CN102339649A - 集成电路嵌入式存储器的修复系统、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了集成电路嵌入式存储器的修复系统、装置及方法，其中系统包括相互连接的嵌入式存储器装置和存储器自检修复装置，其中：嵌入式存储器装置接受存储器自检修复装置的自检，并在存储器自检修复装置输出的修复控制信号的控制下，用冗余存储器替换被自检出有缺陷的存储器；存储器自检修复装置对嵌入式存储器进行自检，针对自检出有缺陷的存储器生成修复编码信息，并采用嵌入式非易失性存储器保存修复编码信息，同时向嵌入式存储器装置输出修复控制信号。本发明能够在集成电路的普通工作电气条件下自动高效地完成对嵌入式静态存储器的修复。

Description

集成电路嵌入式存储器的修复系统、装置及方法

技术领域

本发明涉及存储器的修复系统，尤其涉及大规模集成电路嵌入式存储器的修复系统、装置及方法。

背景技术

现有的大规模集成电路内部的半导体存储器的自动修复机制，有一些不具备修复信息的自动记忆，有一些则使用熔断性器件来记忆修复信息。针对后者，通常对这种熔断性器件进行操作需要特殊的外部电气条件，比如高压、大电流等，而且不具备被多次操作的能力。

现有的自动修复机制技术方案，比如专利号200810117443.3发明名称为“存储器内建自修复系统及自修复方法”这篇专利文献中所披露的，便属于上述不具备修复信息记忆的一类，只要存储器掉电就需要重新通过自检来恢复信息，速度慢且消耗功率，故效率低下。其它利用熔断性器件记忆修复信息的技术方案，比如用一次可编程(OTP，One Time Programmable)器件来记忆修复信息，只能进行一次性熔断操作，并且需要从外部施加用于改写的高电压及提供相应的大电流，导致整个修复流程自动化程度较低，并且通常只能在特定机台或机具上才可操作，而且不具备进行多次操作的能力，效率也很低下。

因此，需要针对现有的嵌入式存储器自动修复的技术方案进行改进，提供一种能够在集成电路的普通工作电气条件下自动、高效地完成对嵌入式静态存储器信息自动修复的系统，并且能够在需要的时候通过自检进行多次修复。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集成电路嵌入式存储器的修复系统、装置及方法，能够在普通工作电气条件下自动完成对大规模集成电路嵌入式静态存储器的自动修复。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成电路嵌入式存储器的修复系统，包括相互连接的嵌入式存储器装置和存储器自检修复装置，其中：

嵌入式存储器装置，用于接受存储器自检修复装置的自检，并在存储器自检修复装置输出的修复控制信号的控制下，用冗余存储器替换被自检出有缺陷的存储器；

存储器自检修复装置，用于对嵌入式存储器进行自检，针对自检出有缺陷的存储器生成修复编码信息，并采用嵌入式非易失性存储器保存修复编码信息，同时向嵌入式存储器装置输出修复控制信号。

进一步地，嵌入式存储器装置包括嵌入式存储器、冗余嵌入式存储器以及嵌入式存储器外围电路，所述存储器自检修复装置包括依次连接的存储器自动检测模块、存储器缺陷修复模块以及存储器修复信息记录模块，其中：

嵌入式存储器，用于在嵌入式存储器外围电路输出的控制信号和输入数据信号的作用下，进入自检模式以接受存储器自动检测模块的自检；

冗余嵌入式存储器，用于根据从存储器缺陷修复模块输出的修复控制信号中携带的修复编码信息使用相应的冗余存储器资源替换有缺陷的存储器；

嵌入式存储器外围电路，用于将存储器自动检测模块输出的测试控制信号及测试输入数据通过逻辑变换转换成控制嵌入式存储器进入自检模式的控制信号和输入数据信号，以及将自检结果数据输出给存储器自动检测模块；

存储器自动检测模块，用于在收到存储器缺陷修复模块输出的测试控制信号时，至少输出测试控制信号以及测试输入数据，并接收嵌入式存储器外围电路输出的自检结果数据；根据自检结果数据表示自检出有缺陷的存储器时，向存储器缺陷修复模块输出缺陷位置信号；

存储器缺陷修复模块，用于在收到外部控制信号时，向存储器自动检测模块输出测试控制信号；在收到缺陷位置信号后根据冗余嵌入式存储器的资源信息生成修复编码信息，并向冗余嵌入式存储器输出携带有该修复编码信息的修复控制信号，以及向存储器修复信息记录模块输出携带有该修复编码信息的信息记录控制信号；

存储器修复信息记录模块，用于采用电可擦写的非易失性存储器保存信息记录控制信号中携带的修复编码信息。

进一步地，

存储器自动检测模块还向嵌入式存储器外围电路输出测试使能信号及测试禁能信号；

嵌入式存储器外围电路在收到测试使能信号时，通过多工选择器将测试控制信号和测试输入数据输出给嵌入式存储器，作为自检模式的控制信号和输入数据信号；在收到测试禁能信号时，通过多工选择器将正常控制信号和正常输入数据输出给嵌入式存储器，作为正常存储模式的控制信号和输入数据信号。

进一步地，

存储器缺陷修复模块还在集成电路上电时，将从存储器修复信息记录模块读取的修复编码携带在修复控制信号中，输出给冗余嵌入式存储器，由该冗余嵌入式存储器完成对有缺陷的存储器的修复。

进一步地，

存储器修复信息记录模块采用的电可擦写的非易失性存储器，包括集成电路内部嵌有的FLASH和/或EEPROM。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成电路嵌入式存储器的自检修复装置，包括依次连接的存储器自动检测模块、存储器缺陷修复模块以及存储器修复信息记录模块，其中：

存储器自动检测模块，用于在收到存储器缺陷修复模块输出的测试控制信号时，向嵌入式存储器至少输出测试控制信号以及测试输入数据，并接收来自嵌入式存储器的自检结果数据；根据自检结果数据表示自检出有缺陷的存储器时，向存储器缺陷修复模块输出缺陷位置信号；

存储器缺陷修复模块，用于在收到外部控制信号时，向存储器自动检测模块输出测试控制信号；在收到缺陷位置信号后根据冗余嵌入式存储器的资源信息生成修复编码信息，并向存储器修复信息记录模块输出携带有该修复编码信息的信息记录控制信号；

存储器修复信息记录模块，用于采用电可擦写的非易失性存储器保存信息记录控制信号中携带的修复编码信息。

进一步地，

存储器自动检测模块还向嵌入式存储器输出测试使能信号及测试禁能信号；其中，测试使能信号用于选中测试控制信号和测试输入数据，使嵌入式存储器进入自检模式；测试禁能信号用于选中正常控制信号和正常输入数据，使嵌入式存储器进入正常存储模式。

进一步地，

存储器缺陷修复模块还在集成电路上电时，将从存储器修复信息记录模块读取的修复编码携带在修复控制信号中输出给冗余嵌入式存储器，用于该冗余嵌入式存储器对有缺陷的存储器的修复。

进一步地，存储器修复信息记录模块采用的电可擦写的非易失性存储器，包括集成电路内部嵌有的FLASH和/或EEPROM。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成电路嵌入式存储器的修复方法，包括：

通过设置使集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式；

当在所述自检中发现嵌入式存储器有缺陷，则根据冗余嵌入式存储器的资源信息和有缺陷的存储器生成修复编码信息，并采用嵌入式非易失性存储器保存该修复编码信息。

进一步地，该方法还包括：

根据冗余嵌入式存储器的资源信息，使用冗余嵌入式存储器替换有缺陷的存储器。

进一步地，通过设置使集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式，具体包括：

当对处在生产阶段的集成电路完成晶圆制造后，使用测试机台对该集成电路的测试管脚进行设置，使得该集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式；

当对处在正常使用阶段的集成电路完成上电操作后，通过该集成电路内部的处理器设置相应的控制寄存器，使得该集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式。

本发明利用可集成到大规模集成电路内部的嵌入式非易失性存储器来存储修复信息，能够在集成电路的普通工作电气条件下自动高效地完成对嵌入式静态存储器的修复，并且能够在需要的时候通过自检进行多次修复。

附图说明

图1为本发明的集成电路嵌入式存储器的修复系统实施例的结构框图；

图2为本发明的集成电路嵌入式存储器的修复方法实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细地阐述。以下例举的实施例，仅用于说明和解释本发明，而不构成对本发明技术方案的限制。

如图1所示，是本发明的集成电路嵌入式存储器的修复系统实施例的结构，包括相互连接的嵌入式存储器装置和存储器自检修复装置，其中：

嵌入式存储器装置，用于接受存储器自检修复装置的自检，并在修复控制信号的控制下用冗余存储器替换自检出有缺陷的存储器；

存储器自检修复装置，用于对嵌入式存储器进行自检，针对自检出的有缺陷的存储器生成修复编码信息，并采用嵌入式非易失性存储器保存修复编码信息，同时向嵌入式存储器装置输出修复控制信号。

上述嵌入式存储器装置进一步包括嵌入式存储器、冗余嵌入式存储器以及嵌入式存储器外围电路，存储器自检修复装置则进一步包括依次连接的存储器自动检测模块、存储器缺陷修复模块以及存储器修复信息记录模块，其中：

嵌入式存储器，用于在嵌入式存储器外围电路输出的控制信号和输入数据信号的作用下，进入自检模式以接受存储器自动检测模块的自检；

冗余嵌入式存储器，用于根据从存储器缺陷修复模块输出的修复控制信号中携带的修复编码信息使用相应的冗余存储器资源替换有缺陷的存储器；

嵌入式存储器外围电路，用于将存储器自动检测模块输出的测试控制信号及测试输入数据通过逻辑变换转换成控制嵌入式存储器进入自检模式的控制信号和输入数据信号，以及将自检结果数据输出给存储器自动检测模块；

存储器自动检测模块，用于在收到存储器缺陷修复模块输出的测试控制信号时，至少输出测试控制信号以及测试输入数据，并接收嵌入式存储器外围电路输出的自检结果数据；根据自检结果数据表示自检出有缺陷的存储器时，向存储器缺陷修复模块输出缺陷位置信号；

其中，测试控制信号用于作为嵌入式存储器进入自检模式的控制信号，测试输入数据用于作为测试嵌入式存储器的输入数据；缺陷位置信号则用于表示有缺陷的存储器所处的位置。

存储器缺陷修复模块，用于在收到外部控制信号(在集成电路上电时可由软件给出)时，向存储器自动检测模块输出测试控制信号；在收到存储器自动检测模块输出的缺陷位置信号后，根据冗余嵌入式存储器的资源信息生成修复编码信息，并将修复编码信息携带在修复控制信号和信息记录控制信号中，分别输出给冗余嵌入式存储器和存储器修复信息记录模块；

存储器修复信息记录模块，用于采用电可擦写非易失性存储器保存从存储器缺陷修复模块输入的信息记录控制信号中携带的修复编码信息。

在上述实施例中，嵌入式存储器是内嵌在大规模集成电路中的嵌入式静态存储器，冗余嵌入式存储器资源可以是集成在该嵌入式静态存储器内部的冗余静态存储单元、阵列，也可以是另外单独配置的冗余嵌入式静态存储器。

在上述实施例中，存储器自动检测模块还向嵌入式存储器外围电路输出测试使能及测试禁能信号；

嵌入式存储器外围电路在收到测试使能信号时，通过多工选择器将测试控制信号和测试输入数据输出给嵌入式存储器，作为自检模式的控制信号和输入数据信号；在收到测试禁能信号时，通过该多工选择器将正常控制信号和正常输入数据输出给嵌入式存储器，作为正常存储模式的控制信号和输入数据信号。

上述存储器自检修复装置可以简化以往高成本的测试机台的复杂操作。

存储器缺陷修复模块生成的修复编码，参考各个嵌入式静态存储器的提供厂家针对嵌入式静态存储器的规定，比如某晶圆加工厂家的一种型号的嵌入式静态存储器带一条冗余的存储线，其修复编码为11比特的二进制编码，其中第一比特是修复使能位，后10比特按照IO和存储阵列的列地址编码，如果有需要替换修复的存储线，则将该存储线的IO和存储阵列的列地址编码即可。

比如当嵌入式静态存储器第6个IO和第6列存储器被测试出有错误，相应的修复编码即为二进制编码B10011000110，最低有效位LSB在左边。

大规模集成电路内部嵌有电可擦写非易失性存储器，包括但不限于FLASH和/或EEPROM，用于作为存储器修复信息记录模块存储修复编码信息。由于修复编码信息数据量不大，可以使用嵌入式FLASH的特殊存储区(特殊行special row或者非易失性寄存器NVR区，视不同FLASH的说明而定)，利用该区域并不影响FLASH主存储区的使用。

存储器缺陷修复模块在集成电路上电时，从存储器修复信息记录模块读出修复编码，将其携带在修复控制信号中输出给冗余嵌入式存储器，由该冗余嵌入式存储器快速完成缺陷修复。

在集成电路使用过程中，如果发生嵌入式静态存储器错误，存储器自动检测模块可以通过软件设置相应的控制寄存器，控制集成电路进入自检模式，并使能对嵌入式静态存储器的自检，根据自检结果进行错误修复。

本发明针对上述系统实施例，相应地还提供了集成电路嵌入式存储器的修复方法实施例，其流程如图2所示，包括如下步骤：

110：通过设置使集成电路进入嵌入式存储器自检模式；

当对处在生产阶段的集成电路完成晶圆制造后，使用测试机台对该集成电路的测试管脚进行设置，使得该集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式。

当对处在正常使用阶段的集成电路完成上电操作后，通过该集成电路内部的处理器设置相应的控制寄存器，使得该集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式。

120：自检是否发现缺陷，是则执行下列步骤，否则执行步骤170；

被自检的嵌入式存储器是内嵌在集成电路中的嵌入式静态存储器。

130：检查是否存在冗余嵌入式存储器资源，是则执行下列步骤，否则执行步骤180；

冗余嵌入式存储器资源可以是集成在该嵌入式静态存储器内部的冗余静态存储单元、阵列，也可以是另外单独配置的冗余嵌入式静态存储器。

140：针对缺陷生成修复编码，并写入非易失性存储器中保存；

集成电路内部嵌有电可擦写非易失性存储器，包括但不限于FLASH和/或EEPROM，用于保存修复编码信息。

150：使用冗余嵌入式存储器替换有缺陷的嵌入式存储器；

譬如用冗余嵌入式静态存储器替换有缺陷的嵌入式静态存储器。

160：报告修复成功及自检通过，结束流程；

170：报告自检通过，结束流程；

180：报告修复失败及自检未通过，结束流程。

本发明利用可集成到大规模集成电路内部的嵌入式非易失性存储器来存储修复信息，能够在集成电路的普通工作电气条件下自动高效地完成对嵌入式静态存储器的修复，并且能够在需要的时候通过自检进行多次修复。

对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，能够在不背离本发明的原理和范围的情况下，根据本发明的方法进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种集成电路嵌入式存储器的修复系统，其特征在于，包括相互连接的嵌入式存储器装置和存储器自检修复装置，其中：

嵌入式存储器装置，用于接受存储器自检修复装置的自检，并在存储器自检修复装置输出的修复控制信号的控制下，用冗余存储器替换被自检出有缺陷的存储器；

存储器自检修复装置，用于对嵌入式存储器进行自检，针对自检出有缺陷的存储器生成修复编码信息，并采用嵌入式非易失性存储器保存修复编码信息，同时向嵌入式存储器装置输出所述修复控制信号。

2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述嵌入式存储器装置包括嵌入式存储器、冗余嵌入式存储器以及嵌入式存储器外围电路，所述存储器自检修复装置包括依次连接的存储器自动检测模块、存储器缺陷修复模块以及存储器修复信息记录模块，其中：

嵌入式存储器，用于在嵌入式存储器外围电路输出的控制信号和输入数据信号的作用下，进入自检模式以接受存储器自动检测模块的自检；

冗余嵌入式存储器，用于根据从存储器缺陷修复模块输出的所述修复控制信号中携带的修复编码信息使用相应的冗余存储器资源替换所述有缺陷的存储器；

嵌入式存储器外围电路，用于将存储器自动检测模块输出的测试控制信号及测试输入数据通过逻辑变换转换成控制嵌入式存储器进入所述自检模式的所述控制信号和所述输入数据信号，以及将自检结果数据输出给存储器自动检测模块；

存储器自动检测模块，用于在收到存储器缺陷修复模块输出的测试控制信号时，至少输出所述测试控制信号以及所述测试输入数据，并接收嵌入式存储器外围电路输出的自检结果数据；根据所述自检结果数据表示自检出所述有缺陷的存储器时，向存储器缺陷修复模块输出缺陷位置信号；

存储器缺陷修复模块，用于在收到外部控制信号时，向存储器自动检测模块输出所述测试控制信号；在收到所述缺陷位置信号后根据冗余嵌入式存储器的资源信息生成所述修复编码信息，并向冗余嵌入式存储器输出携带有该修复编码信息的所述修复控制信号，以及向存储器修复信息记录模块输出携带有该修复编码信息的信息记录控制信号；

存储器修复信息记录模块，用于采用电可擦写的非易失性存储器保存所述信息记录控制信号中携带的所述修复编码信息。

3.按照权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述存储器自动检测模块还向所述嵌入式存储器外围电路输出测试使能信号及测试禁能信号；

所述嵌入式存储器外围电路在收到所述测试使能信号时，通过多工选择器将所述测试控制信号和所述测试输入数据输出给所述嵌入式存储器，作为所述自检模式的控制信号和输入数据信号；在收到所述测试禁能信号时，通过所述多工选择器将正常控制信号和正常输入数据输出给所述嵌入式存储器，作为正常存储模式的控制信号和输入数据信号。

4.按照权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述存储器缺陷修复模块还在所述集成电路上电时，将从所述存储器修复信息记录模块读取的所述修复编码携带在所述修复控制信号中，输出给所述冗余嵌入式存储器，由该冗余嵌入式存储器完成对所述有缺陷的存储器的修复。

5.按照权利要求2至4任一项所述的系统，其特征在于，

所述存储器修复信息记录模块采用的所述电可擦写的非易失性存储器，包括所述集成电路内部嵌有的FLASH和/或EEPROM。

6.一种集成电路嵌入式存储器的自检修复装置，其特征在于，包括依次连接的存储器自动检测模块、存储器缺陷修复模块以及存储器修复信息记录模块，其中：

存储器自动检测模块，用于在收到存储器缺陷修复模块输出的测试控制信号时，向嵌入式存储器至少输出测试控制信号以及测试输入数据，并接收来自所述嵌入式存储器的自检结果数据；根据所述自检结果数据表示自检出有缺陷的存储器时，向存储器缺陷修复模块输出缺陷位置信号；

存储器缺陷修复模块，用于在收到外部控制信号时，向存储器自动检测模块输出所述测试控制信号；在收到所述缺陷位置信号后根据冗余嵌入式存储器的资源信息生成修复编码信息，并向存储器修复信息记录模块输出携带有该修复编码信息的信息记录控制信号；

存储器修复信息记录模块，用于采用电可擦写的非易失性存储器保存所述信息记录控制信号中携带的所述修复编码信息。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述存储器自动检测模块还向所述嵌入式存储器输出测试使能信号及测试禁能信号；其中，所述测试使能信号用于选中所述测试控制信号和所述测试输入数据，使所述嵌入式存储器进入自检模式；所述测试禁能信号用于选中正常控制信号和正常输入数据，使所述嵌入式存储器进入正常存储模式。

8.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述存储器缺陷修复模块还在所述集成电路上电时，将从所述存储器修复信息记录模块读取的所述修复编码携带在修复控制信号中输出给冗余嵌入式存储器，用于该冗余嵌入式存储器对所述有缺陷的存储器的修复。

9.按照权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述存储器修复信息记录模块采用的所述电可擦写的非易失性存储器，包括所述集成电路内部嵌有的FLASH和/或EEPROM。

10.一种集成电路嵌入式存储器的修复方法，包括：

通过设置使集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式；

当在所述自检中发现所述嵌入式存储器有缺陷，则根据冗余嵌入式存储器的资源信息和有缺陷的存储器生成修复编码信息，并采用嵌入式非易失性存储器保存该修复编码信息。

11.按照权利要求10所述的修复方法，其特征在于，还包括：

根据所述冗余嵌入式存储器的资源信息，使用冗余嵌入式存储器替换所述有缺陷的存储器。

12.按照权利要求10或11所述的修复方法，其特征在于，所述通过设置使集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式，具体包括：

当对处在生产阶段的所述集成电路完成晶圆制造后，使用测试机台对该集成电路的测试管脚进行设置，使得该集成电路进入对所述嵌入式存储器的自检模式；

当对处在正常使用阶段的集成电路完成上电操作后，通过该集成电路内部的处理器设置相应的控制寄存器，使得该集成电路进入对嵌入式存储器的自检模式。

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