CN117650073A - 一种pvt检测方法、系统及电路 - Google Patents
一种pvt检测方法、系统及电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117650073A CN117650073A CN202311612765.6A CN202311612765A CN117650073A CN 117650073 A CN117650073 A CN 117650073A CN 202311612765 A CN202311612765 A CN 202311612765A CN 117650073 A CN117650073 A CN 117650073A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- temperature
- detection
- code
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 414
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 321
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 313
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 104
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 9
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 102100036285 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Human genes 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 101000875403 Homo sapiens 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Proteins 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明提出一种PVT检测方法、系统及电路，分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到各参数检测电压；分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到各参数参考电压；将所述各参数检测电压和所述各参数参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果。本发明通过解决因芯片本身工艺偏差、内部电源偏差和温度偏差的问题提高测量准确度。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路设计服务领域，尤其涉及一种PVT检测方法、系统及电路。
背景技术
在集成电路制造过程中，由于芯片图形转移的不确定性和工艺波动等因素，必然会导致芯片上的器件存在偏差。随着半导体工艺的特征尺寸不断缩小，工艺偏差呈现不断增大的趋势。这使得集成电路设计过程中所采用的约束条件更加严格，也严重制约了集成电路的性能和功耗；同时，集成电路的电源电压会随片外电源和各种寄生、版图走线的影响，导致具体模块内部的电源电压发生偏差，这些偏差会对电路性能造成很大的影响；另一方面，集成电路受环境温度影响和芯片内部电路运作产生的热量，各个节点温度发生变化，而在半导体工艺的特征尺寸不断缩小的情况下，温度变化对电路的影响也越来越大。
因此对于目前的芯片检测技术，不仅受到器件本身工艺偏差、内部电源偏差和温度偏差的影响，还受到集成电路设计被外部因素约束的影响，导致出现在对芯片进行工业检测时，测量难度较大、成本较高和测量结果准确度不高。
发明内容
基于上述问题，本发明提出了一种PVT检测方法、系统及电路，解决因芯片本身工艺偏差、内部电源偏差和温度偏差的影响导致芯片检测的测量结果准确度不高的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种PVT检测方法，包括：分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压；
分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压；
将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码；
根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果。
本发明实施例提供的一种PVT检测方法，能够检测出芯片的工艺、电压、温度偏差，通过得到全静态电压并量化的方式得到检测码，避免了动态比较结构带来的容易受温度、电压、工艺共同影响的问题，从而提高芯片检测结果准确度。
进一步的，所述分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压，具体为：
采集所述第一样本的出厂工艺参数；通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，得到零温度系数电流；将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压；
分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏检测电压；
采集所述第一样本的结面积参数，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到所述温度检测电压。
进一步的，所述分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压，具体为：
根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压，将所述基准参考电压转换为基准参考电流，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压；
分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏参考电压；
采集所述第一样本的结面积参数，根据所述结面积参数与基准参考电压的关系，进行消参镜像处理，得到所述温度参考电压。
进一步的，所述将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码，具体为：
对所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化工艺电压数字码、参考量化工艺电压数字码、检测量化电伏电压数字码、参考量化电伏电压数字码、检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码；
根据检测量化工艺电压数字码、参考量化工艺电压数字码、检测量化电伏电压数字码、参考量化电伏电压数字码、检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码，进行差分运算，得到所述工艺码、所述电压码和所述温度码，其中，所述工艺码由工艺判别位和第一基本数字码组成，所述电压码由电压判别位和第二基本数字码组成，所述温度码由温度判别位和第三基本数字码组成。
进一步的，所述根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果，具体为：
根据所述工艺码的判断标志位的正负和所述第一样本的工艺检测类型，确定所述第一样本工艺角偏向快角或慢角；当确定第一基本数字码的数值越大，确定所述第一样本的工艺角偏离程度越大；根据所述判断标志位的偏向角判断结果和所述第一基本数字码的偏离程度判断结果，得到工艺检测结果；
