Die
Erfindung betrifft einen Speicherbaustein, der eine Mehrzahl gleichartiger
Chips enthält,
auf deren jedem eine RAM-Speicherschaltung mit einer Vielzahl von
Speicherzellen integriert ist. Das Akronym ”RAM” (Random Access Memory) steht
bekanntlich für
Datenspeicher mit der Möglichkeit
direkten Schreib- und Lesezugriffs auf adressierte Speicherzellen.
Ein wichtiges, jedoch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet der Erfindung
sind dynamische RAMs (DRAMs).The
The invention relates to a memory module having a plurality of similar
Contains chips,
on each of which a RAM memory circuit having a plurality of
Memory cells is integrated. The acronym "RAM" (Random Access Memory) stands
known for
Data storage with the possibility
direct read and write access to addressed memory cells.
An important but not exclusive field of application of the invention
are dynamic RAMs (DRAMs).
Bei
der Massenfabrikation von Speicherchips werden viele gleichartige
Speicherschaltungen auf definierten Flächenbereichen einer Scheibe
aus Halbleitermaterial, dem sogenannten ”Wafer”, integriert. Die einzelnen
integrierten Schaltungen enthalten neben den erforderlichen Schaltungskomponenten
(Speicherzellenfelder und Steuerschaltungen für den Betrieb) eine Vielzahl
freiliegender Kontaktflächen,
die sogenannten ”Pads”, die mit
zugeordneten Knoten der Speicherschaltung verbunden sind, um die
zum Betrieb notwendigen Versorgungsspannungen, Takt- bzw. Zeitsteuersignale,
Kommandobits und Adressbits von außen anzulegen und die Speicherdaten
ein- und auszugeben. Eine ausgewählte
Gruppe der Pads dient dem Empfang von speziellen ”Weck”-Kommandos,
mittels derer die Ansprechbereitschaft des betreffenden Chip auf
alle anderen externen Signale wahlweise ein- und ausgeschaltet werden
kann.at
The mass production of memory chips are many similar
Memory circuits on defined surface areas of a disk
of semiconductor material, the so-called "wafer" integrated. The single ones
integrated circuits included in addition to the required circuit components
(Memory cell arrays and control circuits for operation) a variety
exposed contact surfaces,
the so-called "pads" that come with
associated nodes of the memory circuit are connected to the
necessary for operation supply voltages, clock or timing signals,
Create command bits and address bits from the outside and the memory data
input and output. A selected one
Group of pads is used to receive special "wake-up" commands,
by means of which the responsiveness of the chip in question
all other external signals are optionally switched on and off
can.
Nach
Fertigstellung der Integration werden die einzelnen Speicherschaltungen
auf dem Wafer üblicherweise
diversen Tests unterzogen (Wafertest), indem ausgewählte Pads über feine
Nadeln eines Testautomaten kontaktiert werden, um durch Senden von
Prüfsignalen
und Detektieren der Antwortsignale eventuelle Fehlfunktionen in
den Speicherschaltungen zu erkennen. Anhand der Testergebnisse können die
einzelnen Speicherschaltungen, also die einzelnen Prüflinge des
Wafer, klassifiziert werden, z. B. durch entsprechende farbige Markierungen
auf dem Wafer oder durch Registrierung in einem kartografischen
Verzeichnis. Die jeweilige Klassifizierung kann so erfolgen, dass
nicht nur grob zwischen fehlerfreien und fehlerhaften Prüflingen unterschieden
wird, sondern dass bei fehlerhaften Prüflingen auch Art und Ort der
jeweiligen Fehler protokolliert werden.To
Completion of the integration will be the individual memory circuits
on the wafer usually
various tests (wafer test) by selecting selected pads over fine
Needles of a test machine can be contacted to send by
test signals
and detecting the response signals any malfunctions in
to recognize the memory circuits. Based on the test results, the
individual memory circuits, so the individual samples of the
Wafers to be classified, e.g. B. by appropriate colored markings
on the wafer or by registering in a cartographic
Directory. The respective classification can be done so that
not only roughly differentiated between faultless and faulty test specimens
is, but that with faulty examinees also type and place of
respective errors are logged.
In
manchen Fällen
besteht die Möglichkeit,
erkannte Fehler auf dem Wafer zu reparieren, indem z. B. fehlerhafte
Schaltungsteile eines Prüflings
durch vorhandene redundante Teile des Prüflings ersetzt werden. Solche
Reparaturen lassen sich durch Zerstören und/oder Leitendmachung
vorhandener Schmelzbrücken
(sogenannte ”Fuse”-Elemente)
z. B. mittels Laser vornehmen.In
some cases
it is possible,
detected defects on the wafer repair by z. B. faulty
Circuit parts of a test object
be replaced by existing redundant parts of the device under test. Such
Repairs can be done by destroying and / or wiring
existing melting bridges
(so-called "fuse elements")
z. B. make by laser.
Es
gibt auch Fälle,
in denen ein beim Wafertest erkannter und nicht-reparierbarer Fehler
die Funktion nur eines Teils der betroffenen Speicherschaltung beeinträchtigt,
derart dass die Schaltung mit eingeschränkter Funktion genutzt werden
könnte.
Dies gilt etwa dann, wenn ein solcher Fehler nur einen abgrenzbaren
Teilbereich des Speicherzellenfeldes betrifft. Es ist möglich, eine
derartige Speicherschaltung durch äußeren Eingriff so zu konfigurieren,
dass derjenige Teilbereich, der den Fehler enthält, im späteren Betrieb vom Zugriff ausgeschlossen
wird und nur der fehlerfreie Restbereich ansprechbar bleibt. Die
Speicherkapazität
einer so konfigurierten ”teilguten” Speicherschaltung
kleiner als diejenige eines ”guten” Exemplars.
Eine teilgute Speicherschaltung kann somit als solche klassifiziert
und später
verwendet werden wie eine entsprechend ”kleinere” gute Speicherschaltung.It
there are also cases
in which a detected during the wafer test and non-repairable error
affects the function of only part of the affected memory circuit,
such that the circuit is used with limited function
could.
This applies, for example, if such an error is only a definable one
Part of the memory cell field concerns. It is possible one
to configure such memory circuit by external intervention so
that the subarea containing the error is excluded from access in later operation
and only the error-free residual area remains accessible. The
memory
a so configured "partially good" memory circuit
smaller than that of a "good" copy.
A partially good memory circuit can thus be classified as such
and later
be used as a correspondingly "smaller" good memory circuit.
Nach
den beschriebenen Vorgängen
wird der Wafer entlang den Grenzen zwischen den Speicherschaltungen
in einzelne ”Chips” zerteilt.
Die brauchbaren Chips werden gemäß ihrer
Bestimmung weiterverarbeitet. Hierzu werden die betreffenden Chips
auf einem Träger
montiert, und dann erfolgt das sogenannte ”Bonden”, indem die einzelnen Pads
mit zugeordneten Kontaktstücken
des Trägers
elektrisch verbunden werden. Anschließend wird die gesamte Anordnung
derart verkapselt, dass nur die erwähnten Kontaktstücke als ”Außenkontakte” von außen zugänglich bleiben.
Die so geschaffenen ”Bausteine” werden
dann nochmals getestet (Bausteintest), um eventuelle Funktionsfehler
herauszufinden, die beim Zerteilen des Wafer oder später (etwa
durch Mängel
beim Bonden oder durch den Vorgang der Verkapselung) entstanden
sein können.
Die als fehlerfrei erkannten Bausteine können zum Gebrauch verkauft
werden, entweder als Einzelstücke
oder zu jeweils mehreren Stücken
in einem ”Speichermodul” vereinigt.To
the described processes
The wafer is placed along the boundaries between the memory circuits
divided into individual "chips".
The usable chips are made according to their
Determination further processed. These are the chips in question
on a carrier
mounted, and then the so-called "bonding" takes place by the individual pads
with associated contact pieces
of the carrier
be electrically connected. Subsequently, the entire arrangement
so encapsulated that only the contact pieces mentioned remain accessible as "external contacts" from the outside.
The thus created "building blocks" become
then re-tested (block test) for possible malfunction
find out when cutting the wafer or later (about
through defects
during bonding or through the encapsulation process)
could be.
The blocks identified as faultless can be sold for use
be either as individual pieces
or to several pieces
united in a "memory module".
Bei
Speicherbausteinen spielt die Speicherkapazität, also die Anzahl der Speicherzellen,
eine wichtige Rolle. Bei gleicher Packungsdichte der Zellen sind
die Fläche
eines Speicherchip und somit auch die horizontale räumliche
Ausdehnung eines fertigen Bausteins umso größer, je höher die Speicherkapazität ist. Dieser räumlichen
Ausdehnung sind jedoch häufig
Grenzen gesetzt, insbesondere wenn mehrere Bausteine nebeneinander
auf einer genormten Modulplatine Platz finden sollen. Aus diesem
Grund werden seit einiger Zeit Baustein-Konstruktionen konzipiert,
die zwei oder mehr Chips übereinander
enthalten, entweder in Form zweier oder mehrerer übereinander
gestapelter und jeweils einzeln verkapselter Einzelchip-Bausteine
(sogenannte ”Stack”-Komponenten)
oder in Form zweier oder mehrerer übereinander gestapelter Chips
innerhalb einer gemeinsamen Verkapselung (sogenannte ”Multiple-Die”-Bausteine).
Als Sammelbegriff für
beide Stapelformen wird im Folgenden die Bezeichnung ”Multichip”-Baustein
verwendet. Multichip-Speicherbausteine, die m = 2 funktionierende
Chips mit jeweils einer Speicherkapazität von n Bits enthalten, haben
eine Gesamtkapazität von
m*n Bits (das Symbol * ist das Zeichen für Multiplikation); ihr Platzbedarf
ist aber nicht größer als
derjenige eines n-Bit-Einzelchip-Bausteins.In memory modules, the storage capacity, ie the number of memory cells, plays an important role. With the same packing density of the cells, the larger the storage capacity, the greater the area of a memory chip and thus also the horizontal spatial extent of a finished module. However, this spatial extent is often limited, especially if several modules are to be placed side by side on a standard module board space. For this reason, building block designs have been conceived for some time which contain two or more chips one above the other, either in the form of two he or more stacked and individually encapsulated individual chip components (so-called "stack" components) or in the form of two or more stacked chips within a common encapsulation (so-called "multiple-die" blocks). As a collective term for both types of stacks, the term "multichip" component is used below. Multi-chip memory devices containing m = 2 functioning chips, each with a storage capacity of n bits, have a total capacity of m * n bits (the symbol * is the sign for multiplication); However, their space requirement is not greater than that of an n-bit single-chip chip.
Bei
Multichip-Speicherbausteinen sind die einander entsprechenden Pads
der verschiedenen Chips fast alle parallelgeschaltet, das heißt mit jeweils
einem gemeinsamen Außenkontakt
des Bausteins gebondet. Dies betrifft insbesondere die Pads für die Stromversorgung
(Versorgungspotentiale), die Pads für die Adressbits und die Datenbits
und die Pads für
alle Steuersignale und Kommandobits, mit Ausnahme der Pads für die oben
erwähnten ”Weck”-Kommandos.
Jedes Weck-Kommandopad jedes Chip ist mit einem ihm individuell
zugeordneten Außenkontakt
gebondet. Die Weck-Kommandos sind z. B. ein Chip-Selektionsbit CS,
welches je nach seinem Binärwert
die Adressdecoder des Chip sensibilisiert bzw. desensibilisiert,
und, im Falle von DRAM-Chips, ein Takt-Einschaltbit CKE, welches je nach seinem
Binärwert
entweder den Chip empfänglich für das externe
Taktsignal CLK macht oder stattdessen ein intern erzeugtes Taktsignal
wirksam werden lässt (für den Self-Refresh
bei nicht-gewecktem, also ”schlafendem” Chip).at
Multichip memory devices are the corresponding pads
almost all of the different chips are connected in parallel, that means with each one
a common external contact
of the device. This concerns in particular the pads for the power supply
(Supply potentials), the pads for the address bits and the data bits
and the pads for
all control signals and command bits, except for the pads for the above
mentioned "wake-up" commands.
Each wake-up command pad each chip is customizable with one
assigned external contact
bonded. The wake-up commands are z. A chip select bit CS,
which depending on its binary value
sensitizes or desensitizes the address decoder of the chip,
and, in the case of DRAM chips, a clock enable bit CKE, which depends on its
binary
either the chip receptive to the external
Clock signal CLK or instead makes an internally generated clock signal
becomes effective (for the self-refresh
in non-awakened, so "sleeping" chip).
In
einem Multichip-Speicherbaustein, dessen Chips in der vorstehend
beschrieben Weise gebondet sind, lassen sich an jedem Chip zwei
disjunkte Gruppen von Pads unterscheiden: eine erste Pad-Gruppe,
deren jedes Element jeweils parallel mit den entsprechenden Elementen
der anderen Chips an einen gemeinsamen Außenkontakt angeschlossen ist,
und eine zweite Pad-Gruppe, nämlich
die Gruppe der Weck-Kommandopads, deren Elemente mit individuell
zugeordneten Außenkontakten
verbunden sind. Dementsprechend lassen sich am Baustein auch zwei
disjunkte Gruppen von Außenkontakten
unterscheiden: Eine erste Gruppe umfasst die ”sammelnden” Außenkontakte, also alle diejenigen,
an denen einander entsprechende Pads aller Chips parallel angeschlossen
sind. Eine zweite Gruppe umfasst die ”chipselektiven” Außenkontakte
für die Weck-Kommandos.In
a multi-chip memory device whose chips in the above
described are bonded, can be on each chip two
distinguish disjoint groups of pads: a first pad group,
each of which element is parallel to the corresponding elements
the other chip is connected to a common external contact,
and a second pad group, viz
the group of wake-up commando pads whose elements are personalized
assigned external contacts
are connected. Accordingly, two components can be attached to the module
disjoint groups of external contacts
A first group comprises the "collecting" external contacts, ie all those
where corresponding pads of all chips are connected in parallel
are. A second group comprises the "chip-selective" external contacts
for the wake-up commands.
Bei
bestimmungsgemäßem Nutzbetrieb
eines Multichip-Speicherbausteins, dessen Chips in der vorstehend
beschriebenen Weise gebondet sind, wird jeweils nur einer der Chips
geweckt, indem die Weck-Kommandos nur an diejenigen chipselektiven
Außenkontakte gelegt
werden, die mit den Weck-Kommandopads des betreffenden Chip verbunden
sind. Der Baustein kann dann über
die Gruppe der sammelnden Außenkontakte
betrieben werden wie ein Einzelchip-Baustein. Ein Vorteil ist, dass
die Anzahl der zum Nutzbetrieb notwendigen Außenkontakte des Bausteins und
somit auch die Anzahl der notwendigen äußeren Zuleitungen relativ gering
ist. Nur die Anzahl der äußeren Zuleitungen
für die
Weck-Kommandos ist um die Anzahl der Chips vervielfacht, während die
Anzahl der anderen äußeren Zuleitungen
nicht höher
ist als bei einem Einzelchip-Baustein.at
intended use
a multichip memory chip, the chips in the above
are each bonded only one of the chips
awakened by the wake-up commands only to those chip-selective
External contacts laid
connected to the wakeup command pads of the chip in question
are. The block can then over
the group of collecting external contacts
operated like a single chip chip. An advantage is that
the number of external contacts necessary for the useful operation of the block and
Thus, the number of necessary external leads relatively low
is. Only the number of external leads
for the
Wake-up commands are multiplied by the number of chips, while the
Number of other external leads
not higher
is than with a single-chip device.
Für einen
Bausteintest werden meist hochkomplizierte und teuere Testautomaten
verwendet, die universell für
verschiedenartige Bausteine einsetzbar sind. Solche Testautomaten,
z. B. bekannt unter der Abkürzung
ATE (Automatic Test Equipment), enthalten eine Vielzahl von Kanälen, in
denen die benötigten
Testsignale (einschließlich
der Versorgungsspannungen) für
den Baustein erzeugt und die zugehörigen Antwortsignale des Bausteins
verarbeitet werden. Ein Testautomat ist meist so ausgebildet, dass
er mehrere Bausteine gleichzeitig, aber unabhängig voneinander testen kann.
Entsprechend hoch ist die Gesamtanzahl der Testkanäle.For one
Component tests are usually very complicated and expensive test machines
used universally for
various building blocks can be used. Such test machines,
z. B. known under the acronym
ATE (Automatic Test Equipment), contain a variety of channels, in
which needed
Test signals (including
the supply voltages) for
generates the block and the associated response signals of the block
are processed. A test machine is usually designed so that
he can test several blocks simultaneously, but independently.
The total number of test channels is correspondingly high.
Um
einen solchen Testautomaten an den jeweils zu testenden Baustein
anzupassen, werden sogenannte ”Sockelplatten” als Zwischenadapter
verwendet, die auf ihrer einen Seite, hier als Oberseite bezeichnet,
ein Kontaktmuster haben, das dem Muster der Außenkontakte des zu testenden
Bausteins entspricht, so dass diese ”oberen” Sockelkontakte beim Aufsetzen
des Bausteins mit zugeordneten Außenkontakten des Bausteins
in Berührung
kommen. Auf der gegenüberliegenden
Seite der Sockelplatte, hier als Unterseite bezeichnet, befinden
sich ”untere” Sockelkontakte
in einem Muster, welches dem Muster der für den Test zu verwendenden
Kanäle
des Testautomaten entspricht. Die oberen und die unteren Sockelkontakte
sind fest miteinander derart verdrahtet, dass sich die gewünschten
elektrischen Verbindungen zwischen den Kanälen und den Bausteinkontakten
ergeben, wenn die Sockelplatte mitsamt dem Baustein auf dem Testautomaten
sitzt.Around
Such a test machine to each module to be tested
adapt, so-called "base plates" as an intermediate adapter
used on one side, here referred to as the top,
have a contact pattern that matches the pattern of the external contacts of the one to be tested
Block corresponds, so that these "upper" socket contacts when placing
of the block with assigned external contacts of the block
in touch
come. On the opposite
Side of the base plate, here referred to as the bottom, are located
"lower" socket contacts
in a pattern corresponding to the pattern of the one to be used for the test
channels
of the test machine corresponds. The upper and lower base contacts
are hardwired together so that the desired
electrical connections between the channels and the device contacts
arise when the base plate together with the block on the test machine
sitting.
Da
die Außenkontakte
für die
Weck-Kommandos bei einem Multichip-Speicherbaustein mehrfach vorhanden
sind (jeweils ein Weck-Kontaktsatz für jeden Chip), ist bei einem
solchen Baustein die Gesamtzahl der anzuschließenden Außenkontakte nicht nur für den Nutzbetrieb
sondern auch für
einen Testbetrieb etwas größer als bei einem Einzelchip-Baustein. Aus ökonomischen Gründen ist
es aber wünschenswert,
die Anzahl der Testkanäle,
die im Testautomaten pro Baustein benutzt werden, möglichst
klein zu halten. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass mehrere Speicherbausteine
gleichzeitig getestet werden sollen, um den Durchsatz und die Effizienz
zu steigern. Deswegen ist es vorteilhaft, einen Multichip-Speicherbaustein über dieselbe
Menge von Testkanälen
testen zu können
wie einen Einzelchip-Baustein, dessen Speicherchip den Chips des
Multichip-Bausteins gleicht. Dies lässt sich erreichen durch eine
besondere Ausbildung der Sockelplatte, welche auch die chipspezifischen
Kontaktsätze
für die
Weck-Kommandos parallelgeschaltet.Since the external contacts for the wake-up commands in a multi-chip memory module are multiple available (one wake-contact set for each chip), in such a block, the total number of external contacts to be connected not only for the Nutzbetrieb but also for a test operation is slightly larger than with a single-chip chip. For economic reasons, however, it is desirable to keep the number of test channels used in the test machine per module as small as possible. This is especially true in the case where multiple memory devices are to be tested simultaneously to increase throughput and efficiency. Therefore, it is advantageous to be able to test a multichip memory module via the same set of test channels as a single-chip component whose memory chip resembles the chips of the multichip component. This can be achieved by a special design of the base plate, which also parallel the chip-specific contact sets for the wake-up commands.
Eine
entsprechend ausgebildete Sockelplatte hat auf ihrer Oberseite ein
Kontaktmuster, das dem Muster aller Außenkontakte eines Multichip-Bausteins
entspricht, während
die unteren Sockelkontakte dem Muster der Testkanäle für das Testen
eines Einzelchip-Bausteins entsprechen. Durch eine feste Verdrahtung
an der Sockelplatte ist dafür
gesorgt, dass auch die einander entsprechenden chipselektiven Kontakte
für die Weck-Kommandos
der einzelnen Chips jeweils an den selben Testkanal angeschlossen
werden. Bei dieser Verbindungsart sind also die Chips des Multichip-Speicherbausteins ”voll parallel” geschaltet,
so dass sich für einen
solchen Baustein die selbe Sockelplatte verwenden lassen wie für einen
Einzelchip-Baustein.A
appropriately designed base plate has on its top a
Contact pattern corresponding to the pattern of all external contacts of a multichip module
matches while
the bottom socket contacts the pattern of test channels for testing
of a single-chip device. Through a fixed wiring
on the base plate is for
ensured that also the corresponding chip-selective contacts
for the wake-up commands
the individual chips are each connected to the same test channel
become. In this type of connection, therefore, the chips of the multichip memory module are "fully parallel" connected,
so that for one
let such block use the same base plate as for one
Single-chip module.
Neben
diesem Vorteil bietet die ”voll-parallele” Anschlussweise
inhärent
auch die Möglichkeit,
alle Chips des Bausteins parallel zu betreiben. Dies ist vorteilhaft
für das
Hochfahren der Stromversorgung (”Power up”) und die Initialisierung
der Chips. Mit einem Parallelbetrieb der Chips lassen sich auch
einige Testsequenzen unter erheblicher Einsparung der Testzeit durchführen. Im
Falle eines DRAM-Bausteins gehören
hierzu z. B. die Testsequenzen für
den ACTIVATE-Vorgang (Aktivierung der Wortleitungen), den REFRESH-Vorgang (Auffrischung
der Speicherzellen), den WRITE-Betrieb (Ausführung eines Schreibkommandos)
und den PRECHARGE-Vorgang (Vorladen diverser interner Datenübertragungsleitungen).Next
this advantage offers the "full-parallel" connection
inherent
also the possibility
to operate all chips of the device in parallel. This is advantageous
for the
Power up and initialization
the chips. With a parallel operation of the chips can also be
Perform some test sequences with considerable savings in the test time. in the
Case of a DRAM device
for this purpose z. B. the test sequences for
the ACTIVATE process (activation of word lines), the REFRESH process (refresh
the memory cells), WRITE operation (execution of a write command)
and the PRECHARGE process (preloading various internal data transmission lines).
Diese
Vorteile sind allerdings verbunden mit dem Problem, dass der Testautomat
nicht mehr in der Lage ist, einzelne Chips des Bausteins durch die üblichen
Week-Kommandobits über die
angeschlossenen Testkanäle
selektiv zu wecken. Somit lassen sich manche Testsequenzen, die
eine individuelle Konfigurierung der Chips erfordern, nicht ohne
weiteres durchführen.
Hierzu gehören
u. a. alle Testsequenzen, bei denen Speicherinformation zur Fehlerprüfung über die
Datenanschlüsse
der Chips ausgelesen werden. Beim Parallelbetrieb aller Chips wird
es häufig
vorkommen, dass eine Falschinformation an einem Datenanschluss eines Chip
verdeckt wird durch fehlerfreie Information an den entsprechenden
Datenanschlüssen
der anderen Chips. Somit bleibt die Falschinformation unerkannt.
Dies ist nur ein Beispiel für
die Probleme, die bei voll-paralleler Anschlussweise der Chips zu
erwarten sind.These
Advantages, however, are associated with the problem that the test machine
is no longer able to chip through the usual chips
Week Commands over the
connected test channels
to wake up selectively. Thus, some test sequences, the
require an individual configuration of the chips, not without
perform further.
These include
u. a. all test sequences where memory information for error checking on the
data connections
the chips are read out. When parallel operation of all chips will
it often
occur that a misinformation on a data terminal of a chip
is covered by error-free information to the appropriate
data ports
the other chips. Thus, the misinformation remains unrecognized.
This is just an example of
the problems associated with full-parallel connection of the chips too
are expected.
Aus
der US 2008/0074930
A1 ist ein Speicherbaustein gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt, bei dem die einzelnen parallel geschalteten Chips des
Speicherbausteins eine individuelle Chipkennung aufweisen.From the US 2008/0074930 A1 a memory module according to the preamble of claim 1 is known, in which the individual chips connected in parallel of the memory module have an individual chip identifier.
Aus
der US 6,239,495 B1 ist
ferner ein Speicherbaustein mit parallel geschalteten Chips bekannt,
bei dem die einzelnen Speicherchips über die parallel geschalteten
Außenkontakte
individuell adressiert werden können.From the US 6,239,495 B1 Furthermore, a memory module with chips connected in parallel is known, in which the individual memory chips can be individually addressed via the external contacts connected in parallel.
Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Multichip-Speicherbaustein bereitzustellen,
bei dem eine volle Parallelschaltung aller Chips bei gleichzeitiger
Möglichkeit,
die Chips individuell zu konfigurieren, besteht.task
The invention is to provide a multi-chip memory device,
in which a full parallel connection of all chips at the same time
Possibility,
to configure the chips individually exists.
Diese
Aufgabe wird mit einem Speicherbaustein gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte
Ausgestaltungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.These
The object is achieved with a memory module according to claim 1. preferred
Embodiments are in the dependent
claims
specified.
Gemäß einem
ersten Aspekt wird die Erfindung an einem Speicherbaustein implementiert,
der eine Mehrzahl m = 2 einzelner Chips gleicher Bauform enthält, auf
deren jedem eine Speicherschaltung integriert ist, die eine Vielzahl
adressierbarer Speicherzellen und Steuereinrichtungen zum Einstellen
von Betriebszuständen
und zum Schreiben und Lesen von Datenbits an den Speicherzellen
und eine Mehrzahl von Pads als Kontaktelemente aufweist, deren jedes
einerseits mit einem zugeordneten Knoten der Speicherschaltung und andererseits
mit einem zugeordneten Außenkontakt
des Speicherbausteins verbunden ist, um elektrische Potentiale an
den Schaltungsknoten über
die Außenkontakte
anzulegen und/oder zu fühlen.
Die von Chip zu Chip einander entsprechenden Elemente einer ersten
Gruppe der Pads sind mit jeweils einem gemeinsamen Außenkontakt
einer ersten Außenkontakt-Gruppe
verbunden. Eine zweite Gruppe der Außenkontakte enthält m Untergruppen,
deren jede mit den Pads einer zweiten Padgruppe eines individuell
zugeordneten Chip verbunden ist, um Weck-Kommandobits zum Einschalten
der Ansprechbereitschaft des betreffenden Chip anzulegen. Erfindungsgemäß enthält jeder
Chip zusätzlich
eine Gruppe von Codepads, denen durch äußeren Eingriff eine für den betreffenden
Chip individuelle Kennung in Form eines Binärcodes aufgeprägt ist.According to a first aspect, the invention is implemented on a memory module which contains a plurality of m = 2 individual chips of the same design, on each of which a memory circuit is integrated, which comprises a plurality of addressable memory cells and control devices for setting operating states and for writing and reading data bits to the memory cells and a plurality of pads as contact elements, each of which is connected on the one hand to an associated node of the memory circuit and on the other hand with an associated external contact of the memory module to apply and / or feel electrical potentials to the circuit node via the external contacts. The chip-to-chip corresponding elements of a first group of pads are each connected to a common external contact of a first external contact group. A second group of external contacts includes m subgroups, each of which is connected to the pads of a second pad group of an individually assigned chip, to apply wake-up command bits for turning on the responsiveness of the particular chip. According to the invention, each chip additionally contains a group of code pads to which a by external intervention for the relevant chip individual identifier is imprinted in the form of a binary code.
Bei
einem derart ausgebildeten Baustein kann die Selektion der Chips
für die
gewünschte
individuelle Konfigurierung auf der Basis der individuellen Kennung
erfolgen, die an den Codepads aufgeprägt ist. Somit lassen sich die
Chips trotz voller Parallelschaltung individuell konfigurieren.at
Such a module can be the selection of the chips
for the
desired
individual configuration based on the individual identifier
carried out on the codepads. Thus, the
Configure chips individually despite full parallel connection.
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird die Erfindung an einem Speicherbaustein
implementiert, der eine Mehrzahl m = 2 einzelner Chips (#0:3) gleicher
Bauform enthält,
auf deren jedem eine Speicherschaltung integriert ist, die eine
Vielzahl adressierbarer Speicherzellen und Steuereinrichtungen zum
Einstellen von Betriebszuständen
und zum Schreiben und Lesen von Datenbits an den Speicherzellen
enthält
und eine Mehrzahl von Pads als Kontaktelemente aufweist, deren jedes
einerseits mit einem zugeordneten Knoten der Speicherschaltung und
andererseits mit einem zugeordneten Außenkontakt des Speicherbausteins
verbunden ist, um elektrische Potentiale an den Schaltungsknoten über die
Außenkontakte
anzulegen und/oder zu fühlen.
Die von Chip zu Chip einander entsprechenden Elemente einer ersten
Gruppe der Pads, welche unter anderem die Datenpads enthält, sind
mit jeweils einem gemeinsamen Außenkontakt verbunden sind.
Auf jedem Chip ist eine Testschaltung vorgesehen, die nach Durchführung eines
Speichertests ein Testresultatbit bereitstellt, welches im Falle
eines positiven Testergebnisses einen ersten Logikwert hat und im
Falle eines negativen Testergebnisses einen zweiten Logikwert hat.
Erfindungsgemäß ist auf
jedem Chip eine Test-Konfigurationsschaltung vorgesehen, die über eine
ausgewählte
Untergruppe der ersten Pad-Gruppe durch eine binärcodierte Konfigurationsadresse
adressierbar ist, um die Testschaltung zu aktivieren. Einer derjenigen
Außenkontakte,
die an Datenpads angeschlossen sind, ist als externer Test-Bewertungsanschluss
ausgewählt, und
auf jedem Chip ist das an diesen Außenkontakt angeschlossene Datenpad über einen
durch das Testresultatbit gesteuerten Schalter mit einer Quelle
des einen Logikpotentials und über
einen Widerstand mit einer Quelle des anderen Logikpotentials verbunden.According to one
second aspect of the invention, the invention of a memory module
implements a plurality of m = 2 individual chips (# 0: 3) of the same
Contains design,
on each of which a memory circuit is integrated, which has a
Variety of addressable memory cells and control devices for
Setting operating conditions
and writing and reading data bits on the memory cells
contains
and a plurality of pads as contact elements, each of which
on the one hand with an associated node of the memory circuit and
on the other hand with an associated external contact of the memory module
is connected to electrical potentials to the circuit node via the
external contacts
create and / or feel.
The chip-to-chip corresponding elements of a first
Group of pads containing, among other things, the data pads are
are each connected to a common external contact.
On each chip, a test circuit is provided, which after performing a
Memory tests provides a test result bit, which in case
of a positive test result has a first logic value and in the
Case of a negative test result has a second logic value.
According to the invention is on
Each chip provided a test configuration circuit, which has a
selected
Subgroup of the first pad group by a binary coded configuration address
is addressable to activate the test circuit. One of those
External contacts,
which are connected to data pads is as an external test evaluation port
selected, and
on each chip, the data pad connected to this external contact is over one
switch controlled by the test result bit with a source
of one logic potential and about
a resistor connected to a source of the other logic potential.
Bei
einem derart ausgebildeten Baustein erfolgt die Selektion der Chips
für eine
individuelle Konfigurierung, nämlich
für die
Einstellung des erwähnten
Schalters, auf der Basis des jeweiligen Testresultatbit. Dies ermöglicht eine
Testkompression unter voller Parallelschaltung aller Chips: der
Logikwert eines einzigen Bit, das am externen Test-Bewertungsanschluss
fühlbar
ist, zeigt das pauschale Testergebnis für den ganzen Baustein an.at
Such a module is made the selection of the chips
for one
individual configuration, namely
for the
Setting of the mentioned
Switch, based on the respective test result bit. This allows a
Test compression in full parallel connection of all chips: the
Logic value of a single bit at the external test evaluation port
palpable
is the blanket test result for the whole building block.
Die
Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten
Zeichnungsfiguren erläutert.The
Invention will be described below with reference to the embodiments
attached
Drawing figures explained.
1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung die räumliche Anordnung der Chips
eines erfindungsgemäßen Multichip-Speicherbausteins
mit Chip-Kennung im Dualzahlencode; 1 shows a perspective view of the spatial arrangement of the chips of a multi-chip memory chip according to the invention with chip identifier in the binary number code;
2 veranschaulicht
die elektrischen Verbindungen zwischen dem Speicherbaustein nach 1 und
einem Testautomaten; 2 illustrates the electrical connections between the memory device after 1 and a test machine;
3 zeigt
Einzelheiten von Schaltungsmitteln an den Chips des Speicherbausteins
nach 1 zur Programmierung und Nutzung der Chipkennung; 3 shows details of circuit means on the chips of the memory device 1 for programming and use of the chip identifier;
4 veranschaulicht
eine andere Variante der Schaltungsmittel zur Programmierung der
Chipkennung; 4 illustrates another variant of the circuit means for programming the chip identifier;
5 zeigt
das Schema eines Multichip-Speicherbausteins mit einer Chipkennung
im 1-aus-m-Binärcode; 5 shows the scheme of a multi-chip memory chip with a chip identifier in 1-out-of-m binary code;
6 zeigt
Einzelheiten von Schaltungsmitteln zur Nutzung der Chipkennung im
1-aus- m-Binärcode; 6 shows details of circuit means for using the chip identifier in the 1-bin binary code;
7 zeigt
ein Beispiel einer Konfigurationsschaltung zur chipselektiven Datenauslesung; 7 shows an example of a configuration circuit for chip-selective data readout;
8 zeigt
den Aufbau des Decoders der Konfigurationsschaltung nach 7; 8th shows the structure of the decoder of the configuration circuit 7 ;
9 zeigt
eine Ausführungsform
der Schalteinrichtung für
die chipselektive Datenauslesung; 9 shows an embodiment of the chip-selective data readout switching device;
10 veranschaulicht
eine erste Variante zur Konfiguration der Chips für komprimierten
Testmodus; 10 illustrates a first variant for configuring the chips for compressed test mode;
11 zeigt
ein Beispiel für
die schaltungstechnische Realisierung des Multiplexers in einer
Konfigurationsschaltung nach 10; 11 shows an example of the circuit implementation of the multiplexer in a Konfigu rationsschaltung after 10 ;
12 veranschaulicht
eine zweite Variante zur Konfiguration der Chips für komprimierten
Testmodus; 12 illustrates a second variant for configuring the chips for compressed test mode;
13 veranschaulicht
Mittel zur permanenten Abschaltung eines beliebig auswählbaren
Chip bei voller Parallelschaltung aller Chips; 13 illustrates means for permanently disabling an arbitrary selectable chip in full parallel connection of all the chips;
14 zeigt
die Mittel zur Umverdrahtung von Chip-Anschlüssen eines 4-Chip-Bausteins,
geeignet für alle
möglichen
Fälle,
in denen bis zu drei beliebige Chips defekt sind; 14 shows the means for rewiring of chip terminals of a 4-chip package, suitable for all possible cases in which up to three arbitrary chips are defective;
15 zeigt
die Mittel zur Umverdrahtung von Chip-Anschlüssen eines Dual-Chip-Bausteins, geeignet
für den
Fall, dass ein beliebiger der beiden Chips defekt ist. 15 shows the means for rewiring of chip terminals of a dual-chip package, suitable for the case that any one of the two chips is defective.
In
den verschiedenen Figuren sind Schaltungsteile und Signale gleicher
oder ähnlicher
Funktion mit gleichen alphanumerischen Symbolen bezeichnet (Dezimalzahlen
oder Großbuchstaben).
Zur individuellen Unterscheidung von Elementen ähnlicher Funktion sind den
betreffenden Symbolen jeweils unterschiedliche weitere alphanumerische
Zeichen hinzugefügt;
hierbei steht das Zeichen i oder j für ”beliebig”. Binär-Logikwerte sind als ”0” und ”1” in Anführungszeichen
geschrieben.In
the different figures are circuit parts and signals the same
or similar
Function denoted by the same alphanumeric symbols (decimal numbers
or capital letters).
For individual distinction of elements of similar function are the
Each of the symbols concerned has different further alphanumeric
Added characters;
where the character i or j stands for "arbitrary". Binary logic values are in quotation marks as "0" and "1"
written.
Der
in 1 gezeigte Multichip-Speicherbaustein 100 enthält m = 4 übereinander
gestapelte gleichartige Chips #0:3 mit jeweils einer integrierten
Speicherschaltung (der Doppelpunkt ”:” steht hier und im Folgenden
für das
Wort ”bis”). Der
Chip-Stapel #0:3 befindet sich auf einem Träger 110 aus Isolatormaterial
und ist mit diesem in einem Kunststoffgehäuse (nicht gezeigt) verkapselt.The in 1 shown multi-chip memory module 100 contains m = 4 stacked similar chips # 0: 3, each with an integrated memory circuit (the colon ":" stands here and below for the word "to"). The chip stack # 0: 3 is on a carrier 110 made of insulating material and is encapsulated with this in a plastic housing (not shown).
Die 1 gibt
einen Blick auf die Oberseite nur des obersten Chip #0 des Stapels.
Wie dieser Chip #0 weisen auch aller anderen Chips #1:3 jeweils
eine Vielzahl von integrierten Kontaktflächen auf, die sogenannten ”Pads”, die als
kleine weiße
Quadrate dargestellt sind und über
welche der Zugang zu verschiedenen Schaltungspunkten der jeweiligen
Speicherschaltung erfolgen kann, deren Einzelheiten nicht dargestellt
sind. Es sei als Beispiel angenommen, dass jeder Chip ein synchrones
DRAM mit doppelter Datenrate (DDR-SDRAM) ist, mit einer Speicherkapazität von insgesamt
64 Mb auf 4 Speicherbänken
und einem 8-Bit-Datenport (x8-Konfiguration).The 1 Gives a glimpse of the top of only the top chip # 0 of the stack. Like this chip # 0, all other chips # 1: 3 also have a multiplicity of integrated contact surfaces, the so-called "pads", which are shown as small white squares and via which the access to different circuit points of the respective memory circuit can take place Details are not shown. For example, suppose that each chip is a double data rate synchronous DRAM (DDR-SDRAM) with a total memory capacity of 64 Mb on 4 memory banks and an 8-bit data port (x8 configuration).
Die
Pads sind mit zugeordneten Kontaktflächen des Trägers 110 verbunden,
die als kleine schwarze Quadrate dargestellt sind. Jede dieser Träger-Kontaktflächen ist
mit einem individuell zugeordneten Außenkontakt verbunden, der an
der Unterseite des Trägers 110 frei
aus dem Gehäuse
vorsteht (in 1 nicht zu erkennen). Die Außenkontakte
sind also elektrisch den Träger-Kontaktflächen gleichzusetzen;
deswegen wird im Folgenden nur noch die Bezeichnung ”Außenkontakte” verwendet.
Für die
Identifizierung der verschiedenen Außenkontakte werden die gleichen
Kürzel
verwendet wie für
die jeweils zugeordneten Pads.The pads are associated with contact surfaces of the wearer 110 connected, which are shown as small black squares. Each of these carrier contact surfaces is connected to an individually associated external contact, which is on the underside of the carrier 110 protrudes freely from the housing (in 1 not recognizable). The external contacts are therefore electrically equivalent to the carrier contact surfaces; Therefore, only the term "external contacts" will be used in the following. For the identification of the different external contacts, the same abbreviations are used as for the respectively assigned pads.
Die
zeichnerische Darstellung in 1 zeigt
nur das elektrische Schema der Verbindungen zwischen den Pads und
den Außenkontakten.
In der Praxis kann jeder Chip auf einem Zwischenträger angeordnet
sein, der Kontaktstücke
aufweist, die mit den Pads verbunden sind. Diese Zwischenkontakte
können
sich an den Rändern
des Zwischenträgers
befinden und sind ihrerseits über
Drähte
mit den Außenkontakten
des Trägers 110 gebondet.
Alternativ können
die Zwischenkontakte an der Unterseite des Zwischenträgers oder
des Chip-Substrates
angeordnet sein, wobei die Verbindung mit den Pads über Durchführungen
(Durchkontaktierung) hergestellt ist.The graphic representation in 1 only shows the electrical scheme of the connections between the pads and the external contacts. In practice, each chip may be disposed on an intermediate carrier having contact pieces connected to the pads. These intermediate contacts may be located at the edges of the intermediate carrier and are in turn connected via wires to the outer contacts of the carrier 110 bonded. Alternatively, the intermediate contacts can be arranged on the underside of the intermediate carrier or of the chip substrate, wherein the connection with the pads is produced via feedthroughs (through-connection).
Die
in 1 gezeigten Pads gliedern sich in drei disjunkte
Gruppen, die in der Zeichnung durch jeweils eine Umrahmung definiert
sind. Eine erste Pad-Gruppe PG1 umfasst alle diejenigen Pads, die
bleibend über alle
Chips #0:3 parallelgeschaltet sind, also jeweils mit einem gemeinsamen
Außenkontakt
verbunden sind. Hierzu gehören,
für das
als Beispiel genannte 64 Mb-x8-Speicherchip-Modell:
- – ein
Pad für
das Taktsignal CLK;
- – drei
Pads für
die Kommandobits RAS, CAS und WE,
- – zwei
Pads für
Bank-Adressbits BA0:1 (zur selektiven Adressierung einer von 4 Speicherbänken im
Chip);
- – dreizehn
Pads für
Adressbits A0:12 (zur Zeilen- und Spaltenadressierung an der adressierten
Speicherbank);
- – zwei
Pads VSS und VDD für
das negative bzw. positive Potential der Versorgungsspannung;
- – acht
Pads DQ0:DQ7 für
die Eingabe/Ausgabe von acht Speicherbits im Parallelformat.
In the 1 shown pads are divided into three disjoint groups, which are defined in the drawing by a respective frame. A first pad group PG1 comprises all those pads which are permanently connected in parallel across all chips # 0: 3, that is, in each case connected to a common external contact. These include, for example, the 64 Mb x8 memory chip model: - A pad for the clock signal CLK;
- - three pads for the command bits RAS, CAS and WE,
- Two pads for bank address bits BA0: 1 (for selectively addressing one of 4 memory banks in the chip);
- Thirteen pads for address bits A0: 12 (for row and column addressing on the addressed memory bank);
- Two pads VSS and VDD for the negative or positive potential of the supply voltage;
- - eight pads DQ0: DQ7 for input / output of eight memory bits in parallel format.
Die
Außenkontakte,
mit denen die Pads der ersten Pad-Gruppe PG1 verbunden sind, sind in
der 1 ebenfalls durch eine Umrahmung definiert und
als erste Außenkontakt-Gruppe BG1 bezeichnet.The external contacts to which the pads of the first pad group PG1 are connected are in the 1 also defined by a frame and referred to as the first external contact group BG1.
Neben
den vorstehend aufgelisteten Pads kann die erste Pad-Gruppe PG1
noch eine Vielzahl weiterer Pads enthalten, die aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt sind, ebenso wenig wie die jeweils zugeordneten
weiteren Außenkontakte.
Hierzu kann z. B. ein Pad für
ein Kommando zur Datenmaskierung und ein Pad für ein Referenzpotential gehören. Pads
für VSS
und VDD können
mehrfach vorhanden sein, um das Anlegen der betreffenden Potentiale
an jeweils mehrere verschiedene Knoten der Speicherschaltung zu
erleichtern. Ferner kann am Träger
eine Mehrzahl von Reserve-Kontakten
(”non
connected” contacts
NC) vorhanden sein, um die selbe Trägerkonstruktion auch für andere
Chips verwenden zu können,
die eine größere Vielzahl
an Pads aufweisen (z. B. Chips mit höherer Speicherkapazität, die eine
größere Anzahl
von Adressbits erfordern).Next
The above-listed pads may be the first pad group PG1
still contain a multiplicity of further pads, for the sake of clarity
are not shown, as well as the respectively associated
further external contacts.
For this purpose, z. B. a pad for
include a command for data masking and a pad for a reference potential. pads
for VSS
and VDD
be present several times to the creation of the relevant potentials
to each of several different nodes of the memory circuit
facilitate. Further, on the carrier
a plurality of reserve contacts
( "Non
connected "contacts
NC) to be the same support structure for others
To be able to use chips
the greater variety
on pads (eg, higher capacity chips that have a
larger number
of address bits).
Eine
zweite Pad-Gruppe PG2 umfasst diejenigen Pads, die im Nutzbetrieb
des Speicherbausteins ”chipselektiv” angesprochen
werden, um einzelne Chips individuell zu wecken. Hierzu gehören beim
gezeigten Beispiel:
- – ein Pad für das Chip-Selektionssignal
CS;
- – ein
Pad für
das Signal zum Einschalten/Ausschalten des internen Taktoszillators
(Clock Enable) CLK.
A second pad group PG2 includes those pads that are addressed in the useful operation of the memory chip "chip-selective" to wake individual chips individually. These include in the example shown: - A pad for the chip selection signal CS;
- - A pad for the signal to turn on / off the internal clock oscillator (Clock Enable) CLK.
Die
zweiten Pad-Gruppen PG2 der verschiedenen Chips #0, #1, #2, #3 sind
mit individuell zugeordneten Untergruppen WEX0, WEX1, WEX2, WEX3
einer zweiten Außenkontakt-Gruppe BG2 am Träger 110 verbunden.
Jede Untergruppe WEXi besteht aus einem Kontaktpaar, welches zum
Anlegen der Weck-Kommandobits CSi, CKEi für den betreffenden Chip #i
dient.The second pad groups PG2 of the different chips # 0, # 1, # 2, # 3 are connected to individually assigned subgroups WEX0, WEX1, WEX2, WEX3 of a second external contact group BG2 on the carrier 110 connected. Each subgroup WEXi consists of a contact pair, which serves to create the wake-up command bits CSi, CKEi for the relevant chip #i.
Ein
Merkmal gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist das Vorhandensein einer dritten
Pad-Gruppe PG3, deren Elemente hier als ”Codepads” CP bezeichnet sind. Diese
Codepads benötigen
keine Verbindung mit irgendwelchen Außenkontakten des Bausteins.
Beim Beispiel nach 1 enthält die dritte Pad-Gruppe zwei
Codepads CP0 und CP1, denen ein zweistelliger Binärcode aufgeprägt werden
kann, um jedem der vier Chips #0:3 eine individuelle Kennung zu
geben. Diese Kennung soll ermöglichen,
jeden einzelnen Chip individuell anzusprechen, auch wenn die Chips
voll parallelgeschaltet sind, einschließlich der Pads für die ”Weck”-Kommandobits
CS und CKE. Wie weiter oben erwähnt,
ist eine solche volle Parallelschaltung vorteilhaft, wenn der Bausteins 100 mittels
eines Testautomaten unter Verwendung einer reduzierten Anzahl von Testkanälen getestet werden
soll. Die 2 veranschaulicht das Schema
der hierbei realisierten Verbindungen zwischen dem in 1 gezeigten
Speicherbaustein 100 und einem Testautomaten.A feature according to a first aspect of the invention is the presence of a third pad group PG3, whose elements are referred to herein as "code pads" CP. These codepads do not need to be connected to any external contacts of the device. For example 1 For example, the third pad group contains two code pads CP0 and CP1 to which a two-digit binary code can be impressed to give each of the four chips # 0: 3 an individual identifier. This identifier should allow to address each individual chip individually, even if the chips are fully connected in parallel, including the pads for the wake-up command bits CS and CKE. As mentioned above, such full parallel connection is advantageous when the device 100 be tested by means of a test machine using a reduced number of test channels. The 2 illustrates the scheme of the connections realized between the in 1 shown memory module 100 and a test machine.
In
der 2 sind die vier Chips #0:3 des Bausteins 100 als
Schaltungsblöcke
nebeneinander gezeichnet, um alle Verbindungen zwischen den Pads
der Chips und den Außenkontakten
deutlicher darzustellen. Die parallelgeschalteten Verbindungsleitungen
zwischen den Pads der ersten Pad-Gruppe PG1 und der ”gemeinsamen” Außenkontakt-Gruppe BG1 sind vereinfacht
als breite Leitungsstränge
gezeichnet. Alle Außenkontakte
des Bausteins stehen als Außenkontakte
an der Unterseite des Bausteins hervor. Zum Gebrauch wird der Baustein
auf einer geeigneten Platine angeordnet, wobei die Außenkontakte
mit entsprechenden Kontaktstücken
der Platine in Verbindung treten.In the 2 are the four chips # 0: 3 of the building block 100 drawn as circuit blocks next to each other to more clearly represent all the connections between the pads of the chips and the external contacts. The parallel-connected connecting lines between the pads of the first pad group PG1 and the "common" external contact group BG1 are simplified drawn as wide strands of wire. All external contacts of the module are visible as external contacts on the underside of the module. For use, the device is placed on a suitable board, the external contacts coming into contact with corresponding contacts of the board.
Im
unteren Teil der 2 ist schematisch ein Teilbereich
eines Testautomaten 300 gezeigt, der eine erste Gruppe
TG1 von Testkanälen
für die
Kommunikation mit der Kontaktgruppe BG1 des Speicherbausteins 100 enthält und eine
zweite Gruppe TG2 von Testkanälen
zum Senden der Weck-Kommandos CS und CKE aufweist. Die elektrischen
Verbindungen zwischen den Testkanälen und den Außenkontakten
des Bausteins 100 werden über eine Sockelplatte 200 hergestellt,
die auf ihrer Oberseite ein den Bausteinkontakten entsprechendes
Kontaktmuster und an ihrer Unterseite ein Kontaktmuster zum Eingriff
der Testkanäle
hat. Durch feste Verdrahtung innerhalb der Sockelplatte 200 ist
dafür gesorgt,
dass die CS-Kontakte CS0:3 des Bausteins 100 parallel mit
einem gemeinsamen CS-Kanal des Testautomaten verbunden werden und
dass die CKE-Kontakte CKE0:3 des Bausteins 100 parallel
mit einem gemeinsamen CKE-Kanal des Testautomaten verbunden werden.
Hierdurch sind alle Chips #0:3 des Bausteins 100 voll parallelgeschaltet,
und die Gesamtmenge der Testkanäle,
die zum Testen des Multichip-Bausteins 100 benötigt werden,
ist nicht größer als
die erforderliche Gesamtmenge für
das Testen eines Einzelchip-Bausteins.In the lower part of the 2 is schematically a subsection of a test machine 300 shown a first group TG1 of test channels for communication with the contact group BG1 of the memory module 100 contains and a second group TG2 of test channels for sending the wake-up commands CS and CKE. The electrical connections between the test channels and the external contacts of the device 100 be over a base plate 200 manufactured, which has on its upper side a contact pattern corresponding to the device contacts and on its underside a contact pattern for engagement of the test channels. By hard wiring inside the base plate 200 is ensured that the CS contacts CS0: 3 of the block 100 be connected in parallel with a common CS channel of the tester and that the CKE contacts CKE0: 3 of the block 100 be connected in parallel with a common CKE channel of the test machine. As a result, all chips # 0: 3 of the block 100 fully paralleled, and the total amount of test channels used to test the multichip device 100 required is not greater than the total required for testing a single-chip device.
Es
ist gängige
Praxis, Steuerbefehle zur Konfiguration und zur Einstellung verschiedener
Betriebsmoden von Speicherbausteinen (insbesondere von DRAM-Bausteinen)
durch jeweils ein spezifisches Muster von Steuerbits einzugeben,
die an ausgewählte
externe Anschlüsse
angelegt werden. Zu diesen ”steuerfähigen” Anschlüssen gehören im Grunde
alle Anschlüsse
mit Ausnahme derjenigen, die für
feste Potentiale (z. B. die Versorgungspotentiale VDD, VSS) vorgesehen
sind, und derjenigen, die zur Ein- und Ausgabe der Speicherdaten
vorgesehen sind (Daten- oder DQ-Anschlüsse). ”Steuerfähig” sind also nicht nur die eigentlichen
Kommando-Anschlüsse
RAS, CAS, WE sondern auch die Adress-Anschlüsse, die im Schreib- und Lesebetrieb
zur Adressierung der Speicherzellen verwendet werden (also die Anschlüsse zur
Bank-, Zeilen- und Spaltenadressierung). Hierbei kann das Bitmuster
der Kommando-Anschlüsse
vorgeben, ob die Bits der Adress-Anschlüsse entweder
zur Zellenadressierung oder als Bestandteil von Steuerbefehlen dienen
sollen.It is common practice to input control commands for configuring and adjusting various modes of operation of memory devices (particularly DRAM devices) through a specific pattern of control bits applied to selected external ports. These "controllable" ports basically include all ports except those designed for fixed potentials (such as the Supply potentials VDD, VSS) and those provided for inputting and outputting the storage data (data or DQ terminals). "Controllable" are therefore not only the actual command ports RAS, CAS, WE but also the address ports that are used in the write and read operation for addressing the memory cells (ie the ports for bank, row and column addressing). In this case, the bit pattern of the command connections can specify whether the bits of the address connections should serve either for cell addressing or as part of control commands.
Die
erwähnte
individuelle Kennung der einzelnen Chips eines Multichip-Bausteins
mittels der Codepad-Gruppe PG3 erlaubt es, trotz der vollen Parallelschaltung
aller Chips im Testbetrieb jeden Chip über die besagten ”steuerfähigen” Anschlüsse individuell
zu adressieren, um eine gewünschte
Konfiguration selektiv innerhalb des betreffenden Chip herzustellen.
Die 3 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Ausbildung
der Chips zur Schaffung dieser Möglichkeit.The mentioned individual identification of the individual chips of a multichip module by means of the codepad group PG3 makes it possible, despite the full parallel connection of all the chips in the test mode, to individually address each chip via the said "controllable" connections, to a desired configuration selectively within the relevant chip manufacture. The 3 shows an example of an inventive design of the chips to create this possibility.
Im
oberen Teil der 3 ist schematisch ein Teil des
Chip #0 des in den 1 und 2 gezeigten Bausteins 100 dargestellt,
enthaltend die Datenpads DQ0:7, die Versorgungspads VDD, VSS, die
Pads CS und CKE für
das Weck-Kommando (Pad-Gruppe PG2), das Pad für das Taktsignal CLK und eine
Untergruppe PG1a der Pad-Gruppe PG1. Diese Untergruppe umfasst die ”steuerfähigen” Pads,
beim gezeigten Beispiel sind es die Kommandopads RAS, CAS, WE und
die Adresspads BA0, BA1, A0:12. Gezeigt ist ferner die Codepad-Gruppe
PG3 mit den beiden Codepads CP0 und CP1. Eine Konfigurationsschaltung 20 dient
zum Konfigurieren eines bestimmten Betriebsmerkmals des Chip abhängig von
Logikpotentialen der Pads der Untergruppe PG1a und der Codepad-Gruppe
PG3.In the upper part of the 3 is schematically part of the # 0 chip in the 1 and 2 shown block 100 comprising the data pads DQ0: 7, the supply pads VDD, VSS, the pads CS and CKE for the wake-up command (pad group PG2), the pad for the clock signal CLK and a subset PG1a of the pad group PG1. This subgroup comprises the "controllable" pads, in the example shown it is the command pads RAS, CAS, WE and the address pads BA0, BA1, A0: 12. Shown is also the code pad group PG3 with the two code pads CP0 and CP1. A configuration circuit 20 is used to configure a specific operating characteristic of the chip depending on logic potentials of the pads of the subgroup PG1a and the code pad group PG3.
Beim
Beispiel nach 3 ist dem Chip #0 die Kennung ”00” zugewiesen,
dadurch dass beiden Codepads CP0, CP1 ein Potential aufgeprägt wird,
das den Logikwert ”0” repräsentiert.
Dies kann gemäß der 3 dadurch
erreicht werden, dass beide Codepads mit dem VSS-Außenkontakt
des Bausteins 100 gebondet werden, der sowohl im Nutzbetrieb
als auch im Testbetrieb das Nullpotential der externen Versorgungsspannung empfängt.For example 3 the chip # 0 is assigned the identifier "00", characterized in that a potential which represents the logic value "0" is impressed on both code pads CP0, CP1. This can be done according to the 3 be achieved in that both codepads with the VSS external contact of the block 100 be bonded, which receives the zero potential of the external supply voltage both in Nutzbetrieb and in test mode.
Die
anderen drei Chips #1:3 sind genau so ausgebildet wie der Chip #0.
In der 3 sind jeweils nur die Codepads dieser Chips und
deren Anschlussverbindungen gezeigt. Dem Chip #1 ist die Kennung ”01” zugewiesen
durch Bonding des Codepad CP0 mit dem VSS-Außenkontakt
und Bonding des Codepad CP1 mit dem VDD-Außenkontakt, der sowohl im Nutzbetrieb
als auch im Testbetrieb das positive Potential der externen Versorgungsspannung
empfängt,
welches den Logikwert ”1” repräsentiert.
Dem Chip #2 ist die Kennung ”10” zugewiesen
durch Bonding des Codepad CP0 mit dem VDD- Außenkontakt
und Bonding des Codepad CP1 mit dem VSS-Außenkontakt. Dem Chip #3 ist
die Kennung ”11” zugewiesen
durch Bonding beider Codepads CP0 und CP1 mit dem VDD-Außenkontakt.The other three chips # 1: 3 are exactly the same as the chip # 0. In the 3 In each case only the code pads of these chips and their connection connections are shown. The chip # 1 is assigned the identifier "01" by bonding the code pad CP0 to the VSS external contact and bonding the code pad CP1 to the VDD external contact, which receives the positive potential of the external supply voltage in both the useful and the test mode Logic value "1" represents. The chip # 2 is assigned the tag "10" by bonding the cod pad CP0 to the VDD outer contact and bonding the cod pad CP1 to the VSS external contact. The chip # 3 is assigned the identifier "11" by bonding both code pads CP0 and CP1 to the VDD external contact.
Das
Programmieren der jeweiligen Chip-Kennung an den Codepads durch
das vorstehend beschriebene Bonding kann beim Stapeln der Chips
erfolgen, bevor der Baustein 100 verkapselt wird. Statt
des beschriebenen Bonding können
zur Programmierung der Chip-Kennung
auch elektrisch beeinflussbaren Schmelzbrücken, sogenannten E-Fuses,
verwendet werden, wie es schematisch in 4 veranschaulicht
ist. Die 4 zeigt die Chips #0:3 in gleicher
Darstellung wie die 3, mit dem einzigen Unterschied,
dass die elektrischen Verbindungen zwischen einerseits den Codepads
CP0, CP1 und andererseits dem ”0” Potential (VSS-Pad)
oder dem ”1”-Potential
(VDD-Pad) durch wahlweises Schmelzen von E-Fuses innerhalb einer
Fuse-Bank FB hergestellt sind. Das Schmelzen erfolgt durch Anlegen
einer Überspannungsimpulses
(Brennspannung VB) an die zugeordneten Pads
vor dem Verkapseln des Bausteins.The programming of the respective chip identifier on the code pads by the bonding described above can be done in stacking the chips before the device 100 is encapsulated. Instead of the described bonding can be used for programming the chip identifier and electrically influenced melt bridges, so-called e-fuses, as shown schematically in FIG 4 is illustrated. The 4 shows the chips # 0: 3 in the same representation as the 3 , with the only difference being that the electrical connections between on the one hand the code pads CP0, CP1 and on the other hand the "0" potential (VSS pad) or the "1" potential (VDD pad) by selectively melting e-fuses within one Fuse Bank FB are made. The melting takes place by applying an overvoltage pulse (burning voltage V B ) to the assigned pads before encapsulating the module.
In
der 4 sind die E-Fuses innerhalb der Bank FB schematisch
durch einfache Schaltstrecken dargestellt, die entweder als ”leitend” (durchgängig, wenn
nicht geschmolzen) oder als ”nicht-leitend” (offen,
wenn geschmolzen) gezeichnet sind.In the 4 For example, the E-fuses within bank FB are schematically represented by simple switching paths drawn either as "conductive" (continuous, if not fused) or as "non-conductive" (open when fused).
Die
Konfigurationsschaltung 20 in jedem Chip ist ausgelegt
zur Erkennung eines Codewortes, das als Bitmuster an die Pads der
Untergruppe PG1a aller Chips angelegt werden kann und eine gemeinsame
Konfigurations-Adresse zur Auswahl des zu konfigurierenden Betriebsmerkmals
aller Chips und außerdem
eine Chip-Adresse enthält.
Beim gezeigten Beispiel nach 3 oder 4 werden
die Bits an den Pads RAS, CAS, WE, BA0, BA1, A0:10, mit Ausnahme
eines Pads (z. B. des Pad A8) als ”Konfigurations-Adressbits” genutzt. Das
hiervon ausgenommene Pad wird für
ein gesondertes Operationsbit OPD genutzt, durch welches die Wirksamkeit
eines Decoders innerhalb der Konfigurationsschaltung 20 ein-
oder ausgeschaltet wird, wie weiter unten noch genauer beschrieben.
Die Bits an den Pads A11 und A12 werden als ”Chip-Adressbits” genutzt.The configuration circuit 20 in each chip is designed to recognize a codeword which can be applied as a bit pattern to the pads of the subgroup PG1a of all chips and contains a common configuration address for selecting the operating characteristic of all chips to be configured and also a chip address. In the example shown 3 or 4 For example, the bits on the RAS, CAS, WE, BA0, BA1, A0: 10 pads, with the exception of one pad (eg, Pad A8), are used as the "Configuration Address Bits." The excluded pad is used for a separate operation bit OPD, by which the effectiveness of a decoder within the configuration circuit 20 is turned on or off, as described in more detail below. The bits on pads A11 and A12 are used as "chip address bits".
Wenn
der hier als Beispiel beschriebene Speicherbaustein 100 in
der in 2 gezeigten Weise mit einem Testautomaten 300 verbunden
ist, also unter voller Parallelschaltung aller Chips #0:3, kann
der Testautomat veranlasst werden, über die steuerfähigen Anschlüsse (Pad-Untergruppe
PG1a) an alle Chips ein Codewort zu senden, dessen Konfigurations-Adressbits bestimmen,
welches Betriebsmerkmal konfiguriert werden soll, und dessen Chip-Adressbits
bestimmen, in welchem Chip jeweils eine gewünschte Konfiguration dieses
Betriebsmerkmals erfolgen soll.If the memory device described here as an example 100 in the in 2 shown way with a test machine 300 connected, ie with all chips # 0: 3 in full parallel connection, the test machine can be made to send a codeword to all the chips via the controllable connections (pad subgroup PG1a) whose configuration address bits determine which operating feature is to be configured. and its chip address bits determine in which chip in each case a desired configuration of this operating feature is to take place.
Vorstehend
wurde der Beispielsfall beschrieben, dass die Anzahl m der Speicherchips
gleich vier ist, so dass für
die selektive Adressierung eines einzigen beliebigen Chip im Dualzahlencode
nur zwei Bits genügen,
also zwei Codepads für
die Chip-Kennung und zwei Adressbits für die Chip-Adressierung, wie
in den 1 bis 4 dargestellt. Für m = 2X gilt allgemein, dass X Codepads und X Adressbits
im Dualzahlencode erforderlich sind, um jeweils einen einzigen Chip
zu selektieren. Für
manche Fälle
kann es aber erwünscht sein,
nicht nur jeweils einen einzigen sondern eine beliebig auswählbare Mehrzahl
der m Chips gleichzeitig zu selektieren. In diesem Fall sind m Adressbits
und ebenso viele Codepads notwendig, wobei die Codierung nach einem
1-aus-m-Code erfolgt.The example described above is that the number m of memory chips is four, so that only two bits suffice for the selective addressing of a single arbitrary chip in the binary number code, ie two code pads for the chip identifier and two address bits for the chip addressing, like in the 1 to 4 shown. For m = 2 X, it is generally understood that X codepads and X address bits in the binary number code are required to select a single chip at a time. For some cases, however, it may be desirable to simultaneously select not only a single but an arbitrarily selectable plurality of the m chips. In this case, m address bits and as many code patches are required, coding for a 1-out-of-m code.
Die 5 zeigt
in ähnlicher
Darstellungsform wie 2 einen Multichip-Baustein mit
m = 4 Chips #0:3, deren jeder eine Codepad-Gruppe PG3 mit m = 4
Codepads CP0:3 enthält,
denen eine Kennung in einem 1-aus-4-Binärcode zugewiesen ist. Im gezeigten
Fall hat der Chip #0 die Kennung 1000, der Chip #1 hat die Kennung
0100, der Chip #2 hat die Kennung 0010, und der Chip #3 hat die
Kennung 0001. Die 6 zeigt in ähnlicher Darstellungsform wie
die 3 und 4 einen der in 5 gezeigten
Chips. Das Bitmuster der Kennung an den Codepads CP0:3 ist in 6 nicht
eingezeichnet, ebenso wenig wie Anschlussverbindungen zur Aufprägung der
Kennungs-Bits. Diese Aufprägung
kann in gleicher Weise erfolgen, wie oben anhand der 3 oder
der 4 beschrieben.The 5 shows in a similar representation as 2 a multi-chip device with m = 4 chips # 0: 3, each of which contains a code pad group PG3 with m = 4 code pads CP0: 3, to which an identifier in a 1-out-of-4 binary code is assigned. In the case shown, the chip # 0 has the identifier 1000, the chip # 1 has the identifier 0100, the chip # 2 has the identifier 0010, and the chip # 3 has the identifier 0001. The 6 shows in a similar representation as the 3 and 4 one of the in 5 shown chips. The bit pattern of the identifier at the code pads CP0: 3 is in 6 not shown, as well as connection connections for impressing the identification bits. This imprint can be done in the same way as above based on the 3 or the 4 described.
Bei
der Ausführungsform
nach den 5 und 6 sind m
= 4 Bits für
das Chip-Adresswort
erforderlich. Hierzu können
vier ausgewählte
Pads der Pad-Untergruppe PG1a benutzt werden, z. B. die Adresspads A9:12,
wie in 6 gezeigt. Das Chip-Adresswort kann entweder nur
einen einzigen Chip oder mehrere Chips gleichzeitig adressieren,
je nachdem, welche Adressbits den Logikwert ”1” haben. So wird z. B. nur
der Chip #2 adressiert, wenn das Chip-Adresswort ”0010” ist. Mit
dem Chip-Adresswort ”0011” werden
die Chips #2 und #3 gleichzeitig adressiert.In the embodiment of the 5 and 6 m = 4 bits are required for the chip address word. For this purpose, four selected pads of the pad subgroup PG1a can be used, e.g. As the address pads A9: 12, as in 6 shown. The chip address word can either address only a single chip or multiple chips simultaneously, depending on which address bits have the logic value "1". So z. For example, only chip # 2 is addressed if the chip address word is "0010". With the chip address word "0011" the chips # 2 and # 3 are addressed simultaneously.
In
der Konfigurationsschaltung 20 jedes Chip wird das in der
vorstehend beschriebenen Weise codierte Chip-Adresswort mit der
an den Pads CP0:3 programmierten Chip-Kennung verglichen. Ein hierzu dienender
Vergleicher (in 6 nicht dargestellt) kann so
ausgebildet sein, dass er jedes Bit der Chip-Kennung mit einem individuell
zugeordneten Bit der Chipadresse vergleicht und die Konfigurationsschaltung 20 veranlasst, dem
zu konfigurierenden Betriebsmerkmal eine erste Konfiguration zu
geben, wenn ein Bit der Kennung und das zugeordnete Bit des Chip-Adresswortes
beide den Logikwert ”1” haben.In the configuration circuit 20 Each chip is compared with the chip address word coded in the manner described above with the chip identifier programmed on the pads CP0: 3. A comparative comparator (in 6 not shown) may be configured to compare each bit of the chip identifier with an individually assigned bit of the chip address and the configuration circuit 20 causes a first configuration to be given to the operating feature to be configured, if one bit of the identifier and the associated bit of the chip address word both have the logic value "1".
Andernfalls
veranlasst der Vergleicher die Konfigurationsschaltung 20,
dem Betriebsmerkmal eine zweite Konfiguration zu geben. Durch eine
beliebige Kombination von ”Einsen” im 4-Bit-Chipadresswort
gemäß der 6 lassen
sich also beliebige Chips gleichzeitig selektieren, um die Konfigurationsschaltung 20 in allen
diesen selektierten Chips zu veranlassen, das zugeordnete Betriebsmerkmal
in der gewünschten
Weise zu konfigurieren.Otherwise, the comparator causes the configuration circuit 20 to give the operating feature a second configuration. By any combination of "ones" in the 4-bit chip address word according to the 6 Thus, any chips can be selected at the same time to the configuration circuit 20 in all of these selected chips to configure the associated operating feature in the desired manner.
Es
gibt mehrere Betriebsmerkmale, deren chipspezifische Konfiguration
beim Testbetrieb eines Multichip-Speicherbausteins unter voller
Parallelschaltung der Chips vorteilhaft sein kann. Einige Beispiele
werden nachstehend beschrieben.It
There are several operating characteristics, their chip-specific configuration
during test operation of a multichip memory module under full
Parallel connection of the chips can be advantageous. Some examples
are described below.
Chipselektive Konfiguration
der DatenauslesungChip-selective configuration
the data reading
Wie
weiter oben erwähnt,
ist eine zuverlässige
Fehlererkennung an den ausgelesenen Daten nur möglich, wenn im Lesebetrieb
jeweils nur ein einziger Chip seine Speicherdaten an die Bausteinkontakte überträgt, während die
Datenübertragung
aus den anderen Chips blockiert ist.As
mentioned above,
is a reliable one
Error detection on the read-out data only possible if in read mode
in each case only a single chip transmits its memory data to the device contacts, while the
data transfer
is blocked from the other chips.
Um
einen solchen chipselektiven Lesebetrieb zu ermöglichen, kann die Konfigurationsschaltung
in jedem Chip so ausgebildet sein, dass sie in einen die Datenübertragung
im Lesebetrieb blockierenden Schaltzustand versetzt wird, wenn das
vom Testautomaten 300 (2) gelieferte
Konfiguration-Codewort die auf eine Datenblockierung zielende Konfigurations-Adresse
beinhaltet und eine Chip-Adresse beinhaltet, die mit der Kennung
des Chip übereinstimmt.
Ein Ausführungsbeispiel
für eine
hierzu geeignete Schaltungsanordnung ist in 7 veranschaulicht.In order to enable such a chip-selective read operation, the configuration circuit in each chip can be designed so that it is placed in a switching state blocking the data transmission in the read mode when that of the test machine 300 ( 2 ) supplied configuration codeword includes the data blocking targeting configuration address and includes a chip address that matches the identifier of the chip. An embodiment of a suitable for this Schaltungsanord is in 7 illustrated.
Gemäß der 7 enthält die Konfigurationsschaltung,
die hier mit der Bezugszahl 20A bezeichnet ist, einen Decoder 21A,
einen Vergleicher 22A, eine Logikschaltung 23 und
eine Schalteinrichtung 30A. Die Pad-Untergruppe PG1a und
die Codepad-Gruppe PG3 sind jeweils nur als Block dargestellt. Die
beiden Mehrbit-Verbindungen, welche die Konfiguration-Adressbits
von der Pad-Untergruppe PG1a und die Chip-Adressbits von der Codepad-Gruppe
PG3 an die Konfigurationsschaltung 20A übertragen, sind jeweils als
Strang dargestellt. Die Anschlussverbindungen für die Aufprägung der Chip-Kennung an den
Codepads sind in 7 nicht dargestellt, sie können gemäß 3 oder
gemäß 4 ausgebildet
sein. Ferner dargestellt sind Pads für die Datenleitungen DQ0:7.According to the 7 contains the configuration circuit, here with the reference number 20A is called a decoder 21A , a comparator 22A , a logic circuit 23 and a switching device 30A , The pad subgroup PG1a and the code pad group PG3 are each shown as a block only. The two multi-bit connections which supply the configuration address bits from the pad subgroup PG1a and the chip address bits from the cod pad group PG3 to the configuration circuit 20A are each represented as a strand. The connection connections for the stamping of the chip identifier on the code pads are in 7 not shown, you can according to 3 or according to 4 be educated. Also shown are pads for the data lines DQ0: 7.
Der
Decoder 21A setzt ein ausgangsseitiges ”Decoderbit” DCA genau dann auf einen vorgewählten ”aktiven” Logikwert
(z. B. ”1”), wenn
die Konfigurations-Adressbits die Konfiguration der DQ-Datenübertragung adressieren
und das Operationsbit OPD ”aktiv” (z. B. ”1”) ist.
Eine beispielgebende Ausfüwrungsform
des Decoders ist in 8 gezeigt.The decoder 21A sets an output "decoder bit" DCA to a preselected "active" logic value (eg, "1") if and only if the configuration address bits address the configuration of the DQ data transmission and the operation bit OPD is "active" (e.g. "1"). An exemplary embodiment of the decoder is shown in FIG 8th shown.
Gemäß der 8 enthält der Decoder 21A ein Äquivalent-Gatter 211,
welches die Konfigurations-Adresse mit einer Konfiguration-Kennung
vergleicht, die fest im Decoder programmiert ist. Diese Kennung kennzeichnet
die Konfigurationsschaltung 20A als diejenige, welche für die Konfiguration
der DQ-Datenübertragung
verantwortlich ist. Die Konfigurations-Kennung ist ein Bitmuster,
das aus der gleichen Anzahl von Bits besteht wie die Konfiguration-Adresse.
Sie wird beim gezeigten Beispiel bereitgestellt durch eine Bitmusterquelle 212 in
Form einer Kreuzschienen-Anordnung (Crossbar), in welcher die Leitungen
der Kennungs-Bits selektiv entweder mit einer VDD-Schiene kontaktiert
sind, deren Potential den Logikwert ”1” repräsentiert, oder mit einer VSS-Schiene,
deren Potential den Logikwert ”0” repräsentiert
(die Kontaktierungen sind durch schwarz gefüllte Kreise dargestellt). Wenn
die Konfigurations-Adresse mit der Konfigurations-Kennung übereinstimmt,
liefert das Gatter 211 eine ”1” an seinem Ausgang.According to the 8th contains the decoder 21A an equivalent gate 211 which compares the configuration address with a configuration identifier permanently programmed in the decoder. This identifier identifies the configuration circuit 20A as the one responsible for the configuration of the DQ data transmission. The configuration identifier is a bit pattern consisting of the same number of bits as the configuration address. It is provided in the example shown by a bit pattern source 212 in the form of a crossbar arrangement, in which the lines of the tag bits are selectively contacted either with a VDD rail whose potential represents the logic value "1", or with a VSS rail whose potential has the logic value "0 "(The contacts are represented by circles filled with black). If the configuration address matches the configuration identifier, the gate returns 211 a "1" at its exit.
Der
Decoder 21A enthält
ferner ein Daten-Flipflop (D-Flipflop) 213, dessen Dateneingang
D das Operationsbit OPD empfängt.
Dieses Bit wird vom Testautomaten auf ”1” gesetzt, gleichzeitig mit
(oder schon kurz vor) dem Anlegen der Konfigurations-Adresse. Die
vom Gatter 211 gelieferte ”1” triggert das Flopflop 213 an seinem
Triggereingang T, so dass der Q-Ausgang des Flipflops 213,
der das erwähnte
Decoderbit DCA liefert, auf den aktiven Logikwert ”1” geht.The decoder 21A also includes a data flip-flop (D flip-flop) 213 whose data input D receives the operation bit OPD. This bit is set by the test machine to "1", simultaneously with (or shortly before) the creation of the configuration address. The from the gate 211 delivered "1" triggers the Flopflop 213 at its trigger input T, leaving the Q output of the flip-flop 213 supplying the mentioned decoder bit DCA, goes to the active logic value "1".
Der
vorstehend beschriebene Betrieb des Decoders 21A vollzieht
sich in allen Chips #0:3 parallel und gleichzeitig. In allen Chips
wird also das Decoderbit DCA in den Konfigurationsschaltungen 20A auf ”1” gesetzt und
bleibt in diesem Zustand, bis vom Testautomaten eine Rücksetzung
befohlen wird, wie weiter unten beschrieben.The above-described operation of the decoder 21A takes place in all chips # 0: 3 in parallel and at the same time. In all chips, so the decoder bit DCA in the configuration circuits 20A is set to "1" and remains in this state until a reset is commanded by the tester, as described below.
Der
Vergleicher 22A vergleicht die Chip-Adressbits mit der
an der Codepad-Gruppe PG3 bereitgestellten Chip-Kennung und liefert
ein ”Vergleicherbit” VGA mit
einem vorgewählten ”aktiven” Logikwert
(z. B. ”1”) genau
dann, wenn die Chip-Adressbits den betreffenden Chip adressieren.The comparator 22A compares the chip address bits with the chip identifier provided on the cod pad group PG3 and provides a "comparator bit" VGA having a preselected "active" logic value (eg, "1") if and only if the chip address bits match that chip bit Address the chip.
Im
Falle einer Dualzahlen-Codierung (gemäß den 2 bis 4)
ist der Vergleicher 22A so ausgebildet, dass er das Vergleicherbit
VGA genau dann auf den aktiven Logikwert (z. B. ”1”) treibt, wenn alle 1d(m) Adressbits
mit allen 1d(m) Bits der Kennung übereinstimmen. Dies lässt sich
z. B. erreichen durch 1d(m) Äquivalent-Gatter
(XNOR-Gatter), deren
Ausgänge
einem UND-Gatter zugeführt
werden.In the case of a binary number coding (according to the 2 to 4 ) is the comparator 22A is designed to drive the comparator bit VGA to the active logic value (eg, "1") if and only if all 1d (m) address bits match all 1d (m) bits of the identifier. This can be z. B. reach through 1d (m) equivalent gates (XNOR gates) whose outputs are fed to an AND gate.
Im
Falle einer 1-aus-m-Codierung (gemäß den 5 und 6)
ist der Vergleicher 22A so ausgebildet, dass er das Vergleicherbit
VGA genau dann auf den aktiven Logikwert (z. B. ”1”) treibt, wenn das aus m Bits
bestehende Chip-Adresswort eine ”1” an derjenigen Bitposition
hat, die der Position des ”1”-Bit in
der Kennung entspricht. Dies lässt
sich z. B. erreichen durch m UND-Gatter, deren Ausgänge einem
ODER-Gatter zugeführt
sind.In the case of a 1-out-of-m coding (according to the 5 and 6 ) is the comparator 22A is adapted to drive the comparator bit VGA to the active logic value (eg, "1") if and only if the chip address word consisting of m bits has a "1" at the bit position corresponding to the position of the "1" Bit in the identifier matches. This can be z. B. reach through m AND gates whose outputs are fed to an OR gate.
Die
Logikschaltung 23 verknüpft
das Decoderbit DCA mit dem Vergleicherbit VGA, um an ihrem Ausgang
ein ”Schaltbit” SWA zu
erzeugen, welches die Konfigurations-Schalteinrichtung 30A abhängig von
seinem Logikwert in einen ersten oder einen zweiten Schaltzustand
setzt, um dem der Schalteinrichtung 30A zugeordneten Betriebsmerkmal
eine erste oder eine zweite Konfiguration zu geben. Beim gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist die Logikschaltung 23 ein NAND-Gatter, welches das
Decoderbit DCA und das invertierte Vergleicherbit VGB empfängt und
dessen Ausgang das Schaltbit SWA mit dem Logikwert ”0” genau
dann liefert, wenn DCA den Logikwert ”1” hat und VGA den Logikwert ”0” hat. Das
heißt,
das Schaltbit SWA für
die wahlweise Blockierung der DQ-Datenübertragung
ist gleich ”0” in allen
denjenigen Chips, die nicht über
die Chip-Adresse ausgewählt
sind.The logic circuit 23 links the decoder bit DCA to the comparator bit VGA to generate at its output a "switch bit" SWA which contains the configuration switch means 30A depending on its logic value in a first or a second switching state sets to that of the switching device 30A assigned operating characteristic to give a first or a second configuration. In the embodiment shown, the logic circuit 23 a NAND gate which receives the decoder bit DCA and the inverted comparator bit VGB and the output of which supplies the switch bit SWA with the logic value "0" at exactly the time when DCA has the logic value "1" and VGA has the logic value "0". That is, the switching bit SWA for the election Blocking the DQ data transfer is equal to "0" in all those chips that are not selected via the chip address.
Die
Schalteinrichtung 30A für
die wahlweise Blockierung der DQ-Datenübertragung ist schematisch als
eine Bank von mehreren Ein-Aus-Schaltern dargestellt, wobei die
Schalter symbolisch wie mechanische Schalter gezeichnet sind, die
sich im Wege der internen Datenleitungen befinden, welche zu den
Datenpads DQ0:7 führen.
In Wirklichkeit sind die Schalter natürlich durch Halbleiterelemente
gebildet und können
an irgendeiner geeigneten Stelle innerhalb des Chip integriert sein,
wo sie je nach ihrem Schaltzustand die Übertragung der Datenbits zu
den Datenpads erlauben oder blockieren. Als Schalter können z.
B. Transmissions-Gatter verwendet werden, die einen mit dem Ausgang
der Logikschaltung 23A verbundenen Steuereingang haben,
um sie abhängig
vom Logikwert des Schaltbit SWA ein- oder auszuschalten. Ein derartige
Anordnung ist in 9 gezeigt.The switching device 30A for selectively blocking the DQ data transfer is shown schematically as a bank of several on-off switches, the switches being symbolically drawn like mechanical switches located in the way of the internal data lines leading to the data pads DQ0: 7. In reality, the switches are of course formed by semiconductor elements and may be integrated at any suitable location within the chip where, depending on their switching state, they allow or block the transfer of data bits to the data pads. As a switch z. B. transmission gates are used, one with the output of the logic circuit 23A connected control input to turn it on or off depending on the logic value of the switching bit SWA. Such an arrangement is in 9 shown.
Gemäß der 9 enthält jedes
Transmissions-Gatter einen PFET (Feldeffekttransistor mit P-Kanal) und
einen NFET (Feldeffekttransistor mit N-Kanal), deren Kanäle parallel
zueinander zwischen der internen Datenleitung und dem zugeordneten
DQ-Pad angeordnet sind. Das Schaltbit SWA wird dem Gate-Anschluss des
NFET direkt und dem Gate-Anschluss
des PFET über
einen Inverter angelegt. Im Falle SWA = ”0” sind PFET und NFET beide
gesperrt, so dass die DQ-Datenübertragung
blockiert ist. Im Falle SWA = ”1” sind PFET und
NFET beide leitend, so dass die DQ-Datenübertragung funktioniert.According to the 9 For example, each transmission gate includes a PFET (P-channel field effect transistor) and an NFET (N-channel field effect transistor) whose channels are arranged in parallel with each other between the internal data line and the associated DQ pad. The switching bit SWA is applied to the gate terminal of the NFET directly and to the gate terminal of the PFET via an inverter. In the case of SWA = "0", PFET and NFET are both disabled so that DQ data transfer is blocked. In the case of SWA = "1", PFET and NFET are both conductive so that the DQ data transfer works.
Wenn
es also erwünscht
ist, den Multichip-Speicherbaustein so zu konfigurieren, dass die
Datenauslesung nur an einem selektierten Chip erfolgt, dann wird
der Testautomat veranlasst, die betreffende Konfigurations-Adresse
zusammen mit einer ”1” des Operationsbit
OPB an alle Chips zu senden und den selektierten Chip mittels der
Chip-Adresse zu
adressieren. Nur in diesem adressierten Chip geht dann das Schaltbit
SWA auf ”1” und erlaubt
somit die DQ-Datenübertragung.
In den anderen (nicht-selektierten) Chips ist die DQ-Datenübertragung
blockiert.If
So it is desired
is to configure the multichip memory device so that the
Data read only takes place on a selected chip, then becomes
the test machine initiates the relevant configuration address
together with a "1" of the operation bit
OPB to send all the chips and the selected chip by means of
Chip address too
address. Only in this addressed chip then goes the switching bit
SWA to "1" and allowed
thus the DQ data transmission.
In the other (non-selected) chips is the DQ data transfer
blocked.
In
allen sonstigen Fällen,
auch im Normalbetrieb des Speicherbausteins, bleibt das Schaltbit
SWA für die
Schalteinrichtungen 30A in allen Chips auf ”1”, so dass
die DQ-Datenübertragung
nirgendwo blockiert ist.In all other cases, even in normal operation of the memory module, the switching bit SWA remains for the switching devices 30A in all chips to "1", so that the DQ data transmission is nowhere blocked.
Wegen
der speichernden Wirkung des D-Flipflop 213 im Decoder 21A bleibt
die mittels der Konfigurationsschaltung 20A eingestellte
Konfiguration erhalten. Somit können
die Pads, an denen vorher die Konfiguration-Adresse und das Operationsbit
OPD angelegt worden sind, anderweitig genutzt werden. Der Testautomat
kann also in der herkömmlichen
Weise alle Pads der Gruppe PG1 benutzen, um die gewünschten
Speichertests unter voller Parallelschaltung aller Chips durchzuführen, wobei
die Daten aber nur an demjenigen Chip ausgelesen werden, der zuvor
durch die Chip-Adresse selektiert worden ist.Because of the storing effect of the D flip flop 213 in the decoder 21A remains the means of the configuration circuit 20A received configuration. Thus, the pads to which the configuration address and the operation bit OPD have previously been applied may be otherwise used. Thus, in the conventional manner, the test machine can use all pads of group PG1 in order to perform the desired memory tests with all chips in full parallel connection, but the data is only read out on the chip which has been previously selected by the chip address.
Eine
Rücksetzung
der eingestellten Konfiguration kann in einfacher Weise dadurch
erfolgen, dass die zuvor gesendete Konfigurations-Adresse erneut
angelegt wird, diesmal aber mit dem Logikwert ”0” des Operationsbit OPD. Der
Q-Ausgang des D-Flipflop 213 im Decoder 21A und
somit das Decoderbit DCA im zuvor adressierten Chip werden hiermit
auf Q = ”0” zurückgesetzt.
Einer erneuten Chip-Adressierung bedarf es hierzu nicht. In den
zuvor nicht-adressierten Chips bleibt das Decoderbit DCA auf ”0”. Somit
haben auch die Schaltbits SWA aller Chips den Logikwert ”0”, so dass
die DQ-Datenübertragung
in keinem Chip blockiert ist.A reset of the set configuration can be done simply by re-applying the previously sent configuration address, this time with the logic value "0" of the OPD operation bit. The Q output of the D flip flop 213 in the decoder 21A and thus the decoder bit DCA in the previously addressed chip are hereby reset to Q = "0". A new chip addressing is not required. In the previously unaddressed chips, the decoder bit DCA remains at "0". Thus, the switching bits SWA all chips have the logic value "0", so that the DQ data transfer is blocked in any chip.
Bei
der Ausführungsform
nach 7 arbeiten alle Chips während des Testmodus im vollen
Lesebetrieb, wobei die Blockierung der Datenausgabe an den nicht-selektierten
Chips nur durch Sperrung der jeweiligen Datenausgänge erfolgt.
Dies bedeutet, dass der Stromverbrauch des ganzen Speicherbausteins
und somit dessen Eigenerwärmung
im Testlesebetrieb um ein Vielfaches höher ist als es jemals im späteren Nutzbetrieb
zu erwarten ist, wo immer nur ein einziger Chip im Vollbetrieb arbeitet.In the embodiment according to 7 All chips operate during the test mode in full read operation, with the blocking of the data output to the non-selected chips is done only by blocking the respective data outputs. This means that the power consumption of the entire memory module and thus its self-heating in test reading mode is many times higher than ever expected in later use, where only a single chip operates at full power.
Um
den Stromverbrauch im Testlesebetrieb zu reduzieren, können statt
der in 7 gezeigten Schalteinrichtung 30A alternative
Mittel vorgesehen sein, um die DQ-Datenübertragung durch Einschalten
des stromsparenden ”Power-Down”-Zustandes
der betreffenden Chips zu blockieren. In diesem Zustand wird der ganze
Chip in einem Schlafmodus gehalten, bei welchem er keine Daten treibt
und selbständig
für die
Erhaltung der Speicherladung in den Speicherzellen sorgt (sogenannter ”Self-Refresh”). Hierbei
wird nur ein Bruchteil des Aktivstroms benötigt. Der Power-Down-Zustand
ist durch an sich bekannte Mittel durch ein entsprechendes Befehlsbit
triggerbar.To reduce the power consumption in the test reading mode, instead of the in 7 shown switching device 30A alternative means may be provided to block the DQ data transmission by turning on the power-saving "power-down" state of the respective chips. In this state, the whole chip is kept in a sleep mode in which it drives no data and autonomously ensures the preservation of the storage charge in the memory cells (so-called "self-refresh"). Only a fraction of the active current is needed here. The power-down state can be triggered by means known per se by a corresponding command bit.
In
der 7 ist gestrichelt ein Exklusiv-Oder-Gatter (XOR-Gatter) 30A' gezeichnet,
welches anstelle der Schalteinrichtung 30A vorgesehen werden
kann, um das. erwähnte
Power-Down-Befehlsbit PDB zu liefern. Das XOR-Gatter verknüpft das
vom NAND-Gatter 23 kommende
Schaltbit SWA mit dem vom Decoder 21A kommende Decoderbit
DCA.In the 7 dashed is an exclusive OR gate (XOR gate) 30A ' drawn, which instead of the switching device 30A can be provided to the. mentioned power-down command bit PDB to lie remote. The XOR gate links that from the NAND gate 23 coming switching bit SWA with that of the decoder 21A upcoming decoder bit DCA.
Fehlererkennung im komprimierten
TestmodusError detection in the compressed
test mode
Ein
anderes Betriebsmerkmal, dessen chipselektive Konfiguration beim
Testbetrieb eines Multichip-Speicherbausteins unter voller Parallelschaltung
der Chips vorteilhaft sein kann, betrifft Speicherchips, die zur
Durchführung
eines komprimierten Testmodus ausgebildet sind. Solche Chips enthalten
einen Testmuster-Generator, der ein intern programmiertes Muster
der für
den Test einzuschreibenden Datenbits erzeugt, und einen Datenvergleicher,
der die ausgelesenen Daten mit dem programmierten Muster vergleicht. Dieser
Datenvergleicher liefert ein Testresultatbit, das den Logikwert ”1” mit der
Bedeutung ”gut” genau
dann hat, wenn alle gelesenen Datenbits mit dem programmierten Muster übereinstimmen.
Andernfalls hat das Testresultatbit den anderen Logikwert ”0” mit der
Bedeutung ”defekt”.One
another operational feature whose chip-selective configuration is
Test operation of a multichip memory module under full parallel connection
of the chips may be advantageous, relates to memory chips, the
execution
a compressed test mode are formed. Contain such chips
a test pattern generator that has an internally programmed pattern
the for
generates data bits to be written to the test, and a data comparator,
which compares the data read with the programmed pattern. This
Data comparator provides a test result bit, the logic value "1" with the
Meaning "good" exactly
then has, if all read data bits match the programmed pattern.
Otherwise, the test result bit has the other logic value "0" with the
Meaning "defective".
In
einem solchen komprimierten Testmodus, z. B. in dem unter der Abkürzung ACTM
(Advanced Compression Test Mode) bekannten Modus, wird das Testresultatbit
an einem hierzu ausgewählten
Datenanschluss des Chip ausgegeben. Bei dem hier als Beispiel gezeigten
x8-Chip kann es irgend einer der Datenanschlüsse DQ0:7 sein, der im Folgenden
als ”Bewertungsanschluss” bezeichnet
wird. Wenn alle Chips des Multichip-Speicherbausteins beim Test
voll parallel geschaltet sind, also auch hinsichtlich der Bewertungsanschlüsse, bedarf
es einer besonderen Ausbildung und Konfiguration der Chips, damit
der Testautomat eindeutig erkennen kann, ob alle Bewertungsanschlüsse ein ”gut”-Ergebnis,
also eine ”1” liefern.
Eine erste Ausführungsform
hierzu ist in 10 veranschaulicht.In such a compressed test mode, e.g. In the mode known by the abbreviation ACTM (Advanced Compression Test Mode), the test result bit is output at a data terminal of the chip selected therefor. In the x8 chip shown here as an example, it may be any of the data pins DQ0: 7, hereafter referred to as the "evaluation pin." If all the chips of the multichip memory module are fully connected in parallel during the test, thus also with regard to the evaluation connections, a special configuration and configuration of the chips is required, so that the tester can clearly identify whether all evaluation connections have a "good" result, ie a "good" result. 1 "deliver. A first embodiment of this is in 10 illustrated.
Die 10 zeigt
die für
einen ACTM-Betrieb vorgesehenen Einzelheiten der m = 4 Chips #0:3
des Speicherbausteins 100. Alle Chips sind auch diesbezüglich einander
gleich ausgebildet. Die Pad-Untergruppe PG1a, welche im Testbetrieb
das Codewort zur Auswahl des zu konfigurierenden Betriebsmerkmals
empfängt (also
die ”Konfigurations-Adresse”), ist
lediglich als Block dargestellt. Ferner dargestellt sind die Pads
der Gruppe PG2, an denen die Weck-Kommandobits CS und CKE empfangen
werden, das Pad für
das Taktsignal CKL, die Datenpads DQ0, DQ1, DQ2, DQ3, ..., die Versorgungspads
VDD, VSS, und die Gruppe PG3 der Codepads. Alle einander entsprechenden
Pads der Chips #0:3, mit Ausnahme der Codepads, sind parallelgeschaltet,
wie durch die Bonding-Leitungen
links und rechts der Chips veranschaulicht. Beim gezeigten Beispiel enthält die Codepad-Gruppe
zwei Codepads CP0 und CP1, welche die Chip-Kennung im Dualzahlencode
darstellen, wie es allgemein in den 2 bis 4 gezeigt
ist.The 10 shows the details provided for an ACTM operation of the m = 4 chips # 0: 3 of the memory device 100 , All chips are also identical in this respect. The pad subgroup PG1a, which in the test mode receives the code word for selecting the operating characteristic to be configured (ie the "configuration address"), is shown only as a block. Also shown are the pads of the group PG2 receiving the wake-up command bits CS and CKE, the pad for the clock signal CKL, the data pads DQ0, DQ1, DQ2, DQ3, ..., the supply pads VDD, VSS, and Group PG3 of the code pads. All corresponding pads of chips # 0: 3, with the exception of the code pads, are connected in parallel, as illustrated by the bonding lines on the left and right of the chips. In the example shown, the cod pad group contains two code pads CP0 and CP1, which represent the chip identifier in binary number code, as generally described in US Pat 2 to 4 is shown.
Jeder
Chip enthält
eine Konfigurationsschaltung 20B mit einem Decoder 21B und
mit einer Konfigurations-Schalteinrichtung 30B. Der Decoder 21B ist
genau so beschaffen wie der in 8 gezeigte
Decoder 21A, jedoch mit einer anderen Programmierung der
Konfiguration-Kennung in der Bitmusterquelle 212. Die Kennung
im Decoder 21B kennzeichnet die Konfigurationsschaltung 20B als
diejenige, welche für
die Konfiguration des ACTM-Testmodus verantwortlich ist. Der Decoder 21B treibt
ein Decoderbit DCB auf einen ”aktiven” Logikwert
genau dann, wenn die an der Pad-Untergruppe PG1a empfangene Konfigurations-Adresse
den ACTM-Betrieb adressiert und das Operationsbit OPB auf ”1” ist. Das
Decoderbit DCB wird der Schalteinrichtung 30B zugeführt, die
außerdem
die Chip-Kennung von der Codepad-Gruppe PG3 empfängt.Each chip contains a configuration circuit 20B with a decoder 21B and with a configuration switching device 30B , The decoder 21B is exactly like the one in 8th shown decoder 21A but with a different programming of the configuration identifier in the bit pattern source 212 , The identifier in the decoder 21B identifies the configuration circuit 20B as the one responsible for configuring the ACTM test mode. The decoder 21B drives a decoder bit DCB to an "active" logic value if and only if the configuration address received at the pad subset PG1a addresses the ACTM operation and the operation bit OPB is at "1". The decoder bit DCB becomes the switching device 30B which also receives the chip identifier from the codepad group PG3.
Die
Schalteinrichtung 30B enthält einen ACTM-Konfigurator 31,
der durch das aktive Decoderbit DCB an seinem Befähigungseingang
EN aktiviert wird, um den oben beschriebenen komprimierten Test
durchzuführen
und das Testresultatbit TRB zu erzeugen. Dieses Bit wird in einem
Latchelement 32 (sogenanntes ”Fail Latch”) verriegelt.The switching device 30B contains an ACTM configurator 31 which is activated by the active decoder bit DCB at its enable input EN to perform the above-described compressed test and generate the test result bit TRB. This bit is in a latch element 32 (so-called "Fail Latch") locked.
Die
Schalteinrichtung 30B enthält ferner ein Schaltnetzwerk 33,
dessen Aufbau im Detail in 11 gezeigt
ist. Um die Arbeitsweise dieses Netzwerkes 33, besser zu
verstehen, ist es in der 10 in
einer übersichtlichen äquivalenten
Form dargestellt, enthaltend ein UND-Gatter und einen doppelzweigigen
Multiplexer, der wie ein zweiarmiger Wählschalter arbeitet und in 10 wie
ein solcher gezeichnet ist. Das UND-Gatter hat zwei Eingänge, deren
erster zum Empfang des verriegelten Testresultatbit TRB vom Latchelement 32 angeschlossen
ist. Der eine (obere) Schaltzweig des Multiplexers ist auf seiner ”festen” Seite
mit dem Ausgang des UND-Gatters verbunden, und der andere (untere)
Schaltzweig ist auf seiner festen Seite mit dem zweiten Eingang
des UND-Gatters verbunden. Das Schaltnetzwerk 33 hat einen
Befähigungseingang
EN zum Empfang des Decoderbit DCB vom Decoder 21. So lange
dieses Bit inaktiv, also ”0” ist, bleibt
der Multiplexer gesperrt.The switching device 30B also contains a switching network 33 whose structure is detailed in 11 is shown. To the operation of this network 33 To understand better, it is in the 10 in a clear equivalent form, comprising an AND gate and a double-branched multiplexer operating like a two-arm selector, and in FIG 10 how one is drawn. The AND gate has two inputs, the first of which is for receiving the latched test result bit TRB from the latch element 32 connected. The one (upper) switching branch of the multiplexer is connected on its "fixed" side to the output of the AND gate, and the other (lower) switching branch is connected on its fixed side to the second input of the AND gate. The switching network 33 has a capability input EN to receive the decoder bit DCB from the decoder 21 , As long as this bit is inactive, ie "0", the multiplexer remains locked.
Bei
aktivem Decoderbit DCB (Logikwert ”1”) am Eingang EN kann das Schaltnetzwerk 33 einen
von m = 4 möglichen
Schaltzuständen
einnehmen, gesteuert durch die m = 4 möglichen Bitmuster der Chip-Kennung,
um seine beiden Schaltzweige mit jeweils einem bestimmen Paar aus
m + 1 = 5 Anschlüssen
zu verbinden. Diese fünf
Anschlüsse
umfassen vier vorgewählte
Datenpads, beim gezeigten Beispiel die Pads für die Datenleitungen DQ0:3,
und einen Anschluss, der ein festes Bit mit dem Logikwert ”1” liefert.
In jedem Chip nimmt das Schaltnetzwerk 33, wenn es durch
das Decoderbit DCB aktiviert ist, einen anderen Schaltzustand ein,
je nach dem Bitmuster der Chip-Kennung, wie in 10 gezeichnet.With active decoder bit DCB (logic value "1") at input EN, the switching network can 33 one of m = 4 possible switching states, controlled by the m = 4 possible bit pattern of the chip identifier, to connect its two switching branches each with a certain pair of m + 1 = 5 connections. These five ports include four preselected data pads, in the example shown the pads for the data lines DQ0: 3, and a terminal providing a fixed bit with the logic value "1". In each chip takes the switching network 33 if enabled by the decoder bit DCB, a different switching state, depending on the bit pattern of the chip identifier, as in 10 drawn.
In
jedem Chip ist das Schaltnetzwerk 33 gleich ausgebildet,
nur sein Schaltzustand wird durch die Chip-Kennung bestimmt. In
der Ausführungsform
nach 11 enthält
das Netzwerk 33 vier UND-Gatter GAT0:3 mit jeweils fünf Eingängen a,
b, c, d, e. Der Ausgang jedes Gatters GATi ist mit einem individuell
zugeordneten Datenpad DQi der vier Datenpads DQ0:3 verbunden. Der
a-Eingang des ”untersten” Gatters
GAT3 ist mit einer Quelle des Logikpotentials ”1” verbunden, und die a-Eingänge der
von unten nach oben folgenden Gatter GAT2, GAT1, GAT0 sind mit dem
Ausgang des jeweils vorherigen Gatters verbunden.In each chip is the switching network 33 the same, only its switching state is determined by the chip identifier. In the embodiment according to 11 contains the network 33 four AND gates GAT0: 3, each with five inputs a, b, c, d, e. The output of each gate GATi is connected to an individually assigned data pad DQi of the four data pads DQ0: 3. The a-input of the "lowermost" gate GAT3 is connected to a source of logic potential "1", and the a-inputs of the bottom-up gates GAT2, GAT1, GAT0 are connected to the output of the respective previous gate.
Die
b-Eingänge
aller Gatter GAT0:3 empfangen das Testresultatbit TRB vom Latch 32.
Diese Eingänge
sind somit auf ”1” in allen
Chips, die vom ACTM-Konfigurator als ”gut” klassifiziert worden sind.The b inputs of all gates GAT0: 3 receive the test result bit TRB from the latch 32 , These inputs are thus "1" in all chips that have been classified as "good" by the ACTM Configurator.
Der
c-Eingang und der d-Eingang jedes der vier Gatter GAT0:3 empfangen
die beiden Bits der Chip-Kennung von den Codepads CP0 und CP1, und
zwar in einigen Fällen
invertiert (jeweils illustriert durch Inverter-Symbol vor dem betreffenden
Eingang), so dass nur an demjenigen Gatter GATi, dessen Ordnungszahl
i der Ordnungszahl des Chip #i entspricht, der c-Eingang und der
d-Eingang beide auf ”1” sind.Of the
c input and the d input of each of the four gates GAT0: 3 received
the two bits of the chip identifier from the code pads CP0 and CP1, and
though in some cases
inverted (each illustrated by inverter icon in front of the respective
Input), so that only at that gate GATi, whose ordinal number
i corresponds to the ordinal number of the chip #i, the c input and the
d input are both at "1".
Die
e-Eingänge
aller Gatter GAT0:3 empfangen das Decoderbit DCB vom Decoder 21E.
Diese Eingänge
sind somit alle auf ”1”, und zwar
in allen Chips #0:3, wenn der ACTM-Modus über die Konfigurations-Adresse
und das Operationsbit OPD wirksam eingestellt worden ist.The e inputs of all gates GAT0: 3 receive the decoder bit DCB from the decoder 21E , These inputs are thus all at "1", in all chips # 0: 3, when the ACTM mode has been effectively set via the configuration address and the OPD operation bit.
Die
Schaltungen 33 aller Chips #0:3 und die Parallelschaltung
der jeweils gleich bezeichneten DQ-Pads bilden gemeinsam eine als
sogenannte ”Daist
Chain” (Gänseblümchenkette)
funktionierende Kettenschaltung über
alle Chips #0:3. Der Eingang dieser Kette ist der auf festem Logikpotential ”1” gehaltene
a-Eingang des Gatters GAT3 des Chip #3. Der Ausgang der Kette ist
das Datenpad DQ0 des Chip #0. Dieser Ausgang liefert nur dann eine
logische ”1”, wenn
die Testresultatsbits TRB in allen Chips den Logikwert ”1” haben, also
wenn alle Chips ”gut” sind.
Nur in diesem Fall liefert in allen Chips jeweils eines der Gatter
GAT0:3 eine ”1”, wodurch
alle DQ-Pads in allen Chips auf ”1” gesetzt werden, also auch
alle DQ0-Pads. Wenn mindestens einer der Chips ”defekt” ist, also ein Testresultatbit
TRB = ”0” erzeugt,
wird die Kette innerhalb jedes Schaltnetzwerkes 33 unterbrochen,
so dass allen DQ0-Pads eine ”0” erscheint.The circuits 33 of all chips # 0: 3 and the parallel connection of the respectively identically designated DQ pads together form a so-called "Daist Chain" (daisy chain) functioning chain circuit across all chips # 0: 3. The input of this chain is the a-input of the gate GAT3 of the chip # 3 held at fixed logic potential "1". The output of the string is chip # 0 data pad DQ0. This output provides a logic "1" only if the test result bits TRB in all the chips have the logic value "1", that is, if all the chips are "good". Only in this case does one of the gates GAT0: 3 deliver a "1" in all chips, which sets all DQ pads in all chips to "1", including all DQ0 pads. If at least one of the chips is "defective", that is, generates a test result bit TRB = "0", the chain will become within each switching network 33 interrupted, so that all DQ0 pads a "0" appears.
Der
externe DQ0-Anchluss, der in den 10 und 11 als
kleines schwarzes Quadrat gezeichnet ist, kann also beim komprimierten
Test des Multichip-Speicherbausteins als ”gemeinsamer” Bewertungsanschluss
dienen. Somit lässt
sich der komprimierte Test genau so ausführen wie bei einem Einzelchip-Baustein.The external DQ0 connection included in the 10 and 11 is drawn as a small black square, so can serve as a "common" evaluation connection in the compressed test of the multichip memory module. Thus, the compressed test can be performed exactly as in a single-chip device.
Die 12 zeigt
eine andere Ausführungsform
der Konfigurationsschaltung zur Durchführung des komprimierten Tests
am Multichip-Baustein unter voller Parallelschaltung aller Chips.The 12 shows another embodiment of the configuration circuit for performing the compressed test on the multi-chip device with full parallel connection of all the chips.
Die
Ausführungsform
nach 12 unterscheidet sich von der Variante nach 10 nur
durch Einzelheiten der Konfigurations-Schalteinrichtung, die in 12 mit
der Bezugszahl 30C bezeichnet ist. Der Unterschied besteht
darin, dass der Ausgang des Latch 32, wo das verriegelte
Testresultatbit TRB erscheint, nur über einen Inverter 35 und
einen Treiber mit demjenigen Datenpad verbunden ist, das für den Bewertungsanschluss
ausgewählt
ist; beim gezeigten Beispiel ist es das DQ0-Pad, wie im Falle der 10.
Der Treiber enthält
einen NFET (Feldeffekttransistor mit N-Kanal) 36, dessen
Gate-Anschluss über
den Inverter 35 das invertierte Testresultatbit TRB vom
Latch empfängt.
Der Source-Anschluss des NFET 36 ist mit festem ”0”-Logikpotential
verbunden (also mit dem negativeren Versorgungspotential VSS), und
der Drain-Anschluss ist dem DQ0-Pad und über einen hochohmigen Pull-Up-Widerstand 37 mit
festem ”1”-Logikpotential
verbunden ist, das beim gezeigten Beispiel positiver als das ”0”-Potential
ist. Der ”Pull-Up-Widerstand
kann durch einen Feldeffekttransistor mit langem Kanal gebildet
sein.The embodiment according to 12 differs from the variant 10 only by details of the configuration switching device, which in 12 with the reference number 30C is designated. The difference is that the output of the latch 32 where the locked test result bit TRB appears, only via an inverter 35 and a driver is connected to the data pad selected for the evaluation port; In the example shown, it is the DQ0 pad, as in the case of 10 , The driver contains an NFET (field effect transistor with N-channel) 36 whose gate connection is via the inverter 35 receives the inverted test result bit TRB from the latch. The source terminal of the NFET 36 is connected to a fixed "0" logic potential (that is, to the more negative supply potential VSS), and the drain terminal is to the DQ0 pad and via a high-impedance pull-up resistor 37 is connected to a fixed "1" logic potential, which in the example shown is more positive than the "0" potential. The pull-up resistor may be formed by a long channel field effect transistor.
Wenn
der Testautomat (2) den ACTM-Betrieb auswählt, also
die Konfigurations-Adresse
für diesen
Modus an die Pad-Untergruppe PG1a in allen Chips sendet, dann aktiviert
das vom Decoder 21B gelieferte Decoderbit DCB den ACTM-Konfigurator 31.
Wenn alle Chips #0:3 ”gut” sind,
empfangen die Gate-Anschlüsse
der Transistoren 36 in allen Chips ein ”0”-Potential, so dass diese
Transistoren sperren und die DQ0-Pads aller Chips über die
zugeordneten Pull-Up-Widerstände
auf ”1” getrieben
werden. Am gemeinsamen DQ0-Anschluss des Bausteins erscheint also
eine ”1”. Wenn
mindestens einer der Chips ”defekt” ist, empfängt der
Gate-Anschluss des Transistors 36 in diesem Chip eine ”0”, so dass
dieser Transistor leitet und seinen Source-Anschluss niederohmig
mit dem ”0”-Potential
verbindet. Durch diese niederohmige Verbindung werden alle DQ0-Pads auf ”0” getrieben,
auch wenn andere Chips ”gut” sind und
deren Transistoren gesperrt bleiben. Am gemeinsamen DQ0-Anschluss
des Bausteins erscheint also eine ”0”, wodurch der gesamte Baustein
als ”defekt” klassifiziert
wird.When the test machine ( 2 ) selects the ACTM operation, ie sends the configuration address for this mode to the pad subgroup PG1a in all chips, then activates that from the decoder 21B delivered decoder bit DCB the ACTM configurator 31 , When all chips # 0: 3 are "good", the gate terminals of the transistors receive 36 in all chips a "0" potential, so these transistors lock and the DQ0 pads of all chips are driven via the associated pull-up resistors to "1". On the common DQ0 connection of the block, a "1" appears. If at least one of the chips is "defective", the gate terminal of the transistor receives 36 in this chip a "0", so that this transistor conducts and connects its source terminal low resistance to the "0" potential. This low-impedance connection drives all DQ0 pads to "0" even though other chips are "good" and their transistors remain off. At the common DQ0 connection of the block, a "0" appears, whereby the entire block is classified as "defective".
Voraussetzung
für dieses
Betriebsverhalten ist, dass die Pull-Up-Widerstände 37 derart hochohmig sind,
dass sie in Parallelschaltung einen Widerstandswert ergeben, der
wesentlich höher
ist als der Durchlasswiderstand jedes der Transistoren 36.
So wird erreicht, dass bereits ein ”0”-Testresultat in einem einzigen
Chip genügt,
um beliebig viele ”1”-Testresultate
anderer Chips zu überschreiben.
Die Ausführungsform
nach 12 erfordert keine individuelle Kennung der Chips
und benötigt
für sich
genommen auch keine Codepads. Sie ist somit wesentlich einfacher
zu realisieren als die Ausführungsform
nach 10.A prerequisite for this operating behavior is that the pull-up resistors 37 are so high impedance that they give a resistance in parallel, which is substantially higher than the on resistance of each of the transistors 36 , This ensures that even a "0" test result in a single chip is sufficient to overwrite any number of "1" test results of other chips. The embodiment according to 12 does not require any individual identification of the chips and in itself does not require any code pads. It is thus much easier to implement than the embodiment according to 10 ,
Die
vorstehend anhand der 10, 11 und 12 beschriebenen
ACTM-Konfigurationen erlauben einen schnellen Test eines Multichip-Speicherbausteins
unter voller Parallelschaltung aller Chips. Allerdings kann bei
einem solchen Test nur erkannt werden, ob alle Chips ”gut” sind.
Im Falle eines als ”defekt” bewerteten
Chip kann aber nicht erkannt werden, welche Chips gut und welche
defekt sind. Außerdem
kann nicht erkannt werden, welcher Teil des Zellenfeldes eines defekten
Chip fehlerhaft ist. Solche Erkenntnisse sind aber möglich, wenn
man die Chips so ausbildet, dass sie sich selektiv auslesen lassen,
wie es weiter oben anhand der 7 und 8 beschrieben
wurde.The above based on the 10 . 11 and 12 described ACTM configurations allow a quick test of a multi-chip memory device with full parallel connection of all chips. However, in such a test can only be recognized if all chips are "good". In the case of a "defective" rated chip, however, it can not be recognized which chips are good and which are defective. In addition, it can not be recognized which part of the cell field of a defective chip is faulty. Such findings are possible, however, if the chips are designed so that they can be selectively read out, as described above on the basis of 7 and 8th has been described.
Permanentes Abschalten eines
defekten ChipPermanent shutdown of one
defective chip
Wenn
beim Test eines Multichip-Speicherbausteins durch chipselektive
Auslesung der Speicherdaten erkannt worden ist, dass einer der Bausteine
defekt ist, dann wäre
es eigentlich eine Verschwendung, den gesamten Baustein als Ausschuss
zu verwerfen. Vorteilhaft wäre
es, eine Möglichkeit
zu schaffen, jeden defekten Chip im Baustein bleibend abzuschalten
und den Baustein nur mit vorhandenen guten Chips als einen Baustein
verminderter Speicherkapazität
zu betreiben.If
when testing a multichip memory chip by chip-selective
Reading the memory data has been detected that one of the building blocks
is broken, then it would be
It's actually a waste, the whole building block as a committee
to reject. Would be advantageous
it, a possibility
to shut down any defective chip in the block permanently
and the building block only with existing good chips as a building block
reduced storage capacity
to operate.
Nachstehend
wird anhand der 13 beschrieben, wie jeder Chip
innerhalb eines Multichip-Bausteins ausgebildet werden kann, um
einen beliebigen, als defekt erkannten Chip bleibend abzuschalten,
und zwar bei voller Parallelschaltung aller Chips. Als Beispiel
wird der in den 1 und 2 gezeigte
Speicherbaustein betrachtet, der m = 4 Chips enthält, wobei
jeder Chip eine individuelle Kennung hat, die durch das Bitmuster
der Codepads in der Pad-Gruppe PG3 programmiert ist, z. B. in der
anhand der 3 oder 4 beschriebenen
Weise.The following is based on the 13 describe how each chip can be formed within a multi-chip device to permanently turn off any chip recognized as defective, with all chips in full parallel connection. As an example, the in the 1 and 2 considered memory chip containing m = 4 chips, each chip has an individual identifier which is programmed by the bit pattern of the code pads in the pad group PG3, z. B. in the basis of 3 or 4 described way.
Die 13 zeigt
eine Konfigurationsschaltung 20D, welche eine Konfigurations-Adresse,
das Operationsbit OPB und eine Chipadresse vom Testautomaten (2) über die
Pad-Untergruppe
PG1a empfängt und
außerdem
die Chip-Kennung von der Padgruppe PG3 empfängt. Ein Decoder 21D aktiviert
ein Decoderbit DCD, wenn die Konfigurations-Adresse die Option ”Abschalten des Chip” adressiert
und das Operationsbit OPB gleichzeitig den Logikwert ”1” hat. Der
Decoder 21D ist genau so beschaffen wie der in 8 gezeigte Decoder 21A,
jedoch mit einer anderen Programmierung der Konfigurations-Kennung
in der Bitmusterquelle 212. Die Kennung im Decoder 21D kennzeichnet
die Konfigurationsschaltung 20D als diejenige, welche für die bleibende
Abschaltung Chip verantwortlich ist.The 13 shows a configuration circuit 20D which contains a configuration address, the OPB operation bit and a chip address from the test computer ( 2 ) receives via the pad subgroup PG1a and also receives the chip identifier from the pad group PG3. A decoder 21D activates a decoder bit DCD if the configuration address addresses the option "Switch off the chip" and the OPB operation bit has the logic value "1" at the same time. The decoder 21D is exactly like the one in 8th shown decoder 21A but with a different programming of the configuration identifier in the bit pattern source 212 , The identifier in the decoder 21D identifies the configuration circuit 20D as the one responsible for the permanent shutdown chip.
Ein
Vergleicher 22D aktiviert ein Vergleicherbit VGD, wenn
die Chip-Kennung von der Chipadresse getroffen wird. Wenn beide
Bedingungen erfüllt
sind, also DCD und VGD aktiv sind, erzeugt ein UND-Gatter 24 ein
Schaltbit SWD mit dem Logikwert ”1”, der eine Schalteinrichtung 30D veranlasst,
den Chip permanent von der Stromversorgung abzutrennen.A comparator 22D activates a comparator bit VGD when the chip identifier is hit by the chip address. If both conditions are met, ie DCD and VGD are active, an AND gate is generated 24 a switching bit SWD with the logic value "1", which is a switching device 30D causes the chip to be permanently disconnected from the power supply.
Gemäß der 13 erfolgt
die permanente Abtrennung der Stromversorgung durch Eingriff in
den Regelkreis 40, der gewöhnlich in jedem Chip enthalten
ist, um aus der externen Versorgungsspannung, die über die
VDD- und VSS-Pads angelegt wird, eine stabilisierte interne Versorgungsspannung
zu erhalten, welche alle Schaltungen des Chip speist. Der Regelkreis 40 ist
im gezeigten Fall ein Längsregler
mit einem NFET 43, dessen Kanal als variabler Widerstand
zwischen die VDD-Leitung und eine interne Versorgungsleitung 41 geschaltet
ist. Diese Leitung 41 liefert die stabilisierte interne
positive Versorgungsspannung VINT gegenüber dem negativeren VSS-Potential,
welches über
eine interne VSS-Leitung 42 das gemeinsame Nullpotential
für alle
Schaltungen im Chip überträgt.According to the 13 the permanent disconnection of the power supply takes place by intervention in the control loop 40 which is commonly included in each chip to obtain a stabilized internal supply voltage from the external supply voltage applied across the VDD and VSS pads which powers all circuits of the chip. The control loop 40 is in the case shown a series regulator with an NFET 43 , whose channel is a variable resistor between the VDD line and an internal supply line 41 is switched. This line 41 provides the stabilized internal positive supply voltage VINT against the more negative VSS potential, which is via an internal VSS line 42 transmits the common zero potential for all circuits in the chip.
Der
Regelkreis 40 enthält
einen Differenzverstärker 45,
der die Regelabweichung zwischen VINT und einem festen Referenzpotential
VREF misst und ein Steuerpotential liefert, um die Gatespannung
des NFET 43 und somit dessen Impedanz im Sinne einer Minimierung
der Regelabweichung zu steuern. Zwischen der VINT-Leitung 41 und
der VSS-Leitung 42 ist ein Glättungskondensator 44 angeordnet.The control loop 40 contains a differential amplifier 45 , which measures the deviation between VINT and a fixed reference potential VREF and provides a control potential to the gate voltage of the NFET 43 and thus to control its impedance in the sense of minimizing the control deviation. Between the VINT line 41 and the VSS line 42 is a smoothing capacitor 44 arranged.
Die
in der Konfigurationsschaltung 20D enthaltene Schalteinrichtung 30D weist
einen Umschalter 51 auf, der zwischen zwei Schaltzuständen umschaltbar
ist. Im ersten Schaltzustand, der in 13 fett
gezeichnet ist, verbindet der Umschalter 51 den Gateanschluss
des NFET 43 mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 45,
so dass der Regelkreis 40 gemäß seiner Bestimmung arbeitet,
um den Chip mit der stabilisierten Spannung zu versorgen. Im zweiten
Schaltzustand, der in 13 gestrichelt gezeichnet ist,
verbindet der Umschalter 51 den Gateanschluss des NFET 43 mit
dem Nullpotential VSS, so dass der NFET 43 gesperrt ist
und alle Schaltungen des Chip von der Stromversorgung abgetrennt
sind. Die interne Versorgungsspannung zwischen der VINT-Leitung 41 und
der VSS-Leitung 42 ist dann 0 Volt.The in the configuration circuit 20D included switching device 30D has a switch 51 on, which is switchable between two switching states. In the first switching state, the in 13 bold, the switch connects 51 the gate of the NFET 43 with the output of the differential amplifier 45 so that the control loop 40 works according to its purpose to supply the chip with the stabilized voltage. In the second switching state, the in 13 dashed lines, connects the switch 51 the gate of the NFET 43 with the zero potential VSS, so the NFET 43 is locked and all circuits of the chip are disconnected from the power supply. The internal supply voltage between the VINT line 41 and the VSS line 42 is then 0 volts.
Die
Schalteinrichtung 30D enthält Mittel, um den Umschalter 51 in
den zweiten Schaltzustand zu setzen und permanent in diesem Zustand
zu halten, nachdem das vom UND-Gatter 24 gelieferte Schaltbit
SWD vorübergehend
auf den aktiven Logikwert ”1” geschaltet
worden ist. Diese Mittel umfassen einen ersten Inverter 52,
dessen Eingang das Schaltbit SWD empfängt und dessen Ausgang über einen
Pulldown-Widerstand 53 mit der VDD-Leitung 42 verbunden
ist und über
eine E-Fuse 54 mit der VINT-Leitung 41 verbunden
ist. Das Signal vom Ausgang des ersten Inverters 52 wird über einen
zweiten Inverter 55 und ein Verzögerungselement 56 an
den Steuereingang Umschalters 51 übertragen.The switching device 30D contains means to the switch 51 to put in the second switching state and keep permanently in this state, after that of the AND gate 24 delivered switching bit SWD has been temporarily switched to the active logic value "1". These means comprise a first inverter 52 whose input receives the switching bit SWD and whose output via a pull-down resistor 53 with the VDD line 42 is connected and via an e-fuse 54 with the VINT line 41 connected is. The signal from the output of the first inverter 52 is via a second inverter 55 and a delay element 56 to the control input changeover switch 51 transfer.
Normalerweise
ist SWD = ”0”, und die
E-Fuse 54 ist leitend. Somit erscheint eine ”1” am Ausgang
des ersten Inverters 52, und der zweite Inverter 55 liefert
eine ”0”, die über das Verzögerungselement 56 zum
Steuereingang des Umschalters 51 übertragen wird. Hierdurch wird
der Umschalter 51 in der fett gezeichneten Schaltposition
gehalten, in welcher er den NFET leitend und somit den Regelkreis 40 wirksam
hält, so
dass die Leitung 41 auf VINT gehalten wird.Normally, SWD = "0", and the E-fuse 54 is conductive. Thus, a "1" appears at the output of the first inverter 52 , and the second inverter 55 returns a "0" via the delay element 56 to the control input of the changeover switch 51 is transmitted. This will change the switch 51 held in the bold drawn switching position, in which he the NFET conductive and thus the control loop 40 keeps effective, so the line 41 is held on VINT.
Wenn
das Schaltbit SWD vorübergehend
auf ”1” geht,
fällt der
Ausgang des ersten Inverters 52 auf ”0”, also auf ein negatives Potential
gegenüber
VINT, so dass die E-Fuse gebrannt und somit nicht-leitend wird. Gleichzeitig
geht der Ausgang des zweiten Inverters 55 auf ”1”. Wegen
der Zeitverzögerung
im Element 56 bleibt der Steuereingang des Umschalters 51 aber
noch genügend
lange auf ”0”, um den
Regelkreis 40 und somit das positive Potential VINT der
Leitung 41 nicht vor dem Brennen der E-Fuse abzuschalten.
Erst nach Ablauf der Verzögerungszeit
geht der Umschalter 51 in den gestrichelt gezeichneten
Schaltzustand.When the switching bit SWD temporarily goes to "1", the output of the first inverter drops 52 to "0", ie to a negative potential compared to VINT, so that the E-fuse is burned and thus non-conductive. At the same time, the output of the second inverter goes 55 to "1". Because of the time delay in the element 56 remains the control input of the switch 51 but still enough time to "0" to the loop 40 and thus the positive potential VINT of the line 41 not switch off before burning the E-fuse. Only after expiry of the delay time does the changeover switch 51 in the dashed line switching state.
Nach
dem erfolgten Brennen der E-Fuse 54 wird der Ausgang des
ersten Inverters 52 durch den Pulldown-Widerstand 53 permanent
auf dem Potential der Leitung 42 und somit auf ”0” gehalten.
Fortan wird, sobald die externe Versorgungsspannung an die VDD-
und VSS-Pads des Chip gelegt wird, über den zweiten Inverter 55 und
das Verzögerungselement 56 immer
eine ”1” an den
Steuereingang des Umschalters 51 gelegt, um die interne
Versorgungsspannung VINT dauerhaft abzuschalten.After the firing of the E-fuse 54 becomes the output of the first inverter 52 through the pulldown resistor 53 permanently on the potential of the line 42 and thus kept at "0". From now on, as soon as the external supply voltage is applied to the VDD and VSS pads of the chip, the second inverter will be used 55 and the delay element 56 always a "1" to the control input of the switch 51 to permanently switch off the internal supply voltage VINT.
Es
sei noch erwähnt,
dass der erste Inverter 52 stark asymmetrisch konzipiert
sein muss, derart dass der wirksame Pulldown-Widerstand seiner Ausgangsstufe
wesentlich niederohmiger als der interne Pullup-Widerstand (nicht
gezeigt) ist, was durch entprechende Bemessung des Widertandes 53 erreicht
werden kann. Diese Bemessung ist so, dass der Inverter 52 als
Antwort auf die Aktivierung des Schaltbit SWD eine ”0” liefert, die
genügend ”stark” um Brennen
der E-Fuse 54 ist, und dass der Ausgang des Inverters 52 auch
zuküftig
auf ”0” gehalten
bleibt, wenn das Schaltbit SWD wieder inaktiv (also auf ”0”) ist.
Das heißt,
die starke ”0” des niederohmigen
Pulldown-Pfades überschreibt
die schwache ”1” des höherohmigen
Pullup-Pfades.It should be noted that the first inverter 52 must be designed strongly asymmetric, so that the effective pull-down resistor of its output stage is much lower impedance than the internal pull-up resistor (not shown), resulting in appropriate assessment of the resistance 53 can be achieved. This design is such that the inverter 52 in response to the activation of the switching bit SWD delivers a "0" that is sufficiently "strong" to burn the E-fuse 54 is, and that the output of the inverter 52 Also zuküftig remains at "0" remains when the switching bit SWD again inactive (ie to "0"). That is, the strong "0" of the low-impedance pull-down path overwrites the weak "1" of the higher-ohm pull-up path.
Umverdrahtung zu einem ”teilguten” Multichip-SpeicherbausteinRedistribution to a "partially good" multichip memory module
Um
einen Multichip-Speicherbaustein, der einen oder mehrere defekte
Chips enthält,
nach dem Abschalten eines oder mehrerer ausgewählter Chips als ”teilguten” Baustein
verwenden zu können,
müssen
gewisse Umverdrahtungen an den Chips vorgenommen werden. Wenn z.
B. in einem Speicherbaustein, der m = 4 Chips enthält, höchstens
zwei Chips als defekt erkannt sind, sollte der Baustein wie ein
Dual-Chip-Baustein benutzt werden können. Hierzu müssen die
internen Leitungen für
die Weckkommandos CS und CKE der guten Chips mit denjenigen Außenkontakten
des Trägers
verbunden sein, die bei einem ”echten” Dual-Chip-Baustein
für diese
Kommandos spezifiziert sind. Im Folgenden sei der übliche Fall
angenommen, dass dies die beiden ”ersten” externen Weck-Kontaktpaare WEX0
und WEX1 sind. Im Fall, dass drei Chips defekt sind, sollte der
Chip wie ein Einzelchip-Baustein benutzt werden können. Hierzu
müssen
die internen Weck-Kommandoleitungen
des guten Chip auf das erste externe Weck-Kontaktpaar WEX0 umverdrahtet
werden können.To be able to use a multichip memory module containing one or more defective chips after switching off one or more selected chips as a "partially good" component, certain redistribution of the chips must be undertaken. If z. B. in a memory module containing m = 4 chips, at most two chips are recognized as defective, the device should be able to be used as a dual-chip device. For this, the internal lines for the wake-up commands CS and CKE of the good chips must be connected to those external contacts of the carrier which are specified for a "real" dual-chip component for these commands. In the following, the usual case is assumed that these are the two "first" external wake-up contact pairs WEX0 and WEX1. In case three chips are broken, the chip should be able to be used like a single chip chip. For this you need the internal wake-up command lines of the good chip can be rewired to the first external WEck contact pair WEX0.
In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung ist jeder der Chip so ausgebildet, dass die notwendigen
Umverdrahtungen bei voller Parallelschaltung aller Chips durch Adressierung
jeweils einer besonderen Konfigurationsschaltung in den Chips erfolgen
können.
Ein Ausführungsbeispiel
für den
Fall eines 4-Chip-Bausteins wird nachstehend anhand der 14 beschrieben.In a particular embodiment of the invention, each of the chips is designed so that the necessary rewiring can be carried out with full parallel connection of all the chips by addressing a particular configuration circuit in the chips. An embodiment in the case of a 4-chip device will be described below with reference to 14 described.
Die 14 zeigt
die Ausbildung eines Chip #i, der zusammen mit drei weiteren gleichartigen
Chips (nicht gezeigt) zu einem 4-Chip-Baustein zusammengefügt ist und
geeignet ist zur Umverdrahtung seines internen ”Weck-Leitungspaares” WINi,
das die internen Leitungen CSi/int und CKEi/int für die Weck-Kommandobits
umfasst. Die Gruppe PG2 der Weck-Kommandopads jedes Chip #i enthält m = 4
Untergruppen PG2-0:3, jeweils bestehend aus einem CS-Pad und einem
CKE-Pad. Die Gruppe BG2 der Außenkontakte
für die
Weck-Kommandobits enthält
ebenfalls m = 4 Untergruppen WEX0:3, jeweils bestehend aus einem CS-Kontakt
und einem CKE-Kontakt.The 14 shows the formation of a chip #i, which together with three other similar chips (not shown) is assembled into a 4-chip chip and is suitable for rewiring its internal "wake-up pair" WINi, the internal lines CSi / int and CKEi / int for the wakeup command bits. The group PG2 of wake-up command pads of each chip #i contains m = 4 subgroups PG2-0: 3 each consisting of a CS pad and a CKE pad. Group BG2 of the external contacts for the wake-up command bits also contains m = 4 subgroups WEX0: 3, each consisting of a CS contact and a CKE contact.
Die ”ersten” Pad-Untergruppen
PG2-0 aller vier Chips sind mit dem ”ersten” externen Weck-Kontaktpaar
WEX0 gebondet, welches die externen Kontakte CS0/ext, CKE0/ext enthält, wo normalerweise
die Weck-Kommandobits für
den ”ersten” Chip #0
angelegt werden sollen. Entsprechende Zuordnungen gelten auch für die anderen
Pad-Untergruppen:
allgemein sind jeweils die j-ten Pad-Untergruppen PG2j aller Chips mit
dem j-ten Weck-Kontaktpaar WEXj gebondet, welches die externen Kontakte
CSj/ext, CKEj/ext enthält,
wo normalerweise die Weck-Kommandobits für den j-ten Chip #j angelegt
werden sollen.The "first" pad subgroups
PG2-0 of all four chips are with the "first" external wake-up contact pair
WEX0 which contains the external contacts CS0 / ext, CKE0 / ext where normally
the wake-up command bits for
the "first" chip # 0
should be created. Corresponding assignments also apply to the others
Pad subgroups:
in general, the j-th pad subgroups PG2j of all the chips are included, respectively
the j-th Weck contact pair WEXj bonded, which external contacts
CSj / ext, CKEj / ext contains,
where usually the wakeup command bits for the jth chip #j are created
should be.
Die
Chip-Kennung besteht aus 2 Bits, die an zwei Codepads CP0, CP1 der
Chip-Gruppe PG3 programmiert sind. Jeder Chip #i enthält eine
Umverdrahtungs-Konfigurationsschaltung 20E mit
einer Schalteinrichtung 30E und einem Decoder 21E,
der dem anhand der 15 beschriebenen Decoder 21E gleicht.
Das Decoderbit DCF am Ausgang des Decoders 21F wird auf
aktiven Pegel (Logikwert ”1”) geschaltet,
wenn über die
Pad-Untergruppe PG1 die Umververdrahtungs-Konfigurationsadresse
und eine 2-Bit-Chipadresse
angelegt wird, die der Kennung des Chip #i entspricht. Der Chip
#i enthält
außerdem
die Abschalt-Konfigurationsschaltung 20D gemäß 13,
die in 14 nur als Block gezeichnet
ist.The chip identifier consists of 2 bits, which are programmed on two code pads CP0, CP1 of the chip group PG3. Each chip #i contains a rewiring configuration circuit 20E with a switching device 30E and a decoder 21E that the basis of the 15 described decoder 21E like. The decoder bit DCF at the output of the decoder 21F is switched to active level (logic value "1") when the rewiring configuration address and a 2-bit chip address corresponding to the ID of the chip #i are applied via the pad subgroup PG1. The chip #i also contains the shutdown configuration circuit 20D according to 13 , in the 14 just drawn as a block.
Ferner
kann jeder Chip zusätzlich
noch mit einer Konfigurationsschaltung 20B für komprimierten
Testmodus versehen sein, wie die anhand der 10 und 11 beschrieben
wurde, und mit einer Konfigurationsschaltung 20A zur chipselektiven
Blockierung des Lesebetriebs, wie sie anhand der 7 beschrieben wurde.
Diese zusätzlichen
Konfigurationsschaltungen 20A, B sind in 14 nicht
gesondert dargestellt. Alle gezeigten Konfigurationsschaltungen
sind an die Pads der Gruppe PG1a und an die Codepads CP0:1 angeschlossen,
um eine Konfigurationsadresse, das Operationsbit OPB und eine Chipadresse
vom Testautomaten empfangen zu können
und um die jeweils fest programmierte Chip-Kennung vom Codepad zu
empfangen.Furthermore, each chip can additionally with a configuration circuit 20B be provided for compressed test mode, as the basis of the 10 and 11 has been described, and with a configuration circuit 20A for chip selective blocking of the read operation, as determined by the 7 has been described. These additional configuration circuits 20A , B are in 14 not shown separately. All shown configuration circuits are connected to the pads of the group PG1a and to the code pads CP0: 1 to receive a configuration address, the operation bit OPB and a chip address from the tester and to receive the respectively hard coded chip identifier from the codepad.
Der
Decoder 21E gleicht dem Decoder 21A nach 8 und
ist so programmiert, dass er das Decoderbit DCE an seinem Ausgang
genau dann auf ”1” setzt,
wenn die Konfigurationsadresse das Betriebsmerkmal ”Umverdrahtung” adressiert
und die Chipadresse der Kennung des Chip #i entspricht.The decoder 21E is the same as the decoder 21A to 8th and is programmed to set the decoder bit DCE to "1" at its output if and only if the configuration address addresses the "rewiring" feature and the chip address matches the chip #i tag.
Die
Schalteinrichtung 30E der Umverdrahtungs-Konfigurationsschaltung 20E enthält einen
Multiplexer 70, der wie ein zweipoliger 4-Wege-Umschalter
funktioniert, und eine Multiplexer-Steuerschaltung 80.
Die Steuerschaltung 80 liefert ein 2-Bit-Steuersignal an
den Steuereingang s des Multiplexers 70, um den Multiplexer
in einen ausgewählten
von vier Schaltzuständen
0:3 zu versetzen und dadurch Verbindungen herzustellen zwischen
jeweils einer ausgewählten
der Pad-Untergruppen PG2-0:3 und dem internen Week-Leitungspaar WINi
des Chip.The switching device 30E the rewiring configuration circuit 20E contains a multiplexer 70 operating like a 2-pole 4-way switch, and a multiplexer control circuit 80 , The control circuit 80 provides a 2-bit control signal to the control input s of the multiplexer 70 to place the multiplexer in a selected one of four 0: 3 switching states, thereby establishing connections between each of a selected one of the pad subgroups PG2-0: 3 and the internal week lead pair WINi of the chip.
Die
Multiplexer-Steuerschaltung 80 ist eine Logikschaltung
mit vier Eingängen
zum Empfang von vier Bits:
- – zwei Kennungsbits a0, a1,
welche die individuelle Kennung des Chip #i repräsentieren, die an den Codepads
CP0, CP1 fest programmiert ist;
- – ein
Umverdrahtungs-Aktivierungsbit b, dessen Logikwert durch den Zustand
einer Aktivierungs-Fuseschaltung 60-b bestimmt wird;
- – ein
Umleit-Adressbit c, dessen Logikwert durch den Zustand einer Adress-Fuseschaltung 60-c bestimmt wird
und das angibt, auf welches der beiden externen Week-Kontaktpaare WEX0,
WEX1 interne Weck-Leitungspaar WINi des Chip #i verdrahtet werden
soll.
The multiplexer control circuit 80 is a logic circuit with four inputs to receive four bits: - Two tag bits a0, a1, which represent the unique identifier of the chip #i, which is hard-coded on the code pads CP0, CP1;
- A rewire enable bit b, its logic value by the state of an enable footswitch 60-b is determined;
- A bypass address bit c, its logic value by the state of an address latch circuit 60-c is determined and indicates which of the two external Week contact pairs WEX0, WEX1 internal wake-up pair WINi chip #i to be wired.
Die
Logikfunktion der Steuerschaltung 80 und die jeweils zugeordneten
Verdrahtungszustände
sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgelistet: Tabelle 1 b c a1 a0 s Zustand
von 70 WINi
auf:
0 X 0 0 00 0 WEX0
0 X 0 1 01 1 WEX1
0 X 1 0 10 2 WEX2
0 X 1 1 11 3 WEX3
1 0 X X 00 0 WEX0
1 1 X X 01 1 WEX1
The logic function of the control circuit 80 and the respectively assigned wiring states are in listed in Table 1 below: Table 1 b c a1 a0 s Condition of 70 WINi on:
0 X 0 0 00 0 WEX0
0 X 0 1 01 1 WEX1
0 X 1 0 10 2 WEX2
0 X 1 1 11 3 WEX3
1 0 X X 00 0 WEX0
1 1 X X 01 1 WEX1
Die
Fuseschaltungen 60-b, 60-c sind einander gleich
ausgebildet. In der 14 ist aus Platzgründen nur
die Fuseschaltung 60-b detailliert gezeichnet. Demnach
enthält
jede Fuseschaltung eine E-Fuse 64, deren eine Seite über die
Parallelschaltung eines Widerstandes 65 und eines Schalters 66 mit
dem VDD-Pad verbunden ist, an welchen das positivere Potential der
Versorgungsspannung angelegt wird, das den Logikwert ”1” repräsentiert.
Die andere Seite der E-Fuse 64 ist mit dem VSS-Pad verbunden,
an welchen das negativere Potential der Versorgungsspannung angelegt
wird, das den Logikwert ”0” repräsentiert.
Der Zustand des Schalters 66 wird durch ein binäres Steuersignal
gesteuert. Bei inaktivem Steuersignal (Logikwert ”0”) ist der Schalter 66 offen
(nicht-leitend), und bei aktivem Steuersignal (Logikwert ”1”) wird
der Schalter geschlossen, so dass er den Widerstand 65 überbrückt. Der
Verbindungspunkt zwischen der E-Fuse 64 und dem Widerstand 65 ist
der Signalausgang der Fuseschaltung.The foot circuits 60-b . 60-c are equal to each other. In the 14 is for reasons of space only the Fuseschaltung 60-b drawn in detail. Accordingly, each Fuseschaltung contains an e-fuse 64 one side of which is the parallel connection of a resistor 65 and a switch 66 is connected to the VDD pad to which the more positive potential of the supply voltage is applied representing the logic value "1". The other side of the E-fuse 64 is connected to the VSS pad to which the more negative potential of the supply voltage is applied representing the logic value "0". The state of the switch 66 is controlled by a binary control signal. With inactive control signal (logic value "0") is the switch 66 open (non-conductive), and with active control signal (logic value "1"), the switch is closed, so that it the resistance 65 bridged. The connection point between the E-fuse 64 and the resistance 65 is the signal output of the footer circuit.
Im
Originalzustand einer jeden Fuseschaltung ist die betreffende E-Fuse 64 nicht
gebrannt, also leitend. Auch nach dem Anlegen der Versorgungsspannung
an die Versorgungspads VDD, VSS bleibt die E-Fuse 64 leitend,
solange das Steuersignal des Schalters 66 auf ”0” bleibt
und somit der Schalter 66 offen gehalten wird. Der Widerstand 65 wirkt
in diesem Fall als ein Vorwiderstand, der den Strom, welcher aus
den Versorgungspads über
die E-Fuse 64 fließt, so weit
begrenzt, dass er nicht ausreicht, um die E-Fuse zu schmelzen. Der Signalausgang
der Fuseschaltung empfängt über die
leitende E-Fuse 64 das VSS-Potential, ist also auf ”0”.In the original state of each Fuseschaltung is the relevant E-Fuse 64 not fired, so conductive. Even after the supply voltage has been applied to the supply pads VDD, VSS, the E-fuse remains 64 conductive, as long as the control signal of the switch 66 remains at "0" and thus the switch 66 kept open. The resistance 65 acts in this case as a dropping resistor, which is the current flowing out of the supply pads via the E-fuse 64 flows so far that it is insufficient to melt the E-fuse. The signal output of the footer circuit is received via the conductive E-fuse 64 the VSS potential, so it is at "0".
Wenn
das Steuersignal des Schalters 66 auf ”1” geht, wird der Schalter 66 geschlossen,
so dass der Vorwiderstand 65 der E-Fuse überbrückt wird.
Dies bewirkt, dass die E-Fuse 64 gebrannt, also nicht-leitend wird.
Hierdurch geht der Signalausgang der Fuseschaltung auf ”1”, weil
er über
den Widerstand 65 das VDD-Potential empfängt.When the control signal of the switch 66 goes to "1", the switch is 66 closed, so that the series resistor 65 the E-fuse is bridged. This causes the E-fuse 64 burned, so becomes non-conductive. As a result, the signal output of the Fuseschaltung goes to "1", because he has the resistance 65 the VDD potential is received.
Im
Originalzustand des Speicherbausteins liefern also alle Fuseschaltungen
eine ”0”. Somit
ist der b-Eingang der Steuerschaltung 80 auf ”0”, sodass
das Bit c ignoriert wird und das Steuersignal s in jedem Chip der
betreffenden Chip-Kennung a0, a1 entspricht. In diesem Fall nehmen
die Multiplexer 70 in jedem Chip #i denjenigen Zustand
ein, in welchem das interne Weck-Leitungspaar WINi mit dem original
zugeordneten Weck-Kontaktpaar WEXi verbunden ist (vgl. die Tabelle
1). Es erfolgt also keinerlei Umverdrahtung.In the original state of the memory module, therefore, all fuse circuits deliver a "0". Thus, the b input is the control circuit 80 to "0", so that the bit c is ignored and the control signal s in each chip corresponds to the relevant chip identifier a0, a1. In this case, take the multiplexers 70 in each chip #i, that state in which the internal wake-up line pair WINi is connected to the originally assigned wake-up contact pair WEXi (see Table 1). So there is no rewiring.
Wenn
der Chip #i umverdrahtet werden soll, wird die Konfigurationsschaltung 20E des
betreffenden Chip aktiviert. Hierzu werden über die Pad-Untergruppe PG1a
die Umverdrahtungs-Konfigurationsadresse, das Operationsbit OPB
und die Chipadresse für
den Chip #i gesendet, so dass das Decoderbit DCE von ”0” auf ”1” geht.
Dieses Bit, das den Schalter 66 in der Fuseschaltung 60-b steuert,
schließt
diesen Schalter, so dass die E-Fuse 64 gebrannt
wird. Hierdurch geht der Signalausgang dieser Fuse und somit der
b-Eingang der Multiplexer-Steuerschaltung 80 bleibend
auf ”1”. Dies
bewirkt, dass die Steuerschaltung 80 in Zukunft die Kennungs-Bits
a1, a2 ignoriert und stattdessen das Umleit-Adressbit c berücksichtigt
(vgl. die Tabelle 1).When the #i chip is to be rewired, the configuration circuit becomes 20E of the chip in question. For this purpose, the rewiring configuration address, the operation bit OPB and the chip address for the chip #i are sent via the pad subgroup PG1a, so that the decoder bit DCE goes from "0" to "1". This bit, which is the switch 66 in the footfall 60-b controls, closes this switch, leaving the e-fuse 64 is burned. This causes the signal output of this fuse and thus the b input of the multiplexer control circuit 80 staying at "1". This causes the control circuit 80 In the future, the tag bits a1, a2 are ignored and instead the bypass address bit c is taken into account (see Table 1).
Gleichzeitig
mit der beschriebenen Aktivierung der Konfigurationsschaltung 20E wird
das Umleit-Adressbit c über
die Pad-Untergruppe PG1a gesendet. Das aktive Decoderbit DCE schaltet
ein Transmissionsgatter 90 ein, wodurch das Umleit-Adressbit
an die Fuseschaltung 60-c gelegt wird. Beim Logikwert ”0” des Umleit-Adressbits
bleibt die E-Fuse
in der Fuseschaltung ungebrannt (also leitend), so dass diese Fuseschaltung
nach wie vor eine ”0” an den
c-Eingang der Steuerschaltung 80 legt. Hat das Umleit-Adressbit
den Logikwert ”1”, dann
wird die E-Fuse der Fuseschaltung 60-c gebrannt, so dass
diese Fuseschaltung eine bleibende ”1” an den c-Eingang der Steuerschaltung 80 liefert.
Infolge dieser Operation ist das Bit c an der Steuerschaltung 80 bleibend
auf die Umleit-Adresse programmiert, so dass das interne Weck-Leitungspaar
WINi des betreffenden Chip #i in Zukunft auf dasjenige der beiden
externen Weck-Kontaktpaare WEX0, WEX1 verdrahtet ist, welches durch
die Umleit-Adresse bestimmt worden ist.Simultaneously with the described activation of the configuration circuit 20E the redirect address bit c is sent via the pad subgroup PG1a. The active decoder bit DCE switches a transmission gate 90 a, whereby the bypass address bit to the Fuseschaltung 60-c is placed. With the logic value "0" of the bypass address bit, the E-fuse in the fuse circuit remains unburned (ie conducting), so that this fuse circuit continues to be a "0" to the c input of the control circuit 80 sets. Does the bypass address bit have the Logic value "1", then the E-fuse of the fuse circuit 60-c burned, so this Fuseschaltung a permanent "1" to the c input of the control circuit 80 supplies. As a result of this operation, the bit c is on the control circuit 80 permanently programmed to the bypass address, so that the internal wake-up line pair WINi of the relevant chip #i in the future wired to that of the two external wake-up contact pairs WEX0, WEX1, which has been determined by the bypass address.
Die
Entscheidung, ob einzelne Chips des Bausteins umverdrahtet werden
sollen, und die Entscheidung, auf welches externe Weck-Kontaktpaar
(WEX0 oder WEX1) die Umverdrahtung erfolgen soll, hängt natürlich vom
Ergebnis der vorangegangen Funktionstests der einzelnen Chips ab.
Diese Tests können
die z. B. mit Hilfe der in 7 gezeigten
Konfigurationsschaltung 20A an jedem Chip individuell durchgeführt werden. Vom
Testergebnis hängt
es auch ab, welche Chips mit Hilfe der in 13 gezeigten
Konfigurationsschaltung 20D permanent abgeschaltet werden
sollen. Für
einen 4-Chip-Baustein
gilt allgemein Folgendes:
Wenn einer oder zwei Chips defekt
sind, kann der Baustein als Dual-Chip-Baustein verwendet werden.
Hierzu muss dafür
gesorgt werden, dass zwei gute Chips mit den ersten beiden externen
Weck-Kontaktpaaren WEX0 und WEX1 verbunden sind. Alle anderen Chips
müssen
abgeschaltet sein, egal ob sie gut oder defekt sind. Sofern ein
guter Chip zur Gruppe der ersten beiden Chips #0:1 gehört, ist
eine Umverdrahtung dieses Chip natürlich nicht erforderlich. Wenn
die beiden ersten Chips #0 und #1 gut sind, bedarf es keinerlei
Umverdrahtung.Of course, the decision as to whether individual chips of the module should be rewired and the decision as to which external wake-up contact pair (WEX0 or WEX1) the rewiring should take depends on the result of the previous function tests of the individual chips. These tests can be the z. B. with the help of in 7 shown configuration circuit 20A be performed individually on each chip. From the test result, it also depends on which chips with the help of in 13 shown configuration circuit 20D should be switched off permanently. For a 4-chip device, the following generally applies:
If one or two chips are defective, the device can be used as a dual-chip device. For this, it must be ensured that two good chips are connected to the first two external wake-up contact pairs WEX0 and WEX1. All other chips must be turned off, whether they are good or broken. Of course, if a good chip belongs to the group of the first two chips # 0: 1, a rewiring of this chip is not necessary. If the first two chips # 0 and # 1 are good, there is no need for rewiring.
Wenn
drei Chips defekt sind, kann der Baustein als Einzelchip-Baustein
verwendet werden. Hierzu muss dafür gesorgt werden, dass der
gute Chip mit dem ersten externen Weck-Kontaktpaar WEX0 verbunden ist.
Alle anderen (also alle defekten) Chips müssen abgeschaltet werden. Wenn
der gute Chip der erste Chip #0 ist, bedarf es keinerlei Umverdrahtung.If
three chips are broken, the device can be used as a single-chip device
be used. For this, it must be ensured that the
good chip is connected to the first external wake-up contact pair WEX0.
All other (ie all defective) chips must be switched off. If
the good chip is the first chip # 0, it does not require any rewiring.
Vorstehend
wurden die Mittel zur permanenten Umverdrahtung einzelner Chips
am Beispiel eines 4-Chip-Bausteins erläutert. Das beschriebene Prinzip
ist natürlich
generell bei Speicherbausteinen anwendbar, die eine beliebige Anzahl
m = 2x von Bausteinen enthalten, wobei x
eine natürliche
Zahl = 1 ist. Für
x > 2 sind die Anzahl
der Untergruppen in der Pad-Gruppe PG2 und der Schaltvariationen
des Multiplexers 70 entsprechend zu erweitern, und dementsprechend
auch die Bit-Tiefen der Umleit-Adresse und der Chip-Kennung, die Anzahl
der ”Adress-Fuseschaltungen” 60-c und
die Anzahl der c-Eingänge
der Multiplexer-Steuerschaltung 80. So sind z. B. bei einem
8-Chip-Baustein ein 8-Wege-Multiplexer,
zwei Bits für
die Umleit-Adresse, zwei ”Adress-Fuseschaltungen” für die Umleit-Programmierung
und dementsprechend zwei c-Eingänge
an der Steuerschaltung 80 notwendig, um die Möglichkeit
zu bieten, den Multiplexer im Falle einer notwendigen Umverdrahtung
in eine beliebige der vier ”ersten” Schaltpositionen
0:3 der insgesamt 8 Schaltpositionen 0:7 zu setzen.Above, the means for permanent rewiring of individual chips were explained using the example of a 4-chip module. Of course, the described principle is generally applicable to memory devices containing any number m = 2 x of devices, where x is a natural number = 1. For x> 2, the number of subgroups in the pad group PG2 and the switching variations of the multiplexer 70 expand accordingly, and accordingly also the bit depths of the Umleit address and the chip identifier, the number of "address Fuseschaltungen" 60-c and the number of c inputs of the multiplexer control circuit 80 , So z. Example, in an 8-chip device, an 8-way multiplexer, two bits for the Umleit address, two "address Fuseschaltungen" for the diversion programming and accordingly two c inputs to the control circuit 80 necessary to provide the possibility, in the case of a necessary rewiring the multiplexer in any of the four "first" switching positions 0: 3 of the total of 8 switching positions 0: 7 set.
Generell
ist es mit erfindungsgemäßen Umverdrahtungs-Konfigurationsschaltungen
möglich,
einen ”teilguten” (2x)-Chip-Baustein als einen ”guten” (2x-y)-Chip-Baustein zu konfigurieren, wobei
y < x ist. Die
Anzahl der Untergruppen in der Pad-Gruppe PG2 und die Anzahl der
möglichen
Schaltpositionen des Multiplexers muss gleich 2x sein.
Die Anzahl der Bits der Chip-Kennung muss gleich x sein. Die Anzahl
der Umleit-Adressbits, der Adress-Fuseschaltungen und der c-Eingänge der
Multiplexer-Steuerschaltung dem notwendigen Adressraum für die gewünschte Anzahl
der verschiedenen Umleit-Adressen entsprechen.Generally, with rewiring configuration circuits of the invention, it is possible to configure a "half-good" (2 x ) chip device as a "good" (2 xy ) chip device, where y <x. The number of subgroups in the pad group PG2 and the number of possible switching positions of the multiplexer must be equal to 2 x . The number of bits of the chip identifier must be equal to x. The number of bypass address bits, the address strobe circuits and the c inputs of the multiplexer control circuit correspond to the necessary address space for the desired number of different bypass addresses.
Im
Falle eines Dual-Chip-Speicherbausteins, also wenn m = 2 und x =
1 ist, bedarf es weder einer Umleit-Adresse noch einer Adress-Fuseschaltung,
um den Chip als einen ”guten” Einzelchip-Baustein
konfigurieren zu können,
falls einer der beiden Chips defekt ist. Dies wird nachstehend anhand
der 15 erläutert.In the case of a dual-chip memory module, that is, when m = 2 and x = 1, there is no need either a Umleit-address or an address Fuseschaltung to configure the chip as a "good" single-chip device, if one the two chips is broken. This will be explained below on the basis of 15 explained.
Die 15 zeigt
die Ausbildung eines Dual-Chip-Bausteins mit zwei Chips #0, #1,
die speziell zur Verwendung in einem solchen Baustein konzipiert
sind. Jeder Chip #i enthält
Mittel zur Umverdrahtung des jeweils internen ”Weck-Leitungspaares” WINi.
Die Gruppe PG2 der Weck-Kommandopads jedes Chip #i enthält zwei Untergruppen
PG2-0:1, jeweils bestehend aus einem CS-Pad und einem CKE-Pad. Die
erste Pad-Untergruppe PG2-0 ist mit einem ersten externen Weck-Kontaktpaar
WEX0 gebondet, und die zweite Pad-Untergruppe PG2-1 ist mit einem zweiten
externen Weck-Kontaktpaar WEX1 gebondet. Eventuell vorhandene weitere
externe Weck-Kontaktpaare bleiben frei (”non connected”). Jeder
Chip #i enthält
außerdem
die Abschalt-Konfigurationsschaltung 20D gemäß 13 und
kann ferner auch die Konfigurationseinseinrichtungen 20A und 20B gemäß den 8 und 10 enthalten.
Alle diese Einrichtungen sind in der 15 nur
als Blöcke
gezeichnet.The 15 shows the formation of a dual-chip device with two chips # 0, # 1, which are designed specifically for use in such a device. Each chip #i contains means for rewiring the respective internal "wake-up line pair" WINi. The group PG2 of wake-up command pads of each chip #i contains two subgroups PG2-0: 1, each consisting of a CS pad and a CKE pad. The first pad subgroup PG2-0 is bonded to a first external wake-up contact pair WEX0, and the second pad subset PG2-1 is bonded to a second external wake-up contact pair WEX1. Any additional external wake-up contact pairs will remain free ("non-connected"). Each #i chip also contains the shutdown configuration circuit 20D according to 13 and may also include the configuration means 20A and 20B according to the 8th and 10 contain. All these facilities are in the 15 just drawn as blocks.
Die
Chip-Kennung besteht aus einem einzigen Bit, das an dem (einzigen)
Codepad CP der Chip-Gruppe PG3 programmiert ist. Jeder Chip #i enthält eine
Umverdrahtungs-Konfigurationsschaltung 20F mit
einer Schalteinrichtung 30F und einem Decoder 21F.
Der Decoder 21F schaltet ein Decoderbit DCF genau dann
auf aktiven Pegel (Logikwert ”1”), wenn
er die Umververdrahtungs-Konfigurationsadresse und das Operationsbit empfingt.
Hierdurch wird die E-Fuse 64 der Aktivierungs-Fuseschaltung 60 in
der Schalteinrichtung 30F gebrannt, so dass der b-Eingang
einer Multiplexer-Steuerschaltung 81 von bisher ”0” auf ”1” geht und
für die
Zukunft immer auf ”1” ist, sobald
die Stromversorgung des Chip eingeschaltet wird.The chip identifier consists of a single bit which is programmed on the (single) code pad CP of the chip group PG3. Each chip #i contains a rewiring configuration circuit 20F with a switching device 30F and a decoder 21F , The decoder 21F A decoder bit DCF switches to active level (logic value "1") if and only if it receives the rewiring configuration address and the operation bit. This will cause the e-fuse 64 the activation footswitch 60 in the switching device 30F burned, so that the b input of a multiplexer control circuit 81 goes from "0" to "1" and is always "1" for the future as soon as the chip's power is turned on.
Diese
Steuerschaltung 81 empfängt
an ihrem a-Eingang die Chip-Kennung vom Codepad CP und liefert ein
Steuerbit s an einen Multiplexer 71, der als zweipoliger
Umschalter mit zwei Schaltpositionen 0 und 1 funktioniert. In seiner
0-Position verbindet der Multiplexer 71 in jedem Chip #i
das interne Weck-Leitungspaar WINi des betreffenden Chip über die
Pad-Untergruppe PG2-0 mit dem ”ersten” externen
Weck-Kontaktpaar WEX0. In seiner 1-Position verbindet der Multiplexer 71 das
interne Weck-Leitungspaar WINi über
die Pad-Untergruppe
PG2-1 mit dem ”zweiten” externen
Weck-Kontaktpaar WEX1.This control circuit 81 receives at its a input the chip identifier from the cod pad CP and supplies a control bit s to a multiplexer 71 functioning as two-pole switch with two switch positions 0 and 1. In its 0 position, the multiplexer connects 71 in each chip #i, the internal wake-up line pair WINi of the relevant chip via the pad subgroup PG2-0 with the "first" external wake-up contact pair WEX0. In its 1-position the multiplexer connects 71 the internal wake-up line pair WINi via the pad subgroup PG2-1 with the "second" external wake-up contact pair WEX1.
In
der Tabelle 2 sind die vier möglichen
Qualitätszustände des
Speicherbausteins und die jeweils notwendigen Verdrahtungen des
internen Weck-Leitungspaares WIN aufgelistet: Tabelle 2 Chip
#0 Chip
#1 Verdraht.
Chip #0 Verdraht.
Chip #1
erster
Fall: gut gut WIND-WEX0 WINi-WEX1
zweiter
Fall: gut defekt WIND-WEX0 keine
*)
dritter
Fall: defekt gut keine
*) WINi-WEX0
vierter
Fall: defekt defekt Baustein
verwerfen
Table 2 lists the four possible quality states of the memory module and the respectively required wiring of the internal wake-up line pair WIN: Table 2 Chip # 0 Chip # 1 Verdraht. Chip # 0 Verdraht. Chip # 1
first case: Good Good WIND WEX0 Wini-WEX1
second case: Good malfunction WIND WEX0 none *)
third case: malfunction Good none *) Wini-WEX0
fourth case: malfunction malfunction Discard block
Um
die drei verschiedenen Verdrahtungsmuster für einen guten Baustein (erster
Fall) oder für
einen halbguten Baustein (zweiter und dritter Fall) realisieren
zu können,
ist die Steuerschaltung 81 in jedem Chip #i als ein Exklusiv-Oder-Gatter
(XOR-Gatter) ausgebildet. Die Wahrheitstabelle dieses Gatters 81 und
die der jeweils eingestellte Verdrahtungszustand sind in der Tabelle
3 aufgelistet. Tabelle 3 a b s Zustand
von 71 WINi
auf:
0 0 0 0 WEX0
0 1 1 1 WEX1
1 0 1 1 WEX1
1 1 0 0 WEX0
In order to realize the three different wiring patterns for a good device (first case) or for a half good device (second and third case), the control circuit is 81 in each chip #i is formed as an exclusive-OR gate (XOR gate). The truth table of this gate 81 and each of the set wiring state are listed in Table 3. Table 3 a b s State of 71 WINi on:
0 0 0 0 WEX0
0 1 1 1 WEX1
1 0 1 1 WEX1
1 1 0 0 WEX0
Im
Originalzustand des Speicherbausteins ist die E-Fuse 64 in
jedem Chip #i ungebrannt (leitend), so dass b = ”0” ist. Somit entspricht der
Schaltzustand des Multiplexers 71 in jedem Chip dem Logikwert
des Kennungs-Bit des betreffenden Bausteins. Das heißt, Chip
#0 ist auf WEX0 verdrahtet und Chip #1 ist auf WEX1 verdrahtet.
Wenn beide Chips gut sind (erster Fall), wird dieser Originalzustand
beibehalten, und der Baustein kann als Dual-Chip-Baustein verwendet werden.The original state of the memory module is the E-fuse 64 in each chip #i unburned (conductive), so that b = "0". Thus, the switching state of the multiplexer corresponds 71 in each chip, the logic value of the tag bit of the particular device. That is, chip # 0 is wired to WEX0 and chip # 1 is wired to WEX1. If both chips are good (first case), this original state is preserved and the device can be used as a dual-chip device.
Wenn
der Chip #0 gut und der Chip #1 defekt ist (zweiter Fall), kann
der Baustein ohne weitere Manipulation als Einzelchip-Baustein verwendet
werden, nachdem der defekte Chip #1 abgeschaltet worden ist.If
the chip # 0 is good and the chip # 1 is defective (second case), can
the device used without further manipulation as a single-chip device
after the broken chip # 1 has been turned off.
Nur
wenn der Chip #0 defekt (und abgeschaltet) und der Chip #1 gut ist,
also nur im dritten Fall, bedarf es einer weiteren Manipulation,
nämlich
einer Umverdrahtung des guten Chip #1 von WEX1 auf WEX0, um den
Baustein als Einzelchip-Baustein verwenden zu können. Hierzu werden die Umverdrahtungs-Konfigurationsadresse
und das Operationsbit OPB gesendet, so dass das Decoderbit DCF des
Chip #1 auf ”1” geht.
Der Decoder 21F des Chip #0 bleibt unwirksam, weil dieser
Chip als defekter Chip abgeschaltet ist. Die E-Fuse 64 des
Chip #1 wird gebrannt, und der b-Eingang des XOR-Gatters 81 wird
von ”0” auf ”1” gebracht.
Gemäß der obigen
Tabelle 3 erfolgt somit die gewünschte
Umverdrahtung des Chip #1 auf WEX0.Only if the chip # 0 is defective (and switched off) and the chip # 1 is good, so only in the third case, it requires a further manipulation, namely a rewiring of the good chip # 1 of WEX1 on WEX0 to the device as a single chip To use block. For this, the rewiring configuration address and the operation bit OPB are sent, so that the decoder bit DCF of the chip # 1 goes to "1". The decoder 21F Chip # 0 remains ineffective because this chip is turned off as a defective chip. The E-fuse 64 the chip # 1 is burned, and the b input of the XOR gate 81 is brought from "0" to "1". According to Table 3 above, the desired rewiring of the chip # 1 on WEX0 thus takes place.
Alle
Ausführungsformen
der Erfindung, wie sie vorstehend an Beispielen anhand der 1 bis 15 beschrieben
wurden, haben einen gemeinsamen Vorteil: es ist möglich, den
einzelnen Chips individuelle Konfigurationen zu geben, ohne sie über die
Weck-Kommandos CS
und CKE individuell selektieren zu müssen. Somit lassen sich individuelle
Konfigurationen bei voller Parallelschaltung aller Chips implementieren.
Der Baustein kann also für
die Einstellung aller Konfigurationen auf der Sockelplatte 200 gemäß der 2 verbleiben,
um die verschiedenen Funktionstests und gewünschtenfalls auch individuelle
Abschaltungen und Umverdrahtungen mittels eines Testautomaten durchzuführen.All embodiments of the invention, as described above by way of examples with reference to 1 to 15 have a common advantage: it is possible to give the individual chips individual configurations without having to individually select them via the wake-up commands CS and CKE. Thus, individual configurations can be implemented with full parallel connection of all chips. The module can therefore be used for setting all configurations on the base plate 200 according to the 2 remain in order to carry out the various functional tests and, if desired, individual shutdowns and rewirings by means of a test machine.
Es
sei noch erwähnt,
dass diverse Elemente der in den Figuren gezeigten Schaltungen zu
ihrem Betrieb weitere Zuleitungen haben müssen, die aus Gründen der Übersichtlichkeit
der Zeichnungen nicht dargestellt sind. Hierzu gehören Zuleitungen
zur Stromversorgung der betreffenden Elemente und, sofern die Elemente
taktgesteuert arbeiten, Zuleitungen zum Anlegen der Taktsignale.It
it should be mentioned
that various elements of the circuits shown in the figures too
Their operation must have more leads, for reasons of clarity
the drawings are not shown. These include supply lines
to power the relevant elements and, if the elements
clock-controlled work, leads for applying the clock signals.