，具体涉及一种校正和获取参考电压的方法和装置。

背景技术

目前，计算机和微电子技术迅速发展，作为信息技术领域基础和核心的集成电路(Integrated Circuit，IC)技术也愈发重要，各种用途的IC芯片(下文中简称芯片)广泛应用于工业生产、交通运输和日常生活的各个方面。

芯片工作时，除了需要工作电压，还需要外部提供参考电压，参考电压通常在芯片设计时存在一个基准值，用来确定实际工作中电路中各电平的逻辑高低，因此是保证芯片正常工作的必要条件。当实际参考电压与该基准值相同时，芯片按照设计要求进行工作，如果实际参考电压偏离基准值，就可能会影响芯片的功能实现，如果偏离超过一定范围时，甚至会导致芯片完全失效或发生损坏。因此，无论对于芯片开发还是应用，保证芯片工作状态下的实际参考电压与设计时的基准值一致，都是保证芯片功能正常实现的首要条件。

现有技术中一般使用外挂方式向芯片提供参考电压，图1示出了通过芯片引脚连接外挂电源的示意图，将外挂的参考电压生成电路101输出的电压信号(例如可以是电压恒定的稳压源的输出电压)连接到芯片上的参考电压引脚102，再由引脚102引入芯片功能电路103来提供参考电压。

参考电压生成电路101是一个功能完整且独立的功能电路，因此对于芯片应用来说，采用外挂方式提供参考电压就意味着需要两个分立的功能电路配合工作才能实现芯片的正常工作，而在集成电路领域，元件的集成度越高，电路的稳定性就越好，成本也就越低，可见这种参考电压生成电路和芯片分立的使用方式，稳定性较低且应用成本较高。

同时，由于参考电压生成电路101可以采用多种实现方案，因此当外挂电源输出的实际电压与基准值不同，需要对外挂电源进行校正时，对不同的应用方案需要分别进行参考电压的校准，因此不利于芯片在各种电路应用方案中的应用。

发明内容

本发明实施例提供一种校正参考电压的方法和装置，能够不必根据外挂电源的不同应用方案分别进行参考电压校准。

本发明实施例提供一种获取参考电压的方法和装置，不需要通过连接外挂电源的方式获取芯片的参考电压。

为达到上述目的的第一个方面，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种校正参考电压的方法，用于在晶圆级对芯片进行测试时，对芯片中的参考电压进行校正，该方法包括：

通过对所述的芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；

比对得到所述实际参考电压与基准值之间的偏差值；

根据所述偏差值设置校正编码，并将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质当中。

所述非挥发性存储介质包括电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

一种校正参考电压的装置，该装置包括：实际电压获取模块，偏差比对模块、校正编码生成烧录模块和非挥发性存储介质模块；

所述实际电压获取模块，用于在晶圆级对芯片进行测试时，通过对所述芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；

所述偏差比对模块，用于比对所述实际参考电压与基准值，得到两者的偏差值；

所述校正编码生成烧录模块，用于根据所述偏差值设置校正编码，并将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质模块当中；

所述非挥发性存储介质模块，用于保存所述校正编码生成烧录模块写入的校正编码。

所述校正编码生成烧录模块包括校正编码生成单元和校正编码烧录单元；

所述校正编码生成单元，用于根据所述偏差值设置校正编码；

所述校正编码烧录单元，用于将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质模块当中。

所述非挥发性存储介质模块为电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

由上述的技术方案可见，本发明实施例的这种校正参考电压的方法和装置，根据芯片缺省编码对应的实际参考电压与基准值之间的偏差设置校正编码并将所述编码烧录到集成在芯片上的非挥发性存储介质当中，能够不必根据外挂电源的不同应用方案分别进行参考电压校准，实现对芯片进行参考电压校准操作的标准化，节省芯片应用方案的成本。

为达到上述目的的另一个方面，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种获取参考电压的装置，该装置包括保存有预先烧录的校正编码的非挥发性存储介质模块：用于在晶圆级对芯片进行测试时，通过对所述芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；比对得到所述实际参考电压与基准值之间的偏差值；根据所述偏差值设置校正编码，并将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质模块当中；该装置还包括译码输出模块；

非挥发性存储介质模块，进一步用于在芯片启动时读出所述校正编码并发送给译码输出模块；

译码输出模块，用于对非挥发性存储介质模块发送的校正编码进行译码后得到实际参考电压。

该装置中还包括：转发选择模块和极限工作点设置模块；

转发选择模块，用于根据控制信号，分别在芯片启动时接收非挥发性存储介质模块发送的校正编码并转发给译码输出模块，以及在对芯片的极限工作点进行测试时，接收极限工作点设置模块设置的工作点设置编码并转发给译码输出模块；

译码输出模块，用于对转发选择模块发送的校正编码或工作点设置编码进行译码转换得到输出电压；

极限工作点设置模块，用于对芯片的工作点参数进行调整，并将所述对工作点参数进行调整的工作点设置编码发送给转发选择模块；

非挥发性存储介质模块，进一步用于在芯片启动时将烧录的校正编码提供给转发选择模块；

译码输出模块，进一步用于对转发选择模块发送的编码进行译码转换，将得到的电压输出。

非挥发性存储介质包括电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

一种获取参考电压的方法，用于在晶圆级对芯片进行测试时，获取芯片中的参考电压，该方法包括：

通过对芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；比对得到实际参考电压与基准值之间的偏差值并根据偏差值设置校正编码，将校正编码烧录到非挥发性存储介质当中；该方法还包括：

在芯片启动时读出所述烧录到非挥发性存储介质的校正编码；

对所述校正编码进行译码后得到实际参考电压。

所述非挥发性存储介质包括电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

由上述的技术方案可见，本发明实施例的这种获取参考电压的方法和装置，通过在芯片当中设置集成的非挥发性存储介质，并在每次启动时从所述非挥发性存储介质中读取预先烧录的编码并译码后得到参考电压，能够不需要通过连接外挂电源的方式获取芯片的参考电压，从而实现了参考电压生成功能的集成，提高了电路工作的稳定性，降低了芯片应用的成本。

附图说明

图1为现有技术中通过外挂方式向芯片提供参考电压的示意图。

图2为本发明实施例中校正参考电压的方法的示意图。

图3为本发明实施例中校正参考电压的装置的组成结构示意图。

图4为本发明实施例中获取参考电压的装置的组成结构示意图。

图5为本发明实施例中获取参考电压的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例提供一种校正参考电压的方法，如图2所示，其中包括：

步骤201：在晶圆级对芯片进行测试时，对芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；

需要说明的是，如果芯片制造过程足够精确，采用步骤201中的方法得到的实际参考电压与基准值相比是不会有偏差的：即，预先将基准值对应的编码设置在芯片内的寄存器中，在芯片工作时从寄存器中读出基准值对应的编码，经过译码后得到实际参考电压，在理想情况下，该实际参考电压等于基准值。

但实际上，由于目前芯片制造过程中制程和工艺的影响不可避免，实际参考电压无法完全达到基准值，需要对实际参考电压进一步进行校准。例如，某芯片预先设置对应于基准值为1.5伏的缺省编码为1000_1001，但由于制程和工艺的影响，实际测量得出缺省编码1000_1001所对应的参考电压为1.4伏。

步骤202：比对实际参考电压与基准值之间的偏差值；

步骤203：根据偏差值设置校正编码，并将校正编码烧录到电可编程镕丝(EFUSE)当中。

步骤201中的缺省编码为芯片设计制造时设置的预设值，用于表示该芯片工作所需要的参考电压，通常将保存该缺省编码的寄存器称作参考电压寄存器。例如，某芯片设置的缺省编码为1000_1001，该缺省编码存放在参考电压寄存器当中，如果不存在制程和工艺的影响，该编码对应的参考电压应当为基准值1.5伏；芯片设计完成后，在晶圆级进行参考电压测试时得到的电压实际为1.4伏，偏差值为0.1伏，即：设计的校正编码1000_1001实际上对应的实际电压为1.4伏；

进一步假设：预设编码步长为0.02伏(即二进制编码每增大1，对应的电压为0.02伏)，则所述0.1伏的偏差值对应的步长即为5，为了获得与基准值1.5伏相同的输出电压，得到校正编码应设置为1000_1001+0000_0101(步长5的二进制编码)＝1000_1110，将得到的校正编码烧录到EFUSE当中。

本发明实施例还同时提供一种校正参考电压的装置，其组成结构如图3所示，其中包括：实际电压获取模块310，偏差比对模块320、校正编码生成烧录模块330和EFUSE模块340；

实际电压获取模块310，用于在晶圆级对芯片进行测试时，对芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；

偏差比对模块320，用于比对实际参考电压与基准值，得到两者的偏差值；

校正编码生成烧录模块330，用于根据偏差值设置校正编码，并将校正编码烧录到EFUSE模块340当中；

EFUSE模块340，用于保存校正编码生成烧录模块330写入的校正编码。

校正编码生成烧录模块330，包括校正编码生成单元331和校正编码烧录单元332；

校正编码生成单元331，用于根据偏差值设置校正编码；

校正编码烧录单元332，用于将校正编码烧录到EFUSE模块340当中。

校正编码烧录单元332，可以为现有技术中的各种芯片烧写工具，例如各种嵌入式开发板等，具体技术细节此处不再赘述。

由以上说明可见，本发明实施例所提供的校正参考电压的方法和装置，根据芯片缺省编码对应的实际参考电压与基准值之间的偏差设置校正编码并将校正编码烧录到集成在芯片上的EFUSE当中，能够不使用外挂电源，也就不用因不同的应用方案分别进行参考电压校准，从而实现对芯片进行参考电压校准操作的标准化，节省芯片应用方案的成本。

根据上述校正参考电压的方法和装置，本发明实施例进一步提供一种获取参考电压的装置，如图4所示，该装置设置在芯片当中，其中包括：EFUSE模块340和译码输出模块420。

EFUSE模块340，用于在芯片启动时读出预先烧录的校正编码并发送给译码输出模块420。

译码输出模块420，用于对EFUSE模块340发送的校正编码进行译码转换，将得到的实际参考电压输出给芯片功能电路400，此时的实际参考电压等于基准值。

需要特别说明的是，随着芯片应用环境的变化，比如环境温度、湿度、压力和电磁干扰强度等，芯片的各种工作参数会发生一定的变化，为了应对这种情况，通常在芯片生产和封装时，需要厂商对每一个芯片进行测试，给出该芯片能够正常工作的参考电压的极限范围，以方便开发人员和其他应用厂商合理的使用该芯片。本发明实施例在提供所述获取参考电压的装置的基础上，还能够进一步测试保证该芯片正常工作的参考电压的极限值，因此，本发明实施例所提供的获取参考电压的装置中还可以进一步包括：极限工作点设置模块430，同时，由于需要从极限工作点设置模块430和EFUSE模块340的输出编码中进行选择，此时所述装置中还包括转发选择模块440；

转发选择模块440，用于根据控制信号，分别在芯片启动时接收EFUSE模块340发送的校正编码并转发给译码输出模块420；以及在对芯片的极限工作点进行测试时，接收极限工作点设置模块430设置的工作点设置编码并转发给译码输出模块420；

极限工作点设置模块430，用于对芯片的工作点参数进行调整，并将所述对工作点参数进行调整的工作点设置编码发送给转发选择模块440；

译码输出模块420，用于对转发选择模块440发送的校正编码或工作点设置编码进行译码转换。

需要说明的是，上述的EFUSE模块340和译码输出模块420集成设置在芯片当中，而极限工作点设置模块430和转发选择模块440则可以利用芯片中已有的逻辑电路资源进行组合实现。

同时，在实际应用中，极限工作点设置模块430通常也可以设置在参考电压寄存器当中，从而更加有效地利用芯片当中的寄存器存储资源：即，参考电压寄存器在进行晶圆级测试时用于存储预设的缺省编码，而在测试芯片极限工作点时则用于存储工作点设置编码。

下面，将结合一种可能的具体电路对所述装置的工作原理进行进一步说明，如图4所示，极限工作点设置模块430在具体电路中即为参考电压寄存器，转发选择模块440为编码值选择器，译码输出模块420为参考电压译码器。

其中，编码值选择器根据S1和S0的两个控制信号输入端，来决定参考电压译码器的译码来源，如表1所示：

表1

根据表1中的设置可以看出：

A)S1＝1；

此时，编码值选择器选通参考电压寄存器，对参考电压的译码是根据从参考电压寄存器中读出的工作点编码来进行的，此时S0的值对译码结果没有影响。

B)S1＝0；

此时，编码值选择器需要进一步根据S0的取值来进行选择：

a、S0＝1，选通参考电压寄存器的工作点编码作为译码来源；

b、S0＝0，选通从EFUSE中读出的校正编码为译码源。

对芯片进行封装后，将S1固定接地，S0通过下拉电阻置成低电平，根据表1可知，在编码值选择器的控制端输入信号均为低电平时，芯片上电后会选择从EFUSE中读取校正编码进行启动。当芯片上电并进入稳定工作状态后，进一步对参考电压寄存器进行上下微调(即增大或减小参考电压寄存器的取值)，之后再将S0的值改写为1，根据表1，此时，参考电压译码器输出的即为编码调整后的输出电压。通过对参考电压寄存器进行所述的微调，可以得出芯片正常工作的参考电压极限值，从而可以明确该芯片正常工作的参考电压的取值范围，该取值范围是芯片应用的重要参数指标之一。

所述实施例中的编码值选择器，仅为本发明的一种具体实施例，由于数字电路中获取同样逻辑功能的替代方案可以有多种，例如：采用更多输入信号，或将表1中的S0、S1取值组合与选通的译码来源间的对应关系进行修改，或采用其他形式的门电路及其组合等方式，都同样可以实现本发明的技术效果，因此不应将所述方案描述理解为对本发明的限定，各种其他能够实现同样功能的电路模块应当包含在本发明的保护范围之内。

本发明实施例还提供一种获取参考电压的方法，该方法的流程如图5所示，其中包括：

步骤501：在芯片中设置EFUSE，EFUSE中包含预先获取的校正编码；

其中，预先获取校正编码的方法包括：

对芯片进行晶圆级测试，获取芯片的实际参考电压；

根据实际参考电压与基准值相比的偏差值设置校正编码，并将校正编码烧录到EFUSE当中。

步骤502：芯片启动时从EFUSE读出校正编码，对校正编码译码后得到实际参考电压。

较佳地，步骤502还可以为：

在芯片启动时，根据控制信号，分别读取EFUSE中的校正编码进行译码；以及读取工作点设置编码进行译码。

由以上说明可见，本发明实施例所提供的获取参考电压的装置和方法，通过设置在芯片当中设置集成的EFUSE，并在每次启动时从EFUSE中读取预先烧录的编码并译码后得到参考电压，能够不必在芯片上再设置参考电压的专用引脚以引入外部的参考电压，从而实现了参考电压生成功能的集成，提高了电路工作的稳定性，降低了芯片应用的成本。进一步地，通过调整工作点编码，能够方便的检测出芯片正常工作时参考电压的极限值，从而更有利于芯片在各种集成电路设计方案中的应用。

此外，在本发明实施例中，采用EFUSE作为一种数据载体，为本发明的一种具体的实现方式或手段。然而应当指出的是，对于本发明而言，EFUSE本身并不是保证本发明得以实现的唯一途径，与EFUSE同样属于非挥发性的存储介质的一次性可编程存储器(OTP)，也同样能够实现本发明的功能。

因此，虽然本发明实施例中一直采用EFUSE进行说明，但是，凡具有非挥发性特质且具有存储功能的介质，都能够用于本发明的实现，从而都属于本发明的保护范围之内。

因此，容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的精神和保护范围，任何熟悉本领域的技术人员所做出的等同变化或替换，都应视为涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种校正参考电压的方法，用于在晶圆级对芯片进行测试时，对芯片中的参考电压进行校正，其特征在于，该方法包括：

通过对所述的芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；

比对得到所述实际参考电压与基准值之间的偏差值；

根据所述偏差值设置校正编码，并将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质当中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非挥发性存储介质包括电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

3.一种校正参考电压的装置，其特征在于，该装置包括：

实际电压获取模块，用于在晶圆级对芯片进行测试时，通过对所述芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；

偏差比对模块，用于比对所述实际参考电压与基准值，得到两者的偏差值；

校正编码生成烧录模块，用于根据所述偏差值设置校正编码，并将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质模块当中；

非挥发性存储介质模块，用于保存所述校正编码生成烧录模块写入的校正编码。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述校正编码生成烧录模块包括校正编码生成单元和校正编码烧录单元；

所述校正编码生成单元，用于根据所述偏差值设置校正编码；

所述校正编码烧录单元，用于将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质模块当中。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述非挥发性存储介质模块为电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

6.一种获取参考电压的装置，其特征在于，该装置包括保存有预先烧录的校正编码的非挥发性存储介质模块：用于在晶圆级对芯片进行测试时，通过对所述芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；比对得到所述实际参考电压与基准值之间的偏差值；根据所述偏差值设置校正编码，并将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质模块当中；该装置还包括译码输出模块；

所述非挥发性存储介质模块，进一步用于在芯片启动时读出所述校正编码并发送给译码输出模块；

所述译码输出模块，用于对非挥发性存储介质模块发送的校正编码进行译码后得到实际参考电压。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置中还包括：转发选择模块和极限工作点设置模块；

所述转发选择模块，用于根据控制信号，分别在芯片启动时接收非挥发性存储介质模块发送的校正编码并转发给译码输出模块，以及在对芯片的极限工作点进行测试时，接收极限工作点设置模块设置的工作点设置编码并转发给译码输出模块；

所述译码输出模块，用于对转发选择模块发送的校正编码或工作点设置编码进行译码转换得到输出电压；

所述极限工作点设置模块，用于对芯片的工作点参数进行调整，并将所述对工作点参数进行调整的工作点设置编码发送给转发选择模块；

所述非挥发性存储介质模块，进一步用于在芯片启动时将烧录的校正编码提供给转发选择模块；

所述译码输出模块，进一步用于对转发选择模块发送的编码进行译码转换，将得到的电压输出。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述非挥发性存储介质包括电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

9.一种获取参考电压的方法，用于在晶圆级对芯片进行测试时，获取所述芯片中的参考电压，其特征在于，该方法包括：

通过对所述芯片中的参考电压寄存器中设置的缺省编码译码得到实际参考电压；比对得到所述实际参考电压与基准值之间的偏差值并根据所述偏差值设置校正编码，将所述校正编码烧录到非挥发性存储介质当中；该方法还包括：

在芯片启动时读出所述烧录到非挥发性存储介质的校正编码；

对所述校正编码进行译码后得到实际参考电压。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述非挥发性存储介质包括电可编程镕丝或一次性可编程存储器。

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