当确定所述电压码的电压判别位为正，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压高，当确定所述电压码的电压判别位为负，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压低，确定所述第二基本数字码越大，确定所述第一样本偏离所述电伏参考电压越多，得到电压检测结果；
当确定所述温度码的温度判别位为正，确定所述第一样本的温度比参考温度高，当确定所述温度码的温度判别位为负，确定所述第一样本的温度比参考温度低，确定所述第三基本数字码越大，表示所述第一样本的温度偏离所述参考温度越多，得到温度检测结果；
根据所述工艺检测结果、所述电压检测结果和所述温度检测结果，得到所述第一样本的PVT检测结果。
本发明还提供一种PVT检测系统，包括：检测电压生成模块、参考电压生成模块、模数转换模块和数字存储及检测结果输出模块；
所述检测电压生成模块用于分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压；
所述参考电压生成模块用于分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压；
所述模数转换模块用于将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码；
所述数字存储及检测结果输出模块用于根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果。
本发明实施例提供的一种PVT检测系统，通过模块生成全静态电压，再进行量化得到数字码，通过数字码判断偏差程度，还可自动调整其他电路工作状态，补偿工艺、电压、温度偏差产生的影响，大大缓解了芯片其他电路设计过程中的严格约束条件，优化了不同工艺、电压、温度情况的芯片功耗，进而提高测量结果在受到外界因素影响时的准确度。
进一步的，所述检测电压生成模块用于分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压，包括：
工艺检测单元、电伏检测单元和温度检测单元；
所述工艺检测单元用于采集所述第一样本的出厂工艺参数；通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，得到零温度系数电流；将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压；
所述电伏检测单元用于分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏检测电压；
所述温度检测单元用于采集所述第一样本的结面积参数，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到所述温度检测电压。
进一步的，所述参考电压生成模块用于分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压，包括：
工艺参考电压生成单元、电伏参考电压生成单元和温度参考电压生成单元；
所述工艺参考电压生成单元用于根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压，将所述基准参考电压转换为基准参考电流，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压；
所述电伏参考电压生成单元用于分别检测所述出厂设置样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏参考电压；
所述温度参考电压生成单元用于采集所述第一样本的结面积参数，根据所述结面积参数与基准参考电压的关系，进行消参镜像处理，得到所述温度参考电压。
进一步的，所述模数转换模块用于将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码，包括：
工艺量化差分单元、电伏量化差分单元和温度量化差分单元；
所述工艺量化差分单元用于对所述工艺检测电压合所述工艺参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化工艺电压数字码和参考量化工艺电压数字码，再进行差分运算，得到所述工艺码；
所述电伏量化差分单元用于对所述电伏检测电压和所述电伏参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化电伏电压数字码和参考量化电伏电压数字码，再进行差分运算，得到所述电压码；
所述温度量化差分单元用于对所述温度检测电压和所述温度参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码，再进行差分运算，得到所述温度码；
其中，所述工艺码由工艺判别位和第一基本数字码组成，所述电压码由电压判别位和第二基本数字码组成，所述温度码由温度判别位和第三基本数字码组成。
进一步的，所述数字存储及检测结果输出模块用于根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果，包括：
工艺偏离判断单元、电压偏离判断单元、温度偏离判断单元和检测结果输出单元；
所述工艺偏离判断单元用于根据所述工艺码的判断标志位的正负和所述第一样本的工艺检测类型，确定所述第一样本工艺角偏向快角或慢角；当确定第一基本数字码的数值越大，确定所述第一样本的工艺角偏离程度越大；根据所述判断标志位的偏向角判断结果和所述第一基本数字码的偏离程度判断结果，得到工艺检测结果；
所述电压偏离判断单元用于当确定所述电压码的电压判别位为正，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压高，当确定所述电压码的电压判别位为负，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压低，确定所述第二基本数字码越大，确定所述第一样本偏离所述电伏参考电压越多，得到电压检测结果；
所述温度偏离判断单元用于当确定所述温度码的温度判别位为正，确定所述第一样本的温度比参考温度高，当确定所述温度码的温度判别位为负，确定所述第一样本的温度比参考温度低，确定所述第三基本数字码越大，表示所述第一样本的温度偏离所述参考温度越多，得到温度检测结果；
所述检测结果输出单元用于根据所述工艺检测结果、所述电压检测结果和所述温度检测结果，得到所述第一样本的PVT检测结果。
本发明实施例还提供了一种PVT检测电路，包括：带隙基准源电路、工艺检测电路、电压检测电路、温度检测电路、多路选择器、模数转换器、数字电路和寄存器；
所述带隙基准源电路、所述工艺检测电路、所述电压检测电路和所述温度检测电路通过所述多路选择器与所述模数转换器连接；
所述数字电路和寄存器连接；所述数字电路和所述模数转换器连接；
所述带隙基准源电路用于生成偏置电压；
所述工艺检测电路用于生成所述工艺检测电压和对应的所述工艺参考电压；
所述电压检测电路用于生成所述电伏检测电压和对应的所述电伏参考电压；
所述温度检测电路用于生成所述温度检测电压和对应的所述温度参考电压；
所述多路选择器用于所述带隙基准源电路、所述工艺检测电路、所述电压检测电路和所述温度检测电路与模数转换器进行数据传输；
所述模数转换器用于生成数字码；
所述数字电路用于发出控制信号；
所述寄存器用于存储所述数字码。
本发明实施例提供的一种PVT检测电路，每个检测模块都具有电路结构简单、使用器件少、占用芯片面积小、检测完毕后可完全关闭等优点，且温度检测电路和工艺检测电路关联紧密，可重复调用，分别检测芯片不同部分的温度和工艺角；九个电压信号复用一个数模转换器通过简单的数字算法依次量化，可以大大减小片上资源消耗；最终得到的多字节量化结果可以精确的表示温度、电压、工艺的偏离程度，而不是简单的三种结果，可以供其他模块调用，精确补偿工艺、电压、温度偏差产生的影响，大大缓解了芯片其他电路设计过程中的严格约束条件，优化了不同工艺、电压、温度情况的芯片功耗，提高了测量结果的准确度。
进一步的，所述电压检测电路，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电伏检测电压输出端口、第二电伏检测电压输出端口、第一开关管和第二开关管；
所述第一电阻分别与所述第二电阻和所述第一电伏检测电压输出端口连接；所述第二电阻与所述第一开关管的漏极连接；所述第一开关管的源极接地；所述第三电阻分别与所述第四电阻和第二电伏检测电压输出端口连接；所述第三电阻和所述第二开关管的漏极连接；所述第二开关管的源极接地。
进一步的，所述温度检测电路，包括：第一放大器、第二放大器、第一二极管、第二二极管、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、温度检测电压输出端口、温度参考电压输出端口、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；
所述第一放大器的第一输入端分别与所述第五电阻和所述第七电阻连接；所述第一放大器的第二输入端分别与所述第六电阻和所述第一二极管连接；所述第一放大器的输出端口分别与所述第一MOS管的栅极、所述第二MOS管的栅极、所述第三MOS管的栅极和所述第七MOS管的栅极连接；所述第六电阻分别于所述第一MOS管的源极和所述第一二极管连接；所述第一MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的漏极、所述第三MOS管的漏极、所述第五MOS管的漏极、所述第六MOS管的漏极、所述第七MOS管的漏极、所述第七MOS管的漏极和所述第八MOS管的漏极连接；所述第一二极管分别与所述第二二极管、所述第四MOS管的源极、所述第九电阻、所述第九MOS管的源极、第十MOS管的源极、第十电阻和第十一电阻连接；所述第二二极管与所述第五电阻连接；所述第七电阻分别与所述第二MOS管的源极和所述第二放大器的第一输入端连接；所述第二MOS管的源极与所述第二放大器的第一输入端连接；所述第四MOS管的漏极分别与所述第三MOS管的源极和所述第四MOS管的栅极连接；所述第二放大器的第二输入端分别与所述第八电阻和所述第九电阻连接；所述第二放大器的输出端分别与所述第五MOS管的栅极、所述第六MOS管的栅极和第八MOS管的栅极连接；所述第九MOS管的漏极分别与所述第六MOS管的源极和所述第九MOS管的栅极连接；所述第九MOS管的栅极与所述第十MOS管的栅极连接；所述第七MOS管的源极分别与所述第十MOS管的漏极和所述温度检测电压输出端口连接；所述温度检测电压输出端口与所述第十电阻连接；所述第八MOS管的源极分别与所述第十一电阻和温度参考电压输出端口连接。
附图说明
图1为本发明某一实施例提供的一种PVT检测方法的流程示意图；
图2为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的结构示意图；
图3为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的检测电压生成模块结构示意图；
图4为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的参考电压生成模块结构示意图；
图5为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的模数转换模块结构示意图；
图6为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的数字存储及检测结果输出模块结构示意图；
图7为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的结构示意图；
图8为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的电压检测电路结构示意图；
图9为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的温度检测电路结构示意图；
图10为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的数字电路工作流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所得到的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参见图1，图1为本发明某一实施例提供的一种PVT检测方法的流程示意图。如图1所示，本发明提出一种PVT检测方法，包括步骤101至步骤104，各步骤具体如下：
步骤101，分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压。
作为本实施例的一种举例，采集所述第一样本的出厂工艺参数；通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；其中，从温度检测电路中镜像正温度系数PTAT电流，负温度系数电流可以通过计算亚阈值区MOS管的VGS公式：
其中，KG为负数，可表达为：
其中，θT为衬底注入系数，VOFF为BSIM3v3模型中的固定值，VTH为MOS管阈值电压，在不同工艺角时有不同的VTH，其中快角FN时，VTH较小，慢角SN时，VTH较大。得到在不同工艺角平行的负温度系数电压。
对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，得到零温度系数电流；将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压，具体的，将ICTAT和IPTAT相加得到零温度系数电压。
分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏检测电压；
采集所述第一样本的结面积参数，利用在电流相同的情况下，结面积不同的PN结电压差与温度成正比的原理，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到所述温度检测电压VPTAT_TEMP，其中，
式中，X和Y分别为对应MOS管沟道宽度W与沟道长度L的比例。
步骤102，分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压。
作为本实施例的一种举例，
对出厂设置的TN、TP角模型进行仿真，获得温度系数补偿电流I2，根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压VBG，其中，
式中，VBE2为晶体管基极-发射极电压差。
将所述基准参考电压VBG转换为基准参考电流I5，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压VREF_MOS，其中，
式中，所述X为对应MOS管沟道宽度W与沟道长度L的比例。
分别检测所述出厂设置样本的高压电源域VVOLT_VDD1和低压电源域VVOLT_VDD2，产生处于ADC的输入范围内，默认情况最好与带隙基准输出的参考电压相同得所述电伏参考电压；
采集所述出厂设置样本的结面积参数，通过参数设置为一个不随温度变化的参考电压VBG，
通过流经电阻与同类型电阻相乘来消除电阻温度系数，得到新的参考电压，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到合适的起点电压和终点电压，满足后级ADC的输入范围，得到所述温度参考电压VREF_TEMP，其中，
式中，Z为对应MOS管沟道宽度W与沟道长度L的比例。
在本实施例所提供的一种PVT检测方法中，工艺参考电压生成处理和温度参考电压生成处理都采用了相同的基准参考电压和基准参考电流进行计算，将不再过多赘述。
步骤103，将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码。
作为本实施例的一种举例，对所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化工艺电压数字码、参考量化工艺电压数字码、检测量化电伏电压数字码、参考量化电伏电压数字码、检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码；其中，将所述工艺检测电压和所述工艺参考电压依次送入ADC量化，得到对应的数字码，相减后得到MOS的工艺码，减小ADC的各种失配带来的误差；所述电伏检测电压和所述电伏参考电压分别与带隙基准的参考电压VREF_BG输入ADC进行量化，得到对应的数字码。分别相减后得到电压码，减小ADC的各种失配带来的误差。其中，VREF_BG一般使用片外滤波电容，因此在使用时，可通过TRIM将该参考电压调节至标准值，减小电压码的绝对误差；所述温度检测电压和所述温度参考电压通过输入ADC做量化，并相减得到温度码，减小ADC的各种失配带来的误差。
根据检测量化工艺电压数字码DOUT_PROC_NMOS<7:0>、参考量化工艺电压数字码DOUT_REF_NMOS<7:0>、检测量化电伏电压数字码DOUT_VOLT_VDD1<7:0>和DOUT_VOLT_VDD2<7:0>、参考量化电伏电压数字码DOUT_REF_BG<7:0>、检测量化温度电压数字码DOUT_PTAT_TEMP<7:0>和参考量化温度电压数字码DOUT_REF_TEMP<7:0>，进行差分运算，得到所述工艺码、所述电压码和所述温度码，其中，所述工艺码由工艺判别位和第一基本数字码组成，所述电压码由电压判别位和第二基本数字码组成，所述温度码由温度判别位和第三基本数字码组成。
步骤104，根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果。
作为本实施例的一种举例，当确定所述工艺码的工艺判别位为正，确定所述第一样本工艺角偏向慢角，当确定所述工艺码最高位为负，确定所述第一样本工艺角偏向快角，确定第一基本数字码越大，确定所述第一样本偏离程度越大，得到工艺检测结果；其中NMOS工艺码为偏移二进制，最高位表示符号。最高位数字码为正，表示偏向慢角SN，最高位数字码为负，表示偏向快角FN。后8位数字码越大，表示偏离典型工艺角越多；PMOS工艺码为偏移二进制，最高位表示符号。最高位数字码为正，表示偏向快角FP，最高位数字码为负，表示偏向慢角SP。后8位数字码越大，表示偏离典型工艺角越多。
当确定所述电压码的电压判别位为正，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压高，当确定所述电压码的电压判别位为负，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压低，确定所述第二基本数字码越大，确定所述第一样本偏离所述电伏参考电压越多，得到电压检测结果，其中，电压码为偏移二进制，最高位表示符号。最高位数字码为正，表示比默认电压高，最高位数字码为负，表示比默认电压低。后8位数字码越大，表示偏离默认电压越多，偏离程度根据电阻分压设置对应。
当确定所述温度码的温度判别位为正，确定所述第一样本的温度比参考温度高，当确定所述温度码的温度判别位为负，确定所述第一样本的温度比参考温度低，确定所述第三基本数字码越大，表示所述第一样本的温度偏离所述参考温度越多，得到温度检测结果，温度码为偏移二进制，最高位表示符号。最高位数字码为正，表示比默认温度高，最高位数字码为负，表示比默认温度低。后8位数字码越大，表示偏离默认温度越多。
根据所述工艺检测结果、所述电压检测结果和所述温度检测结果，得到所述第一样本的PVT检测结果。
本发明实施例提供的一种PVT检测方法，能够检测出芯片的工艺、电压、温度偏差，通过得到全静态电压并量化的方式得到检测码，避免了动态比较结构带来的容易受温度、电压、工艺共同影响的问题，从而提高芯片检测结果准确度。
实施例2
参见图2，图2为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的结构示意图。如图2所示，本发明提出一种PVT检测系统，包括：检测电压生成模块201、参考电压生成模块202、模数转换模块203和数字存储及检测结果输出模块204；
所述检测电压生成模块201用于分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压；
作为本实施例的一种举例，参见图3，图3为本发明某一实施例提供的一种PVT系统的检测电压生成模块结构示意图。如图3所示，所述检测电压生成模块201包括：工艺检测单元301、电伏检测单元302和温度检测单元303；
所述工艺检测单元301用于采集所述第一样本的出厂工艺参数；通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，得到零温度系数电流；将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压VPROC_MOS；
所述电伏检测单元302用于分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏检测电压；
所述温度检测单元303用于采集所述第一样本的结面积参数，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到所述温度检测电压VPTAT_TEMP。
所述参考电压生成模块202用于分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压；
作为本实施例的一种举例，参见图4，图4为本发明某一实施例提供的一种PVT系统的参考电压生成模块结构示意图。如图4所示，所述参考电压生成模块202包括：工艺参考电压生成单元401、电伏参考电压生成单元402和温度参考电压生成单元403；
所述工艺参考电压生成单元401用于根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压，将所述基准参考电压转换为基准参考电流，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压VREF_MOS；
所述电伏参考电压生成单元402用于分别检测所述出厂设置样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏参考电压；
所述温度参考电压生成单元403用于采集所述出厂设置样本的结面积参数，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到所述温度参考电压VREF_TEMP。
所述模数转换模块203用于将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码；
作为本实施例的一种举例，参见图5，图5为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的模数转换模块结构示意图。如图5所示，所述模数转换模块203包括：工艺量化差分单元501、电伏量化差分单元502和所述温度量化差分单元503；
所述工艺量化差分单元501用于对所述工艺检测电压合所述工艺参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化工艺电压数字码和参考量化工艺电压数字码，再进行差分运算，得到所述工艺码；
所述电伏量化差分单元502用于对所述电伏检测电压和所述电伏参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化电伏电压数字码和参考量化电伏电压数字码，再进行差分运算，得到所述电压码；
所述温度量化差分单元503用于对所述温度检测电压和所述温度参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码，再进行差分运算，得到所述温度码；
其中，所述工艺码由工艺判别位和第一基本数字码组成，所述电压码由电压判别位和第二基本数字码组成，所述温度码由温度判别位和第三基本数字码组成。
所述数字存储及检测结果输出模块204用于根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果。
作为本实施例的一种举例，参见图6，图6为本发明某一实施例提供的一种PVT检测系统的数字存储及检测结果输出模块结构示意图。如图6所示，所述数字存储及检测结果输出模块204包括：工艺偏离判断单元601、电压偏离判断单元602、温度偏离判断单元603和检测结果输出单元604；
所述工艺偏离判断单元601用于当确定所述工艺码的工艺判别位为正，确定所述第一样本工艺角偏向慢角，当确定所述工艺码最高位为负，确定所述第一样本工艺角偏向快角，确定第一基本数字码越大，确定所述第一样本偏离程度越大，得到工艺检测结果；
作为本实施例的另一种举例，当确定所述工艺码的判断标志位为正且所述第一样本为NMOS工艺检测，确定所述第一样本工艺角偏向慢角SN；
当确定所述工艺码的判断标志位为负且所述第一样本为NMOS工艺检测，确定所述第一样本工艺角偏向快角FN；
当确定所述工艺码的判断标志位为正且所述第一样本为PMOS工艺检测，确定所述第一样本工艺角偏向快角FN；
当确定所述工艺码的判断标志位为负且所述第一样本为PMOS工艺检测，确定所述第一样本工艺角偏向慢角SN。
当确定基本数字码的数值越大，确定所述第一样本的工艺角偏离程度越大，即后M-1位数字码越大，表示偏离典型工艺角越多；
根据所述判断标志位的偏向角判断结果和所述基本数字码的偏离程度判断结果，得到所述第一样本的工艺检测结果。
所述电压偏离判断单元602用于当确定所述电压码的电压判别位为正，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压高，当确定所述电压码的电压判别位为负，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压低，确定所述第二基本数字码越大，确定所述第一样本偏离所述电伏参考电压越多，得到电压检测结果；
所述温度偏离判断单元603用于当确定所述温度码的温度判别位为正，确定所述第一样本的温度比参考温度高，当确定所述温度码的温度判别位为负，确定所述第一样本的温度比参考温度低，确定所述第三基本数字码越大，表示所述第一样本的温度偏离所述参考温度越多，得到温度检测结果；
所述检测结果输出单元604用于根据所述工艺检测结果、所述电压检测结果和所述温度检测结果，得到所述第一样本的PVT检测结果。
本发明实施例提供的一种PVT检测系统，通过模块生成全静态电压，再进行量化得到数字码，通过数字码判断偏差程度，还可自动调整其他电路工作状态，补偿工艺、电压、温度偏差产生的影响，大大缓解了芯片其他电路设计过程中的严格约束条件，优化了不同工艺、电压、温度情况的芯片功耗，进而提高测量结果在受到外界因素影响时的准确度。
实施例3
参见图7，图7为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的结构示意图。
如图7所示，本发明提出一种PVT检测电路，包括：
带隙基准源电路、工艺检测电路、电压检测电路、温度检测电路、多路选择器、模数转换器、数字电路和寄存器；
所述带隙基准源电路、所述工艺检测电路、所述电压检测电路和所述温度检测电路通过所述多路选择器与所述模数转换器连接；
所述数字电路和寄存器连接；所述数字电路和所述模数转换器连接；
所述带隙基准源电路用于生成偏置电压；
所述工艺检测电路用于生成所述工艺检测电压和对应的所述工艺参考电压；
所述电压检测电路用于生成所述电伏检测电压和对应的所述电伏参考电压；
作为本实施例的一种举例，参见图8，图8为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的电压检测电路结构示意图。如图8所示，本发明提出一种PVT检测电路的电压检测电路，包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电伏检测电压输出端口、第二电伏检测电压输出端口、第一开关管S1和第二开关管S2；
所述第一电阻R1分别与所述第二电阻R2和所述第一电伏检测电压输出端口连接；所述第二电阻R2与所述第一开关管S1的漏极连接；所述第一开关管S1的源极接地；所述第三电阻R3分别与所述第四电阻R4和第二电伏检测电压输出端口连接；所述第三电阻R3和所述第二开关管S2的漏极连接；所述第二开关管S2的源极接地。
作为本实施例的另一种举例，电阻R1、R2连接，在正常检测工作时，控制S1处于开启状态，阻抗远小于R1、R2；在检查完成后控制S1关断，关断电阻R1、R2的静态功耗。可以得到：
同理，得到VDD2电压域公式：
所述温度检测电路用于生成所述温度检测电压和对应的所述温度参考电压；
作为本实施例的一种举例，参见图9，图9为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的温度检测电路结构示意图。如图9所示，本发明提出一种PVT检测电路的温度检测电路，包括：第一放大器OP1、第二放大器OP2、第一二极管Q1、第二二极管Q2、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M9、第十MOS管M10、温度检测电压输出端口、温度参考电压输出端口、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11；
所述第一放大器OP1的第一输入端分别与所述第五电阻R5和所述第七电阻R7连接；所述第一放大器OP1的第二输入端分别与所述第六电阻R6和所述第一二极管Q1连接；所述第一放大器OP1的输出端口分别与所述第一MOS管M1的栅极、所述第二MOS管M2的栅极、所述第三MOS管M3的栅极和所述第七MOS管M7的栅极连接；所述第六电阻R6分别于所述第一MOS管M1的源极和所述第一二极管Q1连接；所述第一MOS管M1的漏极分别与所述第二MOS管M2的漏极、所述第三MOS管M3的漏极、所述第五MOS管M5的漏极、所述第六MOS管M6的漏极、所述第七MOS管M7的漏极、所述第七MOS管M7的漏极和所述第八MOS管M8的漏极连接；所述第一二极管Q1分别与所述第二二极管Q2、所述第四MOS管M4的源极、所述第九电阻R9、所述第九MOS管M9的源极、第十MOS管M10的源极、第十电阻R10和第十一电阻R11连接；所述第二二极管Q2与所述第五电阻R5连接；所述第七电阻R7分别与所述第二MOS管M2的源极和所述第二放大器OP2的第一输入端连接；所述第二MOS管M2的源极与所述第二放大器OP2的第一输入端连接；所述第四MOS管M4的漏极分别与所述第三MOS管M3的源极和所述第四MOS管M4的栅极连接；所述第二放大器OP2的第二输入端分别与所述第八电阻R8和所述第九电阻R9连接；所述第二放大器OP2的输出端分别与所述第五MOS管M5的栅极、所述第六MOS管M6的栅极和第八MOS管M8的栅极连接；所述第九MOS管M9的漏极分别与所述第六MOS管M6的源极和所述第九MOS管M9的栅极连接；所述第九MOS管M9的栅极与所述第十MOS管M10的栅极连接；所述第七MOS管M7的源极分别与所述第十MOS管M10的漏极和所述温度检测电压输出端口连接；所述温度检测电压输出端口与所述第十电阻R10连接；所述第八MOS管M8的源极分别与所述第十一电阻R11和温度参考电压输出端口连接。
作为本实施例的一种举例，晶体管基极-发射极电压差为：
其中，k是波尔兹曼常数，T是绝对温度。M1与M2比例相同，OP1输入端电压相等，因此：
I 2R5+VBE2＝VBE1
因此：
在IPTAT和VBG产生电路中，PTAT电流I2流经R5、R7产生的电压，由于晶体管的电压降VBE为负温度系数，通过适当设置参数R5和R7，可以得到一个不随温度变化的参考电压VBG：
M7与M2的W/L比例为Y，I2经过镜像后得到：
在IREF产生电路中，通过OP2的负反馈，将VBG和R9上端电压虚短，因此，流经R9的电流为：
M6与M5的W/L比例为X，I5经过镜像后得到：
M9与M10的W/L比例为1，IPTAT和IREF相减后流经R10，得到：
如图9中坐标曲线所示，通过调节Y增加VPTAT的斜率，并通过调节X将VPTAT曲线下移得到合适的起点电压和终点电压，满足后级ADC的输入范围。
M8与M5的W/L比例为Z，I5经过镜像后得到：
I8流经R11，得到：
上式中，X、Y、Z分别为对应MOS管沟道宽度W与沟道长度L的比例。
所述多路选择器用于所述带隙基准源电路、所述工艺检测电路、所述电压检测电路和所述温度检测电路与模数转换器进行数据传输；所述模数转换器用于生成数字码；所述数字电路用于发出控制信号；
作为本实施例的一种举例，数字电路的主要功能为控制多路选择器MUX按照时序选择上述三个检测电路的输出电压，并按照时序读取ADC的量化结果，再经过计算分别得到温度码、电压码、工艺码，并存入指定寄存器，供芯片其他模块使用。其中，控制MUX的信号为MUX_CTRL<3:0>，其功能如表1所示。参见图10，图10为本发明某一实施例提供的一种PVT检测电路的数字电路工作流程示意图，如图10所示，芯片上电后，默认情况MUX_CTRL<3:0>＝0000，此时，各检测电路处于关断状态，数字部分保持复位；然后，MUX_CTRL<3:0>按照顺序依次切换0001到1001，将表格中9个电压量化为9个数字信号，得到的每个量化信号都需要经过多次平均；所有量化完成后MUX_CTRL<3:0>返回0000状态，保持数字关断，同时控制三个检测电路也关断；最终，计算完毕将检测码送入寄存器。因此，芯片上电校准完成后，可以关闭模拟电路和数字电路，只保留寄存器漏电功耗。其中，假设ADC为8bit。
表1MUX_CTRL<3:0>功能表
数字读取到9个电压量化结果后，进行表2的计算，得到5个检测码：
PMOS工艺码PROCESS_CODE_PMOS<8:0>、NMOS工艺码PROCESS_CODE_NMOS<8:0>、第一电源电压码VDD1_CODE<8:0>、第二电源电压码VDD2_CODE<8:0>、温度码TEMP_CODE<8:0>，其中所述第一电源电压码和所述第二电源电压码组成所述电压码。
表2量化计算表
| 检测码 | 数字算法计算 |
| TEMP_CODE<8:0> | DOUT_PTAT_TEMP<7:0>-DOUT_REF_TEMP<7:0> |
| VDD1_CODE<8:0> | DOUT_VOLT_VDD1<7:0>-DOUT_REF_BG<7:0> |
| VDD2_CODE<8:0> | DOUT_VOLT_VDD2<7:0>-DOUT_REF_BG<7:0> |
| PROCESS_CODE_PMOS<8:0> | DOUT_PROC_PMOS<7:0>-DOUT_REF_PMOS<7:0> |
| PROCESS_CODE_NMOS<8:0> | DOUT_PROC_NMOS<7:0>-DOUT_REF_NMOS<7:0> |
通过MUX选择依次送入ADC进行量化，分别得到DOUT_PTAT_TEMP<7:0>和DOUT_REF_TEMP<7:0>；读取到数字电路中进行计算，TEMP_CODE<8:0>＝DOUT_PTAT_TEMP<7:0>-DOUT_REF_TEMP<7:0>；最终存入寄存器。
通过MUX选择依次送入ADC进行量化，分别得到DOUT_VOLT_VDD1<7:0>、DOUT_VOLT_VDD2<7:0>和DOUT_REF_BG<7:0>；读取到数字电路中进行计算，VDD1_CODE<8:0>＝DOUT_VOLT_VDD1<7:0>-DOUT_REF_BG<7:0>；VDD2_CODE<8:0>＝DOUT_VOLT_VDD2<7:0>-DOUT_REF_BG<7:0>；最终存入寄存器。
通过MUX选择依次送入ADC进行量化，分别得到DOUT_PROC_NMOS<7:0>和DOUT_REF_NMOS<7:0>；
读取到数字电路中进行计算，PROCESS_CODE_NMOS<8:0>＝DOUT_PROC_NMOS<7:0>-DOUT_REF_NMOS<7:0>；最终存入寄存器。
通过MUX选择依次送入ADC进行量化，分别得到DOUT_PROC_PMOS<7:0>和DOUT_REF_PMOS<7:0>；
读取到数字电路中进行计算，PROCESS_CODE_PMOS<8:0>＝DOUT_PROC_PMOS<7:0>-DOUT_REF_PMOS<7:0>；最终存入寄存器。
所述寄存器用于存储所述数字码；
本发明实施例提供的一种PVT检测电路，每个检测模块都具有电路结构简单、使用器件少、占用芯片面积小、检测完毕后可完全关闭等优点，且温度检测电路和工艺检测电路关联紧密，可重复调用，分别检测芯片不同部分的温度和工艺角；九个电压信号复用一个数模转换器通过简单的数字算法依次量化，可以大大减小片上资源消耗；最终得到的多字节量化结果可以精确的表示温度、电压、工艺的偏离程度，而不是简单的三种结果，可以供其他模块调用，精确补偿工艺、电压、温度偏差产生的影响，大大缓解了芯片其他电路设计过程中的严格约束条件，优化了不同工艺、电压、温度情况的芯片功耗，提高了测量结果的准确度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
Claims (13)
1.一种PVT检测方法，其特征在于，包括：
分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压；
分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压；
将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码；
根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果。
2.如权利要求1所述的一种PVT检测方法，其特征在于，所述分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压，具体为：
采集所述第一样本的出厂工艺参数；通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，得到零温度系数电流；将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压；
分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏检测电压；
采集所述第一样本的结面积参数，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到所述温度检测电压。
3.如权利要求2所述的一种PVT检测方法，其特征在于，所述分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压，具体为：
根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压，将所述基准参考电压转换为基准参考电流，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压；
分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏参考电压；
采集所述第一样本的结面积参数，根据所述结面积参数与基准参考电压的关系，进行消参镜像处理，得到所述温度参考电压。
4.如权利要求3所述的一种PVT检测方法，其特征在于，所述将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码，具体为：
对所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化工艺电压数字码、参考量化工艺电压数字码、检测量化电伏电压数字码、参考量化电伏电压数字码、检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码；
根据检测量化工艺电压数字码、参考量化工艺电压数字码、检测量化电伏电压数字码、参考量化电伏电压数字码、检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码，进行差分运算，得到所述工艺码、所述电压码和所述温度码，其中，所述工艺码由工艺判别位和第一基本数字码组成，所述电压码由电压判别位和第二基本数字码组成，所述温度码由温度判别位和第三基本数字码组成。
5.如权利要求4所述的一种PVT检测方法，其特征在于，所述根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果，具体为：
根据所述工艺码的判断标志位的正负和所述第一样本的工艺检测类型，确定所述第一样本工艺角偏向快角或慢角；当确定第一基本数字码的数值越大，确定所述第一样本的工艺角偏离程度越大；根据所述判断标志位的偏向角判断结果和所述第一基本数字码的偏离程度判断结果，得到工艺检测结果；
当确定所述电压码的电压判别位为正，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压高，当确定所述电压码的电压判别位为负，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压低，确定所述第二基本数字码越大，确定所述第一样本偏离所述电伏参考电压越多，得到电压检测结果；
当确定所述温度码的温度判别位为正，确定所述第一样本的温度比参考温度高，当确定所述温度码的温度判别位为负，确定所述第一样本的温度比参考温度低，确定所述第三基本数字码越大，表示所述第一样本的温度偏离所述参考温度越多，得到温度检测结果；
根据所述工艺检测结果、所述电压检测结果和所述温度检测结果，得到所述第一样本的PVT检测结果。
6.一种PVT检测系统，其特征在于，包括：
检测电压生成模块、参考电压生成模块、模数转换模块和数字存储及检测结果输出模块；
所述检测电压生成模块用于分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压；
所述参考电压生成模块用于分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压；
所述模数转换模块用于将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码；
所述数字存储及检测结果输出模块用于根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果。
7.如权利要求6所述的一种PVT检测系统，其特征在于，所述检测电压生成模块用于分别对第一样本进行工艺检测、电伏检测和温度检测，得到工艺检测电压、电伏检测电压和温度检测电压，包括：
工艺检测单元、电伏检测单元和温度检测单元；
所述工艺检测单元用于采集所述第一样本的出厂工艺参数；通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，得到零温度系数电流；将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压；
所述电伏检测单元用于分别检测所述第一样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏检测电压；
所述温度检测单元用于采集所述第一样本的结面积参数，对所述结面积参数进行电流镜像处理，得到所述温度检测电压。
8.如权利要求7所述的一种PVT检测系统，其特征在于，所述参考电压生成模块用于分别对所述第一样本进行工艺参考电压生成处理、电伏参考电压生成处理和温度参考电压生成处理，得到工艺参考电压、电伏参考电压和温度参考电压，包括：
工艺参考电压生成单元、电伏参考电压生成单元和温度参考电压生成单元；
所述工艺参考电压生成单元用于根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压，将所述基准参考电压转换为基准参考电流，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压；
所述电伏参考电压生成单元用于分别检测所述出厂设置样本的高压电源域和低压电源域，产生所述电伏参考电压；
所述温度参考电压生成单元用于采集所述第一样本的结面积参数，根据所述结面积参数与基准参考电压的关系，进行消参镜像处理，得到所述温度参考电压。
9.如权利要求8所述的一种PVT检测系统，其特征在于，所述模数转换模块用于将所述工艺检测电压、所述工艺参考电压、所述电伏检测电压、所述电伏参考电压、所述温度检测电压和所述温度参考电压，进行量化差分，得到工艺码、电压码和温度码，包括：
工艺量化差分单元、电伏量化差分单元和温度量化差分单元；
所述工艺量化差分单元用于对所述工艺检测电压合所述工艺参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化工艺电压数字码和参考量化工艺电压数字码，再进行差分运算，得到所述工艺码；
所述电伏量化差分单元用于对所述电伏检测电压和所述电伏参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化电伏电压数字码和参考量化电伏电压数字码，再进行差分运算，得到所述电压码；
所述温度量化差分单元用于对所述温度检测电压和所述温度参考电压，分别进行数模量化计算，得到检测量化温度电压数字码和参考量化温度电压数字码，再进行差分运算，得到所述温度码；
其中，所述工艺码由工艺判别位和第一基本数字码组成，所述电压码由电压判别位和第二基本数字码组成，所述温度码由温度判别位和第三基本数字码组成。
10.如权利要求9所述的一种PVT检测系统，其特征在于，所述数字存储及检测结果输出模块用于根据所述工艺码、所述电压码和所述温度码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度、确定所述样本的电压偏差程度和确定所述样本的温度偏差程度，得到所述第一样本的PVT检测结果，包括：
工艺偏离判断单元、电压偏离判断单元、温度偏离判断单元和检测结果输出单元；
所述工艺偏离判断单元用于根据所述工艺码的判断标志位的正负和所述第一样本的工艺检测类型，确定所述第一样本工艺角偏向快角或慢角；当确定第一基本数字码的数值越大，确定所述第一样本的工艺角偏离程度越大；根据所述判断标志位的偏向角判断结果和所述第一基本数字码的偏离程度判断结果，得到工艺检测结果；
所述电压偏离判断单元用于当确定所述电压码的电压判别位为正，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压高，当确定所述电压码的电压判别位为负，确定所述第一样本的电压比所述电伏参考电压低，确定所述第二基本数字码越大，确定所述第一样本偏离所述电伏参考电压越多，得到电压检测结果；
所述温度偏离判断单元用于当确定所述温度码的温度判别位为正，确定所述第一样本的温度比参考温度高，当确定所述温度码的温度判别位为负，确定所述第一样本的温度比参考温度低，确定所述第三基本数字码越大，表示所述第一样本的温度偏离所述参考温度越多，得到温度检测结果；
所述检测结果输出单元用于根据所述工艺检测结果、所述电压检测结果和所述温度检测结果，得到所述第一样本的PVT检测结果。
11.一种PVT检测电路，其特征在于，可执行如权利要求1至5任意一项所述的一种PVT检测方法，包括：
带隙基准源电路、工艺检测电路、电压检测电路、温度检测电路、多路选择器、模数转换器、数字电路和寄存器；
所述带隙基准源电路、所述工艺检测电路、所述电压检测电路和所述温度检测电路通过所述多路选择器与所述模数转换器连接；
所述数字电路和寄存器连接；所述数字电路和所述模数转换器连接；
所述带隙基准源电路用于生成偏置电压；
所述工艺检测电路用于生成所述工艺检测电压和对应的所述工艺参考电压；
所述电压检测电路用于生成所述电伏检测电压和对应的所述电伏参考电压；
所述温度检测电路用于生成所述温度检测电压和对应的所述温度参考电压；
所述多路选择器用于所述带隙基准源电路、所述工艺检测电路、所述电压检测电路和所述温度检测电路与模数转换器进行数据传输；
所述模数转换器用于生成数字码；
所述数字电路用于发出控制信号；
所述寄存器用于存储所述数字码。
12.如权利要求11所述的一种PVT检测电路，其特征在于，所述电压检测电路，包括：
第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电伏检测电压输出端口、第二电伏检测电压输出端口、第一开关管和第二开关管；
所述第一电阻分别与所述第二电阻和所述第一电伏检测电压输出端口连接；所述第二电阻与所述第一开关管的漏极连接；所述第一开关管的源极接地；所述第三电阻分别与所述第四电阻和第二电伏检测电压输出端口连接；所述第三电阻和所述第二开关管的漏极连接；所述第二开关管的源极接地。
13.如权利要求12所述的一种PVT检测电路，其特征在于，所述温度检测电路，包括：
第一放大器、第二放大器、第一二极管、第二二极管、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、温度检测电压输出端口、温度参考电压输出端口、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；
所述第一放大器的第一输入端分别与所述第五电阻和所述第七电阻连接；所述第一放大器的第二输入端分别与所述第六电阻和所述第一二极管连接；所述第一放大器的输出端口分别与所述第一MOS管的栅极、所述第二MOS管的栅极、所述第三MOS管的栅极和所述第七MOS管的栅极连接；所述第六电阻分别于所述第一MOS管的源极和所述第一二极管连接；所述第一MOS管的漏极分别与所述第二MOS管的漏极、所述第三MOS管的漏极、所述第五MOS管的漏极、所述第六MOS管的漏极、所述第七MOS管的漏极、所述第七MOS管的漏极和所述第八MOS管的漏极连接；所述第一二极管分别与所述第二二极管、所述第四MOS管的源极、所述第九电阻、所述第九MOS管的源极、第十MOS管的源极、第十电阻和第十一电阻连接；所述第二二极管与所述第五电阻连接；所述第七电阻分别与所述第二MOS管的源极和所述第二放大器的第一输入端连接；所述第二MOS管的源极与所述第二放大器的第一输入端连接；所述第四MOS管的漏极分别与所述第三MOS管的源极和所述第四MOS管的栅极连接；所述第二放大器的第二输入端分别与所述第八电阻和所述第九电阻连接；所述第二放大器的输出端分别与所述第五MOS管的栅极、所述第六MOS管的栅极和第八MOS管的栅极连接；所述第九MOS管的漏极分别与所述第六MOS管的源极和所述第九MOS管的栅极连接；所述第九MOS管的栅极与所述第十MOS管的栅极连接；所述第七MOS管的源极分别与所述第十MOS管的漏极和所述温度检测电压输出端口连接；所述温度检测电压输出端口与所述第十电阻连接；所述第八MOS管的源极分别与所述第十一电阻和温度参考电压输出端口连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311612765.6A CN117650073A (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 一种pvt检测方法、系统及电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311612765.6A CN117650073A (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 一种pvt检测方法、系统及电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117650073A true CN117650073A (zh) | 2024-03-05 |
Family
ID=90047180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311612765.6A Pending CN117650073A (zh) | 2023-11-28 | 2023-11-28 | 一种pvt检测方法、系统及电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117650073A (zh) |
-
2023
- 2023-11-28 CN CN202311612765.6A patent/CN117650073A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7449908B2 (en) | Process monitor for monitoring an integrated circuit chip | |
| Krummenacher et al. | Smart temperature sensor in CMOS technology | |
| US7808068B2 (en) | Method for sensing integrated circuit temperature including adjustable gain and offset | |
| Pertijs et al. | Precision temperature measurement using CMOS substrate PNP transistors | |
| Sasaki et al. | A Temperature Sensor With an Inaccuracy of ${-}{\hbox {1}}/{+}{\hbox {0.8}}\^{\circ} $ C Using 90-nm 1-V CMOS for Online Thermal Monitoring of VLSI Circuits | |
| Bakker | CMOS smart temperature sensors-an overview | |
| Michejda et al. | A precision CMOS bandgap reference | |
| CN108225588B (zh) | 一种温度传感器及温度检测方法 | |
| US20070001744A1 (en) | Switched current temperature sensing circuit and method to correct errors due to beta and series resistance | |
| US11199516B2 (en) | Measurement circuitry for evaluating a resistance of a resistive gas sensor | |
| CN114623944A (zh) | 一种cmos温度传感器 | |
| CN108426648A (zh) | Cmos温度测量电路 | |
| CN117650073A (zh) | 一种pvt检测方法、系统及电路 | |
| CN115166492B (zh) | 一种芯片参数采集电路 | |
| Zjajo et al. | Low-power die-level process variation and temperature monitors for yield analysis and optimization in deep-submicron CMOS | |
| CN110673687A (zh) | 一种基准电压产生装置 | |
| US20050038625A1 (en) | Temperature detection cell, and method to determine the detection threshold of such a cell | |
| CN117650072A (zh) | 一种工艺检测方法、系统及电路 | |
| CN218630072U (zh) | 用于检测双极型晶体管的电流放大倍数的电路及电子设备 | |
| US20230140251A1 (en) | High accuracy fast voltage and temperature sensor circuit | |
| US11619551B1 (en) | Thermal sensor for integrated circuit | |
| US11940831B2 (en) | Current generator for memory sensing | |
| US20240044721A1 (en) | Temperature Measuring Circuit | |
| CN115033049A (zh) | 低温漂带隙基准电路及带隙基准源 | |
| CN117928758A (zh) | 集成cmos管的温度传感器电路、温度计及芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |