DE102012102660A1

DE102012102660A1 - Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen und einem Steuerungsschaltkreis und dazugehöriges Verfahren

Info

Publication number: DE102012102660A1
Application number: DE102012102660A
Authority: DE
Inventors: Thomas Baumann; Christian Pacha
Original assignee: Intel Mobile Communications GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-10-04
Also published as: CN102736016B; US20120249170A1; DE102012102660A8; KR20120112159A; KR101357368B1; US9041422B2; CN102736016A

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Schaltungsanordnung (400) bereitgestellt, welche eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen (402, 404, 408, 410) und eine Steuerungseinrichtung (406) aufweist. Jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404, 408, 410) ist eingerichtet, einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen. Die Steuerungseinrichtung (406) ist an die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404, 408, 410) gekoppelt. Die Steuerungseinrichtung (406) ist eingerichtet, ein Messergebnis von mindestens einem von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404, 408, 410) zu erhalten und eine Kalibration eines anderen von der der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404, 408, 410) in Übereinstimmung mit dem Messergebnis zu steuern.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen eine Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen (d. h. auf dem Chip angeordneter bzw. bereitgestellter Überwachungsschaltkreise) und einen Steuerungsschaltkreis und dazugehörige Verfahren.
Moderne elektronische Systeme, beispielsweise Mobiltelefone, Digitalkameras und PDAs (Personal Digital Assistants – persönliche digitale Assistenten), haben einen stets steigenden Bedarf an hochintegrierten und energieeffizienten Halbleiterschaltungen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird die physikalische Größe von Feldeffekttransistoren (field effect transistors, FETs) innerhalb von Halbleiterschaltungen reduziert. Aufgrund der schrumpfenden Größe werden die FETs anfällig für Variationen von Parametern von Halbleiterschaltungen, etwa von Prozessen, Versorgungsspannung, Alterung von Vorrichtungen und Temperatur. Traditionell werden diese Variationen durch Schutzbänder modelliert, das heißt es können Sicherheitsränder hinzugefügt werden, um einen robusten Betrieb der Halbleiterschaltung zu ermöglichen. Sicherheitsränder sind jedoch bezogen auf Flächenbedarf und Leistungsdissipation teuer.
On-Chip-Überwachungsschaltkreise können implementiert werden, um den tatsächlichen Status der Halbleiterschaltungen bezüglich bestimmter Variationen zu messen. Gegenmaßnahmen oder adaptive Techniken können auf Schaltungsebene oder Systemebene initiiert werden in Reaktion auf die Messergebnisse der On-Chip-Überwachungsschaltkreise. Ein spezifischer On-Chip-Überwachungsschaltkreis ist typischerweise so ausgelegt, dass er einen spezifischen Effekt mit einer hohen Messgenauigkeit misst, beispielsweise die Prozessleistungsklasse. Weitere Variationen wie etwa von Prozess- oder Versorgungsspannung verhalten sich wie störende Effekte während der Messung und reduzieren die Messgenauigkeit eines spezifischen On-Chip-Überwachungsschaltkreises.
Eine Sensitivität des On-Chip-Überwachungsschaltkreises gegenüber störenden Effekten sollte so gering wie möglich sein, um eine Verfälschung der Messergebnisse zu vermeiden. Ein gründliches Design des On-Chip-Überwachungsschaltkreises kann die Sensitivität gegenüber störenden Effekten verringern. Wenn die Sensitivität des On-Chip-Überwachungsschaltkreises gegenüber störenden Effekten nicht vollständig eliminiert werden kann, kann eine Kalibration des On-Chip-Überwachungsschaltkreises erforderlich sein, um die störenden Effekte zu kompensieren. Die Kalibration kann während der Herstellung, nach der Herstellung oder während des Betriebes des Überwachungsschaltkreises auf dem Chip durchgeführt werden. Die Kalibration eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises kann implementiert werden durch Bereitstellen einer Schaltung, welche das elektrische Verhalten des Überwachungsschaltkreises modifiziert, das heißt der Betrieb des Überwachungsschaltkreises kann zwischen mehreren vorbestimmten Konfigurationseinstellungen umgeschaltet werden. Während einer Kalibration kann eine spezifische vorbestimmte Konfigurationseinstellung ausgewählt werden, welche die beste Messgenauigkeit bereitstellt, und gespeichert werden zur späteren Verwendung des Überwachungsschaltkreises in einem Überwachungsmodus. Die ausgewählte Konfigurationseinstellung kann in einem Register, einem flüchtigen Speicher, einem nichtflüchtigen Speicher oder einer elektrischen Sicherung, beispielsweise in einer elektrischen Schmelzsicherung, gespeichert werden. Das Register, der flüchtige Speicher, der nichtflüchtige Speicher oder die elektrische Sicherung können auf demselben Halbleitersubstrat wie der On-Chip-Überwachungsschaltkreis oder auf einem getrennten Halbleitersubstrat implementiert bzw. bereitgestellt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Schaltungsanordnung bereitgestellt, welche eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen, wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise eingerichtet sein kann, einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen, und eine Steuerungseinrichtung aufweisen kann, welche mit der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise gekoppelt sein kann, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein kann, ein Messergebnis von mindestens einem On-Chip-Überwachungsschaltkreis von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise zu erhalten und eine Kalibration eines anderen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise zu steuern in Übereinstimmung mit dem Messergebnis.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung können mindestens zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise von dem gleichen Typ sein.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen eingerichtet sein, Parameter des Halbleiterchips gleichzeitig zu messen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Mehrzahl von den On-Chip-Überwachungsschaltkreisen in verschiedenen Bereichen des Halbleiterchips angeordnet sein.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, die Kalibration zu steuern, indem sie eine Einstellung eines anderen der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen anpasst.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, die Kalibration zu wiederholen, falls das Messergebnis von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, eine Mehrzahl von Messergebnissen von mindestens einem von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen zu empfangen innerhalb einer vorbestimmten Zeit und die Kalibration in Übereinstimmung mit einer Kombination der Mehrzahl der Messergebnisse zu steuern.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, eine Mehrzahl von Messergebnissen von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen zu empfangen und zu detektieren, ob mindestens einer von der Mehrzahl der Messergebnisse von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, einen Parameter des Halbleiterchips in Übereinstimmung mit einer Kombination der Mehrzahl von Messergebnissen anzupassen, falls keiner der Mehrzahl von Messergebnissen von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Schaltungsanordnung bereitgestellt, welche aufweisen kann:
eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen, welche in einem Netzwerk angeordnet sein können, wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise eingerichtet sein kann, mindestens einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen; eine Steuerungseinrichtung, welche mit dem Netzwerk der On-Chip-Überwachungsschaltkreise gekoppelt sein kann, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein kann, Messergebnisse von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise zu erhalten und eine Ausgabe in Übereinstimmung mit einer Evaluation der Messwerte zu erzeugen; und mindestens eine Rückkopplungsschleife (Feedbackschleife), welche mit der Steuerungseinrichtung und dem Netzwerk gekoppelt sein kann, wobei die mindestens eine Rückkopplungsschleife eingerichtet sein kann, eine Kalibration mindestens eines von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise in Übereinstimmung mit der Ausgabe zu steuern.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, einen Parameter des Halbleiterchips in Übereinstimmung mit einer Kombination von Messergebnissen anzupassen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann mindestens einer von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise ein Kalibrationssteuerungswort aufweisen und die Rückkopplungsschleife kann eingerichtet sein, die Kalibration zu steuern, indem sie das Kalibrationssteuerungswort in Übereinstimmung mit der Ausgabe anpasst.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann das Netzwerk der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise eingerichtet sein, gleichzeitig betrieben zu werden.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Schaltungsanordnung kann die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise in einem dedizierten Schaltungsblock implementiert sein und die Steuerungseinrichtung kann in einem Prozessor implementiert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Beaufsichtigen eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweisen kann: (a) Starten einer Messung mindestens eines von einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen, wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise eingerichtet sein kann, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen; (b) Starten einer Messung eines zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises, wobei der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis eingerichtet sein kann, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen; (c) Bearbeiten mindestens eines Messergebnisses von dem mindestens einen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise; und (d) Kennzeichnen, dass ein Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises ungültig ist, falls mindestens ein Messergebnis von dem mindestens einen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis eingerichtet sein, einen Parameter zu messen, welcher sich von den Parametern unterscheidet, welche von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise gemessen werden.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Starten der Messung eines zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises zeitlich nach dem Starten der Messung mindestens eines von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise erfolgen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner Wiederholen mindestens der Schritte (a) bis (c) aufweisen, falls mindestens ein Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises als ungültig gekennzeichnet wird.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner Aktivieren eines Messmodus und Anpassen eines Parameters des Halbleiterchips in Übereinstimmung mit dem Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises aufweisen, falls das Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises nicht als ungültig gekennzeichnet wird.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner Empfangen einer Mehrzahl von Messergebnissen von dem mindestens einen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise innerhalb einer vorbestimmten Zeit aufweisen, wobei das Bearbeiten der Messergebnisse in Schritt (c) Bearbeiten von der Mehrzahl der Messergebnisse aufweisen kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises bereitgestellt, wobei das Verfahren aufweist: (a) Aktivieren einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen, welche eingerichtet sein können, mindestens einen Parameter des Halbleiterchips zu messen; (b) Aktivieren eines zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises; (c) Kombinieren der Messergebnisse von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise; und (d) Steuern einer Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises in Übereinstimmung mit der Kombination der Messergebnisse.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die Kalibration ein Anpassen einer Einstellung des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises aufweisen.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Steuern einer Kalibration Wiederholen des ersten (a) und des zweiten (b) Aktivierungsschrittes und des Kombinierungsschrittes (c) aufweisen, falls mindestens ein Messergebnis von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein System, bereitgestellt, welches eine Schaltungsanordnung, einen funktionalen Schaltkreis und einen Regulierungsschaltkreis aufweisen kann. Die Schaltungsanordnung kann aufweisen: eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen, wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise eingerichtet sein kann, einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen; eine Steuerungseinrichtung, welche mit der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise gekoppelt sein kann, wobei die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein kann, ein Messergebnis von mindestens einem On-Chip-Überwachungsschaltkreis von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise zu erhalten und eine Kalibration eines anderen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise zu steuern in Übereinstimmung mit dem Messergebnis. Der funktionale Schaltkries kann eingerichtet sein, eine Funktion des Halbleiterchips auszuführen. Der Regulierungsschaltkreis, welcher mit der Schaltungsanordnung und dem funktionalen Schaltkreis gekoppelt sein kann, kann eingerichtet sein, einen Parameter des funktionalen Schaltkreises in Übereinstimmung mit mindestens einem Messergebnis von mindestens einem der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise zu regulieren.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des Systems kann die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise und der funktionale Schaltkreis auf dem Halbleiterchip angeordnet sein.
Die detaillierte Beschreibung erfolgt mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen identifiziert die sich am weitesten links befindende Ziffer eines Bezugszeichens die Zeichnung, in welcher das Bezugszeichen zum ersten Mal auftaucht. Die Verwendung von ähnlichen Bezugszeichen in unterschiedlichen Instanzen in der Beschreibung und den Zeichnungen kann ähnliche oder identische Gegenstände bezeichnen.
1 zeigt eine beispielhafte Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen und einer Steuerungseinrichtung.
2 zeigt einen Graphen, welcher eine Versorgungsspannung eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises darstellt, welcher während einer Kalibration kalibriert werden soll.
3 zeigt einen weiteren Graphen, welcher eine Versorgungsspannung eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises zeigt, welcher während einer Kalibration kalibriert werden soll.
4 zeigt eine weitere beispielhafte Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen und einer Steuerungseinrichtung.
5 zeigt eine beispielhafte selbstkalibrierende On-Chip-Überwachungsschaltung.
6 zeigt eine beispielhafte On-Chip-Überwachungsschaltung mit externer Kalibration.
7 zeigt eine beispielhafte Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl von Überwachungsschaltkreisen auf dem Chip, einem Steuerungsschaltkreis und einer Mehrzahl von Post-Prozessoren.
8 zeigt ein beispielhaftes System mit einer Schaltungsanordnung, einem funktionalen Schaltkreis und einem Regelschaltkreis.
9 zeigt ein Flussdiagramm, welches eine Anzahl von Arbeitsabläufen enthält, welche einen On-Chip-Überwachungsschaltkreis überwachen.
10 zeigt ein Flussdiagramm, welches eine Anzahl von Arbeitsabläufen enthält, welche einen Überwachungsschaltkreis auf dem Chip kalibrieren.
Es werden Techniken bzw. Verfahren zum Überwachen eines Parameters eines Halbleiterchips offenbart. Gemäß einer Implementierung kann eine Schaltungsanordnung eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen aufweisen. Jeder der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen ist derart eingerichtet, dass er einen Parameter des Halbleiterchips messen kann. Die Schaltungsanordnung kann ferner eine Steuerungseinrichtung aufweisen, welche mit der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen gekoppelt ist. Die Steuerungseinrichtung kann eingerichtet sein, ein Messergebnis von mindestens einem der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen zu empfangen und eine Kalibration eines anderen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise in Übereinstimmung mit dem Messergebnis zu steuern.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Steuerungseinrichtung mittels einer beliebigen Art von Logik implementiert werden, beispielsweise einer digitalen Logik, wie etwa einer fest verdrahteten Logik und/oder einer programmierbaren Logik. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Steuerungseinrichtung beispielsweise mittels eines Prozessors, beispielsweise eines Mikroprozessors (beispielsweise eines CISC(complex instruction set computer – Computer mit komplexem Befehlssatz)-Mikroprozessors oder eines RISC(reduced instruction set computer – Computer mit reduziertem Befehlssatz)-Mikroprozessors) implementiert werden oder als eine programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung (programmable gate array, PGA) oder eine im (Anwendungs-)Feld programmierbare (Logik-)Gatter-Anordnung (field programmable gate array, FPGA) oder ähnliches.
Gemäß einer weiteren Implementierung kann eine Schaltungsanordnung eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen aufweisen, welche in einem Netzwerk angeordnet sind. Jedes von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise kann eingerichtet sein, mindestens einen Parameter des Halbleiterchips zu messen. Die Schaltungsanordnung kann ferner eine Steuerungseinrichtung aufweisen, welche an das Netzwerk der On-Chip-Überwachungsschaltkreise gekoppelt ist. Die Steuerungseinrichtung kann derart eingerichtet sein, dass sie Messergebnisse von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen empfängt und eine Ausgabe in Übereinstimmung mit einer Auswertung der Messergebnisse erzeugt. Die Schaltungsanordnung kann ferner mindestens eine Rückkopplungsschleife aufweisen, welche an die Steuerungseinrichtung und das Netzwerk gekoppelt ist. Die mindestens eine Rückkopplungsschleife kann eingerichtet sein, eine Kalibration von mindestens einem von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen zu steuern in Übereinstimmung mit der Ausgabe.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Überwachen eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises bereitgestellt. Eine Messung von mindestens einem von einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen wird gestartet (beispielsweise beginnt dann mindestens einer von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen die Messung auszuführen) und jedes von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise kann eingerichtet sein, einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen. Ferner kann eine Messung eines zu überwachenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises gestartet werden und der zu überwachende On-Chip-Überwachungsschaltkreis kann eingerichtet sein, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen. Ferner kann mindestens ein Messergebnis von mindestens einem von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen verarbeitet werden. Ein Messergebnis von einem On-Chip-Überwachungsschaltkreis kann als ungültig gekennzeichnet werden, falls das mindestens eine Messergebnis von mindestens einem von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises bereitgestellt. Eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen, welche eingerichtet ist, mindestens einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen, kann aktiviert werden. Ferner kann ein zu kalibrierender On-Chip-Überwachungsschaltkreis aktiviert werden. Messergebnisse von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen können kombiniert bzw. zusammengefasst werden. Ferner kann eine Kalibration des On-Chip-Überwachungsschaltkreises, welcher kalibriert werden soll (d. h. des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises), in Übereinstimmung mit der Kombination der Messergebnisse gesteuert werden.
Die hier beschriebenen und veranschaulichten Implementierungen können eine genaue Kalibration eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises und eine genaue Messung von Chipparametern ermöglichen. Variationen von Betriebsbedingungen können während einer Kalibrationsphase oder einer Messungsphase detektiert werden und eine Kalibration oder eine Messung kann wiederholt werden, falls signifikante Variationen von Betriebsbedingungen vorliegen. Zusätzlich können die hier dargestellten und veranschaulichten Implementierungen nur einen geringen Flächenbedarf und nur einen kleinen Energieverbrauch aufweisen.
Die hier beschriebenen Techniken können in vielfältiger Weise implementiert bzw. umgesetzt werden. Beispiele und Zusammenhänge werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und die weitere Beschreibung gegeben.
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer exemplarischen Schaltungsanordnung 100, welche eine Mehrzahl von On-Chip-überwachungsschaltkreisen 102 und 104 und eine Steuerungseinrichtung 106 aufweist. Jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102 und 104 ist derart konfiguriert, dass er einen Parameter eines Halbleiterchips misst. Die Steuerungseinrichtung 106 ist an die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102 und 104 gekoppelt und ist eingerichtet, mindestens ein Messergebnis von mindestens einem (z. B. dem On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104) von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102, 104 zu empfangen. Die Steuerungseinrichtung 106 ist ferner so konfiguriert, dass sie eine Kalibration eines anderen (z. B. dem On-Chip-Überwachungsschaltkreis 102) von der Mehrzahl von On-Chip-überwachungsschaltkreisen 102 und 104 steuert in Übereinstimmung mit dem Messergebnis.
Wie in 1 veranschaulicht, kann die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102 und 104 aufweisen, das heißt einen ersten On-Chip-Überwachungsschaltkreis 102 und einen zweiten On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104. Alternativ kann die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen mehr als zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise aufweisen. Jeder von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 kann eingerichtet sein, einen oder mehrere Parameter des Halbleiterchips zu messen. Ein Messergebnis, welches durch einen von den On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 bereitgestellt wird, kann einem Stromzustand eines Parameters des Halbleiterchips entsprechen. Ein On-Chip-Überwachungsschaltkreis kann eingerichtet sein einen Parameter zu messen, beispielweise eine Temperatur, eine Versorgungsspannung, eine Schaltkreisverzögerung, eine Frequenz, einen Alterungszustand, eine Prozessvariation, eine dynamische Leistungsdissipation oder einen Leckstrom. Zusätzlich oder alternativ kann ein On-Chip-Überwachungsschaltkreis eingerichtet sein, CMOS(complementary metal Oxide semiconductor – komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter)-Geräteparameter zu messen, wie etwa einen Treiberstrom bzw. Ansteuerungsstrom und Schwellenspannung oder einen Widerstand und Koppelkapazitäten von On-Chip-Zwischenverbindungen (d. h. Zwischenverbindungen auf dem Chip). Ein On-Chip-Überwachungsschaltkreis kann beispielsweise einen Ringoszillator, eine Anordnung von Verzögerungselementen und/oder einen Zeit-zu-Digital-Konverter aufweisen, um den einen oder die mehreren Parameter zu messen. Zusätzlich oder alternativ kann der On-Chip-Überwachungsschaltkreis einen Sensor aufweisen, beispielsweise einen Thermalsensor, um den einen oder die mehreren Parameter zu messen. Der On-Chip-Überwachungsschaltkreis kann gänzlich Digitallogik, gänzlich Analoglogik oder beide, also Digital- und Analoglogik, aufweisen.
Die Steuerungseinrichtung 106 kann eine Kalibration des ersten On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 überwachen, indem sie ein Messergebnis von dem zweiten On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104 empfängt und überprüft, ob das Messergebnis innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt bzw. liegt. Falls das Messergebnis vom vorbestimmten Bereich abweicht, kann die Kalibration des ersten On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 ungültig sein und die Kalibration kann wiederholt werden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 106 die Kalibration unterbrechen und einen Neustart der Kalibration des ersten On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 initiieren. Falls das Messergebnis nicht vom vorbestimmten Bereich abweicht, kann die Kalibration des ersten On-Chip-Überwachungsschaltkreises gültig sein und abgeschlossen sein.
In einer Implementierung kann der erste On-Chip-Überwachungsschaltkreis 102 ein On-Chip-Überwachungsschaltkreis sein, welcher kalibriert werden soll, und der zweite On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104 kann ein On-Chip-Überwachungsschaltkreis sein, welcher eine Kalibration des On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 überwacht, welcher kalibriert werden soll. Beispielsweise kann der überwachende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104 eine Versorgungsspannung VDD des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 während der Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungs-schaltkreises 102 messen. Die Steuereinrichtung 106 kann eine Mehrzahl von Messergebnissen der Versorgungsspannung VDD vom überwachenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104 innerhalb einer vorbestimmten Zeit empfangen. Die Steuerungseinrichtung 106 kann die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 steuern in Übereinstimmung mit einer Kombination der Mehrzahl von erhaltenen Messergebnissen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinrichtung 106 detektieren, ob mindestens eines der Mehrzahl von Messergebnissen von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
2 zeigt einen Graphen, welcher eine Versorgungsspannung VDD des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102 währen einer Kalibration zeigt. Die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann eine vorbestimmte Zeitdauer t1 benötigen, welche nachfolgend als Kalibrationsphase t1 bezeichnet wird. Während der Kalibrationsphase t1 kann der überwachende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104 zehn Messungen der Versorgungsspannung VDD vornehmen und kann zehn Messergebnisse 1, 2, 3, ... 10 der Steuerungseinrichtung 106 bereitstellen. Die Steuerungseinrichtung 106 kann jedes der zehn Messergebnisse 1, 2, 3, ... 10 dahingehend überprüfen, ob es von einem vorbestimmten bzw. vorgegebenen Spannungsbereich abweicht, welcher durch einen unteren Spannungspegel VDDmin und einen oberen Spannungspegel VDDmax bestimmt ist. Beispielsweise, wie in 2 veranschaulicht, übersteigen die Messergebnisse mit der Nummer 4 und der Nummer 5 den oberen Spannungspegel VDDmax und das Messergebnis mit Nummer 8 fällt unter den unteren Spannungspegel VDDmin. Da mindestens eines der Messergebnisse vom vorbestimmten Bereich abweicht, kann die Steuerungseinrichtung 106 die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 als ungültig kennzeichnen. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 106 die Kalibration des On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 steuern, indem eine Wiederholung der Kalibration initiiert wird.
Grundsätzlich können substantielle Variationen von Betriebsbedingungen eine genaue Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 verhindern. Beispielsweise können signifikante Variationen der Versorgungsspannung VDD eine genaue Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 verhindern. Durch kontinuierliche Überwachung der Versorgungsspannung VDD während der Kalibrationsphase t1 des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann eine Verfälschung der Kalibration, hervorgerufen durch zeitliche Variationen der Versorgungsspannung VDD, detektiert werden. Die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann als ungültig gekennzeichnet werden und kann verworfen werden, falls die Versorgungsspannung VDD während der Kalibrationsphase t1 stark variiert, das heißt falls die Versorgungsspannung VDD nicht stabil ist. Die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann unterbrochen werden und neu gestartet werden.
3 zeigt einen weiteren Graphen, welcher eine Versorgungsspannung VDD des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises während einer Kalibration zeigt. Die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann eine vorbestimmte Zeitdauer t2 beanspruchen, welche als Kalibrationsphase t2 bezeichnet wird. Während der Kalibrationsphase t2 kann der überwachende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 104 zehn Messungen der Versorgungsspannung VDD vornehmen und kann zehn Messergebnisse 1, 2, 3, ... 10 der Steuerungseinrichtung 106 bereitstellen. Jeder der zehn Messergebnisse 1, 2, 3 ... 10 kann innerhalb eines vorbestimmten bzw. vorgegebenen Spannungsbereiches liegen, welcher durch einen unteren Spannungspegel VDDmin und einen oberen Spannungspegel VDDmax bestimmt (definiert) ist. Demzufolge kann die Steuerungseinrichtung 106 die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 als gültig kennzeichnen und die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann abgeschlossen werden bzw. sein.
Während der Kalibrationsphase t2 des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann es vorkommen, dass keine signifikanten Variationen der Versorgungsspannung VDD auftreten, und die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 kann ungestört sein. Eine genaue Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises kann durchgeführt werden mit der Versorgungsspannung VDD, welche während der Kalibrationsphase t2 stabil ist.
4 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer weiteren beispielhaften Schaltungsanordnung 400, welche eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404 408 und 410 und eine Steuerungseinrichtung 406 aufweist. Die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 ist in einem Netzwerk angeordnet und jeder von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 kann mit allen anderen von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 gekoppelt sein. Die Steuerungseinrichtung 406 ist mit dem Netzwerk der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 402, 404, 408 und 410 gekoppelt und ist eingerichtet, Messergebnisse von diesen zu empfangen. Die Steuerungseinrichtung 406 ist ferner konfiguriert, eine Ausgabe 412 zu erzeugen in Übereinstimmung mit einer Auswertung der Messergebnisse. Mindestens eine Rückkopplungsschleife 414 ist mit der Steuerungseinrichtung 406 und dem Netzwerk gekoppelt. Die mindestens eine Rückkopplungsschleife 414 ist eingerichtet, eine Kalibration mindestens eines 402 von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 in Übereinstimmung mit der Ausgabe 412 zu steuern.
Jeder der Mehrzahl von den On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 kann eingerichtet sein einen oder mehrere Parameter des Halbleiterchips zu messen, wie weiter oben in Verbindung mit 1 beschrieben. Die Steuerungseinrichtung 406 kann die Ausgabe 412 auf Grundlage einer Kombination von Messergebnissen bereitstellen, welche sie von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 erhält.
In einer Ausführungsform kann einer von der Mehrzahl von den On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 ein zu kalibrierender On-Chip-Überwachungsschaltkreis sein (z. B. der On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402). Die übrigen On-Chip-überwachungsschaltkreise 404, 408 und 410 können die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises beaufsichtigen. Beispielsweise kann der zu kalibrierenden On-Chip-überwachungsschaltkreis 402 eine Temperaturüberwachungseinrichtung sein, der erste beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 404 kann eine Versorgungsspannung-Überwachungseinrichtung sein, der zweite Überwachende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 408 kann eine Prozess-Überwachungseinrichtung sein und der dritte beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 410 kann eine Alterungsüberwachungseinrichtung sein. Während einer Kalibrationsphase der zu kalibrierenden Temperaturüberwachungseinrichtung 402 kann jeder von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 der Steuerungseinrichtung 406 Messergebnisse bereitstellen. Die Steuerungseinrichtung 406 kann die von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 erhaltenen Messergebnisse kombinieren. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung überprüfen, ob die Versorgungsspannung von einem vorbestimmten Spannungsbereich abweicht und sie kann dabei den Status des Halbleiterchips hinsichtlich des Prozesses und der Alterung berücksichtigen. Grundsätzlich kann die Steuerungseinrichtung 406 durch Beaufsichtigen der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 404, 408 und 410 Variationen von Betriebsbedingungen während der Kalibrationsphase der zu kalibrierenden Temperaturüberwachungseinrichtung 402 detektieren. In Abhängigkeit von den erhaltenen Messergebnissen kann die Steuerungseinrichtung 406 die Kalibration der zu kalibrierenden Temperaturüberwachungseinrichtung 402 als gültig oder ungültig kennzeichnen.
Die Steuerungseinrichtung 406 kann ein Signal am Ausgang 412 bereitstellen auf Grundlage einer Kombination der von den überwachenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 erhaltenen Messergebnisse. Das Signal am Ausgang 412 kann dem Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 über die Rückkopplungsschleife 414 bereitgestellt werden 414. Die Rückkopplungsschleife 414 kann die Kalibration der zu kalibrierenden Temperaturüberwachungseinrichtung 402 steuern. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 406 einen Neustart einer Kalibration der zu kalibrierenden Temperaturüberwachungseinrichtung 402 über die Rückkopplungsschleife 414 initiieren. Durch Kombinieren der von den mehreren Überwachungsquellen 404, 408 und 410 erhaltenen Messwerte kann die Kalibrationsgenauigkeit des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 402 verbessert werden.
Die Schaltungsanordnung 400, wie in Verbindung mit 4 veranschaulicht und beschrieben, weist nur eine Rückkopplungsschleife 414 auf. In einer Ausführungsform kann die Schaltungsanordnung 400 mehrere Rückkopplungsschleifen aufweisen. Beispielsweise kann jeder von der Mehrzahl von den On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 über eine Rückkopplungsschleife mit der Steuerungseinrichtung 406 gekoppelt sein. Die Steuerungseinrichtung 406 kann eine Kalibration jedes von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 über die Rückkopplungsschleife steuern und eine beaufsichtigte bzw. überwachte Kalibration von einigen oder von allen von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 kann gleichzeitig oder hintereinander durchgeführt werden.
In einer Implementierung kann die Schaltungsanordnung 400 ein Netzwerk aus autonom arbeitenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 aufweisen. Die Steuerungseinrichtung 406 kann einen Betrieb des Netzwerkes von autonom arbeitenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 steuern. Die On-Chip-Überwachungsschaltkreise 402, 404, 408 und 410 können unabhängig voneinander arbeiten. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 406 eine Kalibration des Netzwerkes von autonom arbeitenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 starten oder neustarten. Die Kalibration des Netzwerks von autonom arbeitenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 kann ohne weitere Interaktion durchgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf 1 und 4 kann eine Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 und 104 durchgeführt werden während der Herstellung des Halbleiterchips, welcher die zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102 und 104 aufweist. Beispielsweise kann die Kalibration vor und/oder nach Montieren und Häusen/Verpacken des Halbleiterchips durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 und 104 während der Laufzeit durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Kalibration bei jedem Setzen (set) oder Zurücksetzen (reset) des Halbleiterchips und/oder bei jeder Veränderung von Betriebsbedingungen des Halbleiterchips durchgeführt werden, wie etwa der Veränderung der Versorgungsspannung VDD und/oder der Taktfrequenz.
Unter Bezugnahme auf 1 und 4 kann in einem Ausführungsbeispiel die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 und das Netzwerk aus On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 eingerichtet sein, gleichzeitig betrieben zu werden, das heißt, diese können eingerichtet sein, Parameter des Halbleiterchips gleichzeitig zu messen. Bezugnehmend auf 4 können beispielsweise während der Kalibration der Temperaturüberwachungseinrichtung 402 die Temperaturüberwachungseinrichtung 402, die Versorgungsspannungsüberwachungseinrichtung 404, die Prozessüberwachungseinrichtung 408 und die Alterungsüberwachungseinrichtung 404 gleichzeitig betrieben werden bzw. arbeiten. Die Steuerungseinrichtung 406 kann das Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 zur selben Zeit starten bzw. aktivieren und das Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 kann zur selben Zeit aktiv sein. Die On-Chip-Überwachungsschaltkreise 404, 408 und 410 können unterschiedliche Messzeiten aufweisen. Beispielsweise kann die Alterungsüberwachungseinrichtung 410 eine längere Messzeit haben als die Versorgungsspannungsüberwachungseinrichtung 404. Demzufolge können die Endzeitpunkte der Messphasen unterschiedlich sein, obwohl die Messphasen der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 404, 408 und 410 zur selben Zeit begonnen werden.
Unter Bezugnahme auf 1 und 4 können mindestens zwei der On-Chip-Überwachungsschaltkreise von der Mehrzahl von den On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 beziehungsweise von dem Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 vom selben Typ sein. Beispielsweise können mindestens zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise einen gleichen Parameter des Halbleiterchips messen. Zusätzlich oder alternativ können mindestens zwei on-Chip Überwachungsschaltkreise auf gleiche oder ähnliche Weise konstruiert sein. Beispielsweise können die On-Chip-Überwachungsschaltkreise 402 und 404 Überwachungseinrichtungen sein und on-Chip Überwachungsschaltkreise 408 und 410 können Versorgungsspannungsüberwachungsschaltkreise sein.
In einer Implementierung können die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 bzw. das Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 in verschiedenen Bereichen des Halbleiterchips angeordnet sein und können ein Überwachungssystem bilden. Beispielsweise können die mindestens zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise vom selben Typ in verschiedenen Bereichen des Halbleiterchips angeordnet sein. Mindestens zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise können eine Temperatur des Halbleiterchips messen und sie können an verschiedenen Stellen des Halbleiterchips angeordnet sein, da Bereiche des Halbleiterchips unterschiedlich lokale Temperaturen aufweisen können bzw. bei unterschiedlichen lokalen Temperaturen betrieben werden können. Zusätzlich oder alternativ können mindestens zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise eine Versorgungsspannung des Halbleiterchips an unterschiedlichen Stellen des Halbleiterchips messen, da Bereiche des Halbleiterchips verschiedenen lokale Versorgungsspannungen aufweisen können bzw. bei diesen betrieben werden können.
Jeder der Mehrzahl von den On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104, wie in Verbindung mit 1 beschrieben und veranschaulicht, und jeder On-Chip-Überwachungsschaltkreis des Netzwerks von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, wie in Verbindung mit 4 dargestellt und beschrieben, kann in einem dedizierten Schaltungsblock implementiert bzw. bereitgestellt sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerungseinrichtung 106 und 406 als dedizierter Schaltkreis implementiert sein oder sie kann in einem Prozessor implementiert sein. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 106 und 406 in einem programmierbaren Mikrokontroller, einem digitalen Signalprozessor oder einem applikationsspezifischen Prozessor, welcher mit lokalem Speicher ausgestattet ist, implementiert sein.
Die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 und das Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, wie in Verbindung mit 1 und 4 beschrieben und veranschaulicht, können selbstkalibrierend sein. Wie in Verbindung mit 1 und 4 beschrieben, kann die Steuerungseinrichtung 106 und eine Kalibration eines selbstkalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 und 402 starten. Wenn die Kalibration ungültig ist, kann die Steuerungseinrichtung 106 und 406 einen Neustart der Kalibration initiieren. Andernfalls ist die Kalibration gültig und abgeschlossen. Mit Ausnahme des Starts bzw. des Neustarts kann der Betrieb des selbstkalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 102 und 402 von der Steuerungseinrichtung 106 und 406 unbeeinflusst sein.
5 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines selbstkalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 502. Der selbstkalibrierende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 502 weist einen Messschaltkreis 518, einen Logikschaltkreis 520 und ein Konfigurationsregister 522 auf. Das Konfigurationsregister 522 ist mit dem Messschaltkreis 518 gekoppelt und es kann einen Betrieb des Messschaltkreises 518 steuern. Der Messschaltkreis 518 kann ein Steuerungssignal 514 empfangen, welches von einer Steuerungseinrichtung bereitgestellt werden kann, beispielsweise von der Steuerungseinrichtung 106 in 1 oder von der Steuerungseinrichtung 406 in 4. Das Steuerungssignal 514 kann einen Start oder Neustart einer Kalibration initiieren durch Starten oder Neustarten einer Messung eines Chipparameters innerhalb des Messschaltkreises 518. Der Logikschaltkreis 520 ist mit dem Messschaltkreis 518 und dem Konfigurationsregister 522 gekoppelt. Der Logikschaltkreis 520 kann ein Messergebnis eines Chipparameters vom Messschaltkreis 518 empfangen und er kann ein Setzen (bzw. Beschreiben) des Konfigurationsregisters 522 steuern in Antwort auf das empfangene Messergebnis. Beispielsweise kann der Messschaltkreis 518 eine interne Verzögerungsstrecke aufweisen und ein Abgriff innerhalb der Verzögerungsstrecke kann angepasst werden in Übereinstimmung mit der Einstellung des Konfigurationsregisters 522. Die Kalibration des selbstkalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 502 kann durch mehrmaliges Messen des Chipparameters und durch mehrmaliges Anpassen der Einstellung des Konfigurationsregisters 522 durchgeführt werden. Grundsätzlich kann die Kalibration nach einem Start oder Neustart einer Kalibration des selbstkonfigurierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 502 durchgeführt werden und ohne jegliche Interaktion mit weiteren Schaltkreisen außerhalb des selbstkalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises 502 fertiggestellt werden.
Alternativ können die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 um das Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, wie in Verbindung mit 1 und 4 beschrieben und veranschaulicht, On-Chip-Überwachungsschaltkreise mit externer Kalibration sein. Im Gegensatz zu einem selbstkalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis kann ein On-Chip-Überwachungsschaltkreis mit externer Kalibration mit Schaltkreisen außerhalb des On-Chip-Überwachungsschaltkreises mehrmals während einer Kalibrationsphase interagieren.
6 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises mit externer Kalibration 602. Der On-Chip-Überwachungsschaltkreis mit externer Kalibration 602 weist einen Messschaltkreis 618 und ein Konfigurationsregister 622 auf, welches hier als Kalibrationssteuerungswort 622 bezeichnet wird. Ein Kontrollsignal 614 kann einen Start oder Neustart einer Kalibration initiieren durch Starten oder Neustarten einer Messung eines Chipparameters innerhalb des Messschaltkreises 618. Der Messschaltkreis 618 ist an das Kalibrationssteuerungswort 622 gekoppelt, welches eine Einstellung des Messschaltkreises 618 konfigurieren kann. Eine Einstellung des Kalibrationskontrollwortes 622 kann durch ein Signal 624 gesteuert werden. Das Signal 624 kann durch eine Steuerungseinrichtung bereitgestellt werden, beispielsweise durch die Steuerungseinrichtung 106 in 1 oder durch die Steuerungseinrichtung 406 in 4. Das heißt, die Steuerungseinrichtung kann die Kalibration des On-Chip-Überwachungsschaltkreises mit externer Kalibration 602 steuern durch Anpassen einer Einstellung des Kalibrationskontrollwortes 622. Bezugnehmend auf 4 kann beispielsweise die Rückkopplungsschleife 414 die Kalibration steuern durch Anpassen des Kalibrationskontrollwortes 622 in Übereinstimmung mit der Ausgabe 412. Während der Kalibration des On-Chip-Überwachungsschaltkreises mit externer Kalibration 602 kann das Kalibrationssteuerungswort 620 mehrmals aktualisiert werden.
Grundsätzlich kann eine Kalibration der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 und des Netzwerks von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, wie in Verbindung mit 1–6 beschrieben und veranschaulicht, durch Anpassen der Überwachungsfunktionalität mittels Anpassen des Konfigurationsregisters 522 und 622, wie in Verbindung mit 5 und 6 beschrieben und veranschaulicht wurde, durchgeführt werden. Wie weiter oben in Verbindung mit 5 beschrieben, kann eine interne Verzögerungsstrecke angepasst werden in Übereinstimmung mit der Einstellung des Konfigurationsregisters 522 und 622. Zusätzlich oder alternativ können ein Messbereich, eine Messauflösung, eine Messzeit, ein interner Datenfluss, eine intern, lokal erzeugte Spannung, ein intern, lokal erzeugter Strom, eine interne, lokale Kapazität, ein interner Widerstand, eine interne Frequenz oder ein interner Phasenunterschied innerhalb des On-Chip-Überwachungsschaltkreises angepasst werden.
Jedes der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 und das Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, wie in Verbindung mit 1 und 4 veranschaulicht und beschrieben, können in einem von drei unterschiedlichen Modi betrieben werden: einem Kalibrationsmodus, einem Messmodus oder einem ausgeschalteten Modus. In dem ausgeschalteten Modus kann eine Energieversorgung von mindestens einem On-Chip-Überwachungsschaltkreis 102, 104, 402, 404, 408 und 410 ausgeschaltet werden, um Energie zu sparen.
Die Schaltungsanordnungen 100 und 400, wie in Verbindung mit 1 und 4 veranschaulicht und beschrieben, können in einem von zwei unterschiedlichen Modi betrieben werden, einem beaufsichtigten Kalibrationsmodus und einem beaufsichtigten Messmodus. In dem beaufsichtigten Kalibrationsmodus kann die Schaltungsanordnung 100 und 400 so arbeiten, wie in Verbindung mit 1 bis 6 beschrieben und veranschaulicht. Der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 102 und 402 kann in dem Kalibrationsmodus und die beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreise 104, 404, 408 und 410 können im Messmodus betrieben werden.
Im Folgenden wird in Verbindung mit 4 der beaufsichtigte Messmodus beschrieben. Jedoch ist anzumerken, dass der beaufsichtigte bzw. überwachte Messmodus ebenfalls auf die in Verbindung mit 1 beschriebene und veranschaulichte Schaltungsanordnung 100 Anwendung finden kann. In dem beaufsichtigten Messmodus kann jeder von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 in dem Messmodus arbeiten. Während einer Messphase kann einer 402 von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, welcher nachfolgend als charakterisierender On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 bezeichnet werden soll, Messergebnisse eines zu messenden bzw. zu charakterisierenden Chipparameters bereitstellen. Die anderen On-Chip-Überwachungsschaltkreise 404, 408 und 410 von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, welche nachfolgend als beaufsichtigende bzw. überwachende On-Chip-Überwachungsschaltkreise 404, 408 und 410 bezeichnet werden sollen, können Messergebnisse von zu überwachenden bzw. beaufsichtigenden Chipparametern während der Messphase bereitstellen.
Die Steuerungseinrichtung 406 kann die Messergebnisse von dem charakterisierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 und von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 empfangen. Die Steuerungseinrichtung 406 kann die von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 empfangenen Messergebnisse kombinieren. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 406 detektieren bzw. feststellen, falls bzw. dass mindestens eines der Messergebnisse, welche von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 empfangen werden, von einem vorbestimmten Bereich abweicht. Die Steuerungseinrichtung 406 kann die von dem charakterisierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 empfangenen Messergebnisse als ungültig kennzeichnen, falls mindestens eines der Messergebnisse der beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreise 404, 408 und 410 vom vorbestimmten Bereich abweicht und die Steuerungseinrichtung 406 kann eine Wiederholung der Messphase initiieren. Falls keines der Messergebnisse von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 vom vorbestimmten Bereich abweicht, können die vom charakterisierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 erhaltenen Messergebnisse als gültig gekennzeichnet werden und die Messphase kann abgeschlossen werden bzw. sein.
Die Steuerungseinrichtung 406 kann eine weitere Ausgabe 416 bereitstellen in Übereinstimmung mit einer kombinierten Evaluation der Messergebnisse, welche sie von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 402, 404, 408 und 410 empfängt. Ein Signal kann am weiteren Ausgang 416 bereitgestellt werden, falls die von dem charakterisierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 empfangenen Messergebnisse als gültig gekennzeichnet sind. Ein weiterer Schaltkreis kann das von dem weiteren Ausgang 416 bereitgestellte Signal empfangen und der weitere Schaltkreis kann eingerichtet sein, einen Parameter des Halbleiterchips in Reaktion auf das Signal anzupassen. Der anzupassende Parameter kann einer von den Parametern sein, welche in Verbindung mit 1 weiter oben aufgelistet worden sind. Grundsätzlich ist die Steuerungseinrichtung 406 eingerichtet, einen Parameter des Halbleiterchips in Übereinstimmung mit einer Kombination der Messergebnisse, welche sie von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 empfangen kann, anzupassen, falls die von dem charakterisierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 empfangenen Messergebnisse als gültig gekennzeichnet sind.
Beispielsweise kann in dem beaufsichtigten Messmodus eine beaufsichtigte Messung einer Temperatur des Halbleiterchips bzw. eines Teiles des Halbleiterchips durchgeführt werden. Der charakterisierende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 kann eine Temperaturüberwachungseinrichtung sein, der beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 404 kann eine Versorgungsspannungsüberwachungseinrichtung sein, der beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 408 kann eine Alterungsüberwachungseinrichtung sein und der beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis 410 kann eine Prozessüberwachungseinrichtung sein. Während einer Messphase der Temperatur kann die Steuerungseinrichtung 406 Messergebnisse von der charakterisierenden Temperaturüberwachungseinrichtung 402 empfangen. Zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung 406 Messergebnisse von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 sammeln. Die Steuerungseinrichtung 406 kann jedes der von den überwachenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 empfangenen Messergebnisse daraufhin überprüfen, ob dieses von einem vorbestimmten Bereich abweicht. Wenn keines der von den beaufsichtigenden Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 empfangenen Messergebnisse vom vorbestimmten Bereich abweicht, können die von der Temperaturüberwachungseinrichtung 402 empfangenen Messergebnisse als gültig gekennzeichnet werden. Andernfalls können die von der Temperaturüberwachungseinrichtung 402 empfangenen Messergebnisse als ungültig gekennzeichnet werden.
Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 406 mittels der Versorgungsspannungsüberwachungseinrichtung 404 einen plötzlichen IR-Abfall (ohmscher Spannungsabfall) detektieren, welcher während der Messphase der Temperatur auftreten kann und welcher die durch die Temperaturüberwachungseinrichtung 402 durchgeführte Messung verfälschen kann. Im Falle eines plötzlichen IR-Abfalls können die von der Temperaturüberwachungseinrichtung 402 empfangenen Messergebnisse als ungültig gekennzeichnet werden. Falls die von der Temperaturüberwachungseinrichtung 402 empfangenen Messergebnisse als gültig gekennzeichnet sind, kann die Steuerungseinrichtung 406 ein Signal an dem weiteren Ausgang 416 bereitstellen, welches der während der Messphase gemessenen Temperatur entsprechen kann. Ein weiterer Schaltkreis kann das am weiteren Ausgang 416 bereitgestellte Signal empfangen und der weitere Schaltkreis kann beispielweise die Taktfrequenz des Halbleiterchips gemäß dem Signal anpassen. Beispielsweise kann der weitere Schaltkreis eine Frequenz eines Taktes des Halbleiterchips verringern, falls sich die durch die Temperaturüberwachungseinrichtung 402 gemessene Temperatur erhöht hat. Falls die CMOS-Schaltkreisleistungsfähigkeit sich mit fallender Temperatur verringert, wie beispielsweise in modernen CMOS-Technologien mit minimalen Strukturgrößen unterhalb von 65 nm, also beispielsweise bei 45-nm-Technologieknoten oder 28-nm-Technologieknoten, oder bei ultratiefen VDD(positive Versorgungsspannung von MOS-Schaltkreisen)-Betriebszuständen mit VDD-Spannungen, die kleiner sind als 1 Volt, kann der weitere Schaltkreis die Frequenz verringern oder die Versorgungsspannung erhöhen, um einen Systemabsturz zu verhindern. Grundsätzlich kann der weitere Schaltkreis eine Gegenmaßnahme initiieren in Übereinstimmung mit dem von dem weiteren Ausgang 416 empfangenen Signal.
Grundsätzlich kann die Steuerungseinrichtung 406 im beaufsichtigten Messmodus einen Status des Halbleiterchips bestimmen auf Grundlage der von dem charakterisierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis 402 und von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 empfangenen Messergebnissen. Ein Signal, welches am weiteren Ausgang 416 bereitgestellt wird, kann dem Status des Halbleiterchips entsprechen bzw. diesen charakterisieren. Ein weiterer Schaltkreis kann mit dem weiteren Ausgang 416 des Halbleiterschaltkreises 400 gekoppelt sein und der weitere Schaltkreis kann den Status des Halbleiterchips verändern in Reaktion auf das Signal, welches von dem weiteren Ausgang 416 empfangen wird. Durch Beaufsichtigen eines oder mehrerer Chipparameter während einer Messphase eines zu charakterisierenden Chipparameters kann eine genaue Messung des zu charakterisierenden Chipparameters ermöglicht werden. Es kann detektiert werden, ob wesentliche zeitliche Variationen der zu beaufsichtigenden Chipparameter die Messung des zu charakterisierenden Chipparameters verfälschen bzw. beeinträchtigen. Somit kann verhindert werden, dass der Status des Halbleiterchips irrtümlicherweise geändert wird.
Die Steuerungseinrichtung 406 kann den Status des Halbleiterchips berechnen gemäß einem vordefinierten Algorithmus. Wie in Verbindung mit 1 weiter oben beschrieben, kann beispielsweise die Steuerungseinrichtung 406 überprüfen, ob die von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 404, 408 und 410 empfangenen Messergebnisse von einem vorbestimmten Bereich abweichen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerungseinrichtung 406 einen anderen Algorithmus auf die von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 empfangenen Messergebnisse anwenden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 406 eine Mittelwertbildung der Messergebnisse ausführen oder sie kann die Messergebnisse mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleichen.
Der weitere Schaltkreis kann auf demselben Halbleiterchip wie die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 implementiert sein, das heißt sie können auf demselben Siliziumsubstrat implementiert sein. Alternativ kann der weitere Schaltkreis auf einem anderen Halbleiterchip bzw. Siliziumsubstrat implementiert sein. Der weitere Schaltkreis kann mindestens einen Leistungsmanagementschaltkreis und/oder einen Taktgenerator und/oder einen Taktschaltungsschaltkreis und/oder ein programmierbares Verzögerungsglied in Taktpfaden und Kombinations-Logikpfaden und/oder eine Aufweckschaltung eines Rechenschaltkreises aufweisen. Der weitere Schaltkreis kann den Status des Halbleiterchips verändern durch Verändern einer Versorgungsspannung und/oder einer Substratspannung eines nFET-Transistors (FET-Transistor mit n-Kanal) und/oder eines pFET-Transistors (FET-Transistor mit p-Kanal) und/oder einer Taktfrequenz und/oder einer Propagationsverzögerung in Taktpfaden und Kombinations-Logikpfaden. Zusätzlich oder alternativ kann der weitere Schaltkreis den Status des Halbleiterchips verändern durch Blockieren der Propagation von Taktflanken in einen Block und/oder durch Aktivieren eines zusätzlichen Rechenschaltkreises.
Wie in Verbindung mit 1 und 4 weiter oben beschrieben, kann jeder On-Chip-Überwachungsschaltkreis von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 102 und 104 und von dem Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 während einer Messphase oder einer Kalibrationsphase der Steuerungseinrichtung 106 und 406 mehrere Messergebnisse bereitstellen. Alternativ kann mindestens einer von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102 und 104 und von dem Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 der Steuerungseinrichtung 106 und 406 nur ein Messergebnis bereitstellen während einer Messphase oder einer Kalibrationsphase. Die Steuerungseinrichtung 106 und 406 kann das eine oder die mehreren Messergebnisse kombinieren, welche von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 102 und 104 und dem Netzwerk von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410 empfangen wurden.
7 zeigt eine weitere beispielhafte Schaltungsanordnung 700, welche eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 und eine Steuerungseinrichtung 706 aufweist. Zusätzlich weist die Schaltungsanordnung 700 eine Mehrzahl von Post-Prozessoren (Nach-Prozessoren) 718, 720, 722 und 724 und einen Kalibrationsschaltkreis 726 auf. Jeder der Post-Prozessoren 718, 720, 722 und 724 kann mit einem dedizierten On-Chip-Überwachungsschaltkreis 702, 704, 708 und 710 gekoppelt sein. Jeder der Post-Prozessoren 718, 720, 722 und 724 kann gemessene Rohdaten 726, 728, 730 und 732 von dem dedizierten On-Chip-Überwachungsschaltkreis 702, 704, 708 und 710 empfangen und kann eine Datenkonversion in ein digitales Ausgabesignal 734, 746, 738 und 740 durchführen. Die digitale Datenausgabe 734, 736, 738 und 740 jedes der Post-Prozessoren 718, 720, 722 und 724 kann der Steuerungseinrichtung 706 bereitgestellt werden. Die Datenkonversion innerhalb der Post-Prozessoren 718, 720, 722 und 724 kann mindestens eine Analog-zu-Digital-Konversion und/oder einen Vergleich und/oder eine Nachschlagetabellenfunktionalität (Lookup-Tabellenfunktionalität) und/oder eine Signalbearbeitungsfunktionalität, wie etwa Filterung, Mittelwertberechnung, Minimum- und Maximumfunktionen oder arithmetisch-logische Berechnungen aufweisen.
Die Mehrzahl von Post-Prozessoren 718, 720, 722 und 724 kann an die Steuerungseinrichtung 706 gekoppelt sein und ein Betrieb der Mehrzahl von Post-Prozessoren 718, 720 722 und 724 kann durch Post-Prozessor-Steuerungssignale 742, 745, 746 und 748 gesteuert sein, welche von der Steuerungseinrichtung 706 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 706 einen Betriebsmodus der Mehrzahl von Post-Prozessoren 718, 720, 722 und 724 konfigurieren über die Post-Prozessor-Steuerungssignale 742, 744, 746 und 748.
Die Steuerungseinrichtung 706 kann ferner Überwachungssteuerungssignale 750, 752, 754 und 756 an die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 702, 704, 708 und 710 bereitstellen und sie kann einen Betrieb der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 steuern mittels der Überwachungssteuerungssignale 750, 752, 754 und 756. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 706 die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 starten, stoppen oder neustarten oder sie kann die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 in einen Kalibrationsmodus, einen Messzustand und/oder einen ausgeschalteten Modus versetzen.
Die Steuerungseinrichtung 706 kann ein Ausgabesignal 716 bereitstellen, welches dem Chipstatus bzw. dem Zustand des Chips entspricht. Das Ausgabesignal 716 kann durch eine kombinierte Auswertung der Post-Prozessor-Messergebnisse 734, 736, 738 und 740 von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 bestimmt werden.
Der Kalibrationsschaltkreis 726 kann mit der Steuerungseinrichtung 706 und der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 gekoppelt sein und er kann einen Betrieb der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 während einer Kalibrationsphase steuern. Der Kalibrationsschaltkreis 726 kann ein Kalibrationssteuerungssignal 758 von der Steuerungseinrichtung 706 empfangen und er kann Informationen hinsichtlich eines Wartens oder Stoppens einer Kalibration und/oder einer Gültigkeit oder Ungültigkeit einer Kalibration über das Steuerungssignal 758 empfangen. An einem Ausgang 712 kann der Kalibrationsschaltkreis 726 ein Steuerungssignal an die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 über eine Rückkopplungsschleife 714 bereitstellen.
Der Kalibrationsschaltkreis 726 kann über die Rückkopplungsschleife 714 einen Start oder einen Neustart einer Kalibration von mindestens einem von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 702, 704, 708 und 710 initiieren.
Wie in 7 dargestellt, kann jeder der Post-Prozessoren 718, 720, 722 und 724 an einen dedizierten On-Chip-Überwachungsschaltkreis 702, 704, 708 und 710 gekoppelt sein. Alternativ können mindestens zwei von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise 702, 704, 708, und 710 an einen gemeinsamen Post-Prozessor gekoppelt sein.
In Verbindung mit 1 bis 7 beschriebene und veranschaulichte Implementierungen können eine genaue Kalibration von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen und eine genaue Messung von Chipparametern ermöglichen trotz transienter Variationen von Betriebsbedingungen. Die Schaltungsanordnungen 100, 400 und 700, wie in Verbindung mit 1 bis 7 beschrieben und veranschaulicht, können diese Variationen detektieren und können die Kalibration bzw. die Messung wiederholen. Die gesamten Schaltungsanordnungen 100, 400 und 700 oder Teile davon können digital implementiert werden. Demzufolge können Implementierungen der Schaltungsanordnung 100, 400 und 700 nur einen geringen Platzbedarf aufweisen und eine Leistungsaufnahme der Schaltungsanordnungen 100, 400 und 700 kann gering sein.
Merkmale der Implementierungen, wie in Verbindung mit 1 bis 7 beschrieben und veranschaulicht, können kombiniert werden, außer explizit anders angegeben. Beispielsweise kann in einer Implementierung die Schaltkreisanordnung 100 aus 1 mehr als zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise aufweisen und/oder die On-Chip-Überwachungsschaltkreise der Schaltungsanordnung 100 können miteinander verbunden sein, ähnlich wie es bei der in Verbindung mit 4 beschriebenen und veranschaulichten Schaltungsanordnung 400 der Fall ist. In einer weiteren Implementierung kann die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen 402, 404, 408 und 410, wie in Verbindung mit 4 beschrieben und veranschaulicht, nicht miteinander verbunden sein in Ähnlichkeit zu der Schaltungsanordnung 100, wie in Verbindung mit 1 beschrieben und veranschaulicht.
8 zeigt ein System 858, welches eine Schaltungsanordnung 800, einen funktionalen Schaltkreis 860 und einen Regulierungsschaltkreis (bzw. Regelschaltkreis) 862 aufweist. Die Schaltungsanordnung 800 kann eine der Schaltungsanordnung aufweisen, wie in Verbindung mit 1 bis 7 weiter oben beschrieben und veranschaulicht. Die Schaltungsanordnung 800 kann mit dem Regulierungsschaltkreis 862 gekoppelt sein und sie kann ein Signal an einem Ausgang 816 an den Regulierungsschaltkreis 862 bereitstellen. Wie in Verbindung mit 4 beschrieben, kann das am Ausgang 816 bereitgestellte Signal einem Status bzw. Zustand des Halbleiterchips entsprechen.
Wie in 8 dargestellt, kann der Regulierungsschaltkreis 862 mit dem funktionalen Schaltkreis 860 gekoppelt sein und der funktionale Schaltkreis 860 kann mindestens einen Teil einer Funktionalität eines Halbleiterchips bereitstellen bzw. mindestens einen Teil von Aufgaben eines Halbleiterchips erledigen. Beispielsweise kann der funktionale Schaltkreis 860 arithmetische Operationen oder Speicheroperationen durchführen. Der Regulierungsschaltkreis 862 kann eine Phasenregelschleife (phase-locked loop, PLL) 864 aufweisen und er kann ein Taktsignal 866 dem funktionalen Schaltkreis 860 bereitstellen. Zusätzlich oder alternativ kann der Regulierungsschaltkreis 862 einen Leistungsverwaltungsschaltkreis (power management circuit, PMU) 868 aufweisen und er kann dem funktionalen Schaltkreis 860 ein Versorgungsspannungssignal 860 bereitstellen. Der Regulierungsschaltkreis 862 kann eine über das Taktsignal 866 bereitgestellte Frequenz und einen über das Versorgungsspannungssignal 870 bereitgestellten Spannungspegel anpassen in Antwort auf das Signal, welches am Ausgang 816 der Schaltungsanordnung 800 bereitgestellt wird.
In einer Implementierung können eine Schaltungsanordnung 800 und der funktionale Schaltkreis 860 auf demselben Halbleiterchip angeordnet sein, d. h. sie können auf demselben Silikonsubstrat implementiert bzw. angeordnet sein. Während einer Messphase kann die Schaltungsanordnung 800 einen Stromzustand des Halbleiterchips bestimmen bzw. ermitteln und sie kann ein Signal am Ausgang 816 bereitstellen, welches dem gegenwärtigen Status bzw. Zustand des Halbleiterchips entspricht. Der Regulierungsschaltkreis 862 kann einen Parameter des Halbleiterchips regulieren in Antwort auf das von dem Ausgang 816 der Schaltungsanordnung 800 erhaltene Signal. Der Regulierungsschaltkreis 862 kann den Parameter des Halbleiterchips anpassen durch Ändern eines Merkmals oder einer Eigenschafft von mindestens einem der Signale 866 und 870, welche dem funktionalen Schaltkreis 860 bereitgestellt werden. Falls beispielweise die Schaltungsanordnung 800 eine Erhöhung der Temperatur ermittelt, kann der Regulierungsschaltkreis 862 eine Frequenz des Taktsignals 866 verringern, welches von dem funktionalen Schaltkreis 860 bereitgestellt wird.
Durch Bereitstellen der Schaltungsanordnung 800 und des funktionalen Schaltkreises 860 auf demselben Halbleiterchip können die Schaltungsanordnung 800 und der funktionale Schaltkreis 860 beide den gleichen Betriebsbedingungen ausgesetzt sein. In einer Implementierung können die On-Chip-Überwachungsschaltkreise der Schaltungsanordnung 800 ähnliche CMOS-Schaltkreise wie der funktionale Schaltkreis 860 aufweisen und Effekte, welche auf den funktionalen Schaltkreis 860 einwirken, können ebenfalls auf die On-Chip-Überwachungsschaltkreise der Schaltungsanordnung 800 einwirken. Der Regulierungsschaltkreis 862 kann auf demselben Halbleiterchip wie die Schaltungsanordnung 800 und der funktionale Schaltkreis 860 implementiert sein. Alternativ kann der Regulierungsschaltkreis 862 auf einem anderen Halbleiterchip implementiert sein.
Zusätzlich zu den in 8 veranschaulichten Signalen kann der funktionale Schaltkreis 860 der Schaltungsanordnung 800 Informationen bereitstellen. Beispielweise kann der funktionale Schaltkreis 860 der Schaltungsanordnung 800 Informationen bezüglich laufender Applikationen und/oder Leistungsbedarfs bereitstellen. Zusätzlich oder alternativ kann der Regulierungsschaltkreis 862 der Schaltungsanordnung 800 Informationen bereitstellen. Beispielsweise kann der Regulierungsschaltkreis 862 Informationen bezüglich Betriebsbedingungen, beispielsweise oberem/unterem Versorgungsspannungsbereich, an die Schaltungsanordnung 800 bereitstellen. Die Schaltungsanordnung 800 kann das Signal am Ausgang 816 in Übereinstimmung mit der Information bereitstellen, welche von dem funktionalen Schaltkreis 860 und/oder dem Regulierungsschaltkreis 862 empfangen worden ist. Grundsätzlich kann die Schaltungsanordnung 800 in der Lage sein, Informationen zu berücksichtigen, welche von der Umgebung des Systems bereitgestellt werden, in welcher sie implementiert ist. Demzufolge kann die Schaltungsanordnung 800 flexibel implementiert werden.
9 zeigt ein Flussdiagramm 900, welches eine Anzahl von Beaufsichtigungs- bzw. Überwachungsoperationen eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises aufweist. 10 zeigt ein Flussdiagramm 1000, welches eine Anzahl von Kalibrationsoperationen eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises aufweist. Falls nicht anders angegeben, ist die Reigenfolge, in welcher die Operationen beschrieben sind, nicht als einschränkend aufzufassen. Operationen können sich wiederholen, können in beliebiger Reihenfolge kombiniert werden und/oder können parallel ausgeführt werden, um den Prozess zu implementieren. In Teilen der nachfolgenden Beschreibung kann auf die 1 bis 8 und deren Gehalt Bezug genommen werden. Die in Verbindung mit 9 und 10 beschriebenen Verfahren können unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Implementierungen realisiert werden.
Bezug nehmend auf 9 wird in Block 902 eine Messung mindestens eines von einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen gestartet. Jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise ist eingerichtet, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen. Mindestens einer von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen wird hier als beaufsichtigender bzw. überwachender On-Chip-Überwachungsschaltkreis bezeichnet. Der beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis ist eingerichtet, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen, welcher hier als zu beaufsichtigender bzw. zu. überwachender Parameter bezeichnet wird.
In Block 904 wird eine Messung eines zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises gestartet, so dass dieser beispielsweise mit der Ausführung des Messvorgangs beginnt. Der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis ist eingerichtet, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen, welcher hier als zu charakterisierender Parameter bezeichnet wird.
In Block 906 wird mindestens ein Messergebnis von dem beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis bearbeitet. Beispielsweise kann das Bearbeiten Vergleichen des mindestens einen Messergebnisses vom beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis mit einem vorbestimmten Bereich aufweisen.
In Block 908 wird ein Messergebnis von dem zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis als ungültig gekennzeichnet, falls mindestens ein Messergebnis von dem beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Durch Beaufsichtigen des zu beaufsichtigenden Parameters während einer Messphase eines zu charakterisierenden Parameters kann eine genaue Messung des zu charakterisierenden Parameters ermöglicht werden. Es kann detektiert werden, ob Variation der zu beaufsichtigenden Chipparameter die Messung des zu charakterisierenden Chipparameters verfälschen oder beeinträchtigen.
In einer Implementierung ist der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis eingerichtet, einen Parameter zu messen, welcher verschieden ist von den Parametern, welche von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreisen gemessen werden. Das heißt, dass der zu charakterisierende Parameter von den zu beaufsichtigenden Parametern, welche in diesem Fall hinsichtlich des zu charakterisierenden Parameters sozusagen als beaufsichtigende Parameter fungieren, verschieden sein kann.
In einer weiteren Implementierung wird die Messung des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises zeitlich nach dem Starten der Messung des beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises begonnen. Demzufolge kann der beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis bereits den zu beaufsichtigenden Parameter zu dem Zeitpunkt messen, an dem der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis mit der Messung des zu charakterisierenden Parameters beginnt.
In einer weiteren Implementierung werden mindestens die Schritte der Blöcke 902 bis 906 wiederholt, falls mindestens ein Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises als ungültig gekennzeichnet wird. Die Schritte der Blöcke 902 bis 906 können wiederholt werden, bis mindestens ein Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises als gültig gekennzeichnet wird. Sobald das mindestens eine Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsparameters als gültig gekennzeichnet wird, kann die Messung des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises abgeschlossen sein.
In weiteren Implementierungen wird ein Messmodus aktiviert und ein Parameter des Halbleiterchips wird in Übereinstimmung mit dem Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises angepasst, falls das Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises nicht als ungültig gekennzeichnet ist. Durch Anpassen des Parameters des Halbleiterchips kann ein Status bzw. Zustand des Halbleiterchips geändert werden. Der Status des Halbleiterchips kann auf Grundlage des Messergebnisses des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises geändert werden. Beispielsweise können Gegenmaßnahmen eingeleitet bzw. ausgelöst werden in Reaktion auf das Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises. Die Gegenmaßnahme kann jedoch nur ausgelöst werden, falls das Messergebnis des zu überwachenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises als gültig gekennzeichnet wird. Somit kann eine fehlerhafte Aktualisierung des Status des Halbleiterchips vermieden werden.
In weiteren Implementierungen wird eine Mehrzahl von Messergebnissen von dem (diese erzeugenden) beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreis innerhalb einer vorbestimmten Zeit empfangen, beispielsweise durch die Steuerungseinrichtung. Die Bearbeitung der Messergebnisse bei Block 906 weist ein Bearbeiten der Mehrzahl der Messergebnisse auf. Durch Bearbeiten einer Mehrzahl von Messergebnissen kann die Genauigkeit der Messung des zu charakterisierenden Chipparameters verbessert werden.
Bezug nehmend auf 10 wird bei Block 1002 eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen aktiviert. Die Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen ist eingerichtet, mindestens einen Parameter des Halbleiterchips zu messen und diese On-Chip-Überwachungsschaltkreise werden hier als beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreise bezeichnet.
Bei Block 1004 wird ein zu kalibrierender On-Chip-Überwachungsschaltkreis aktiviert.
Bei Block 1006 werden Messergebnisse von den beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreisen kombiniert. Beispielsweise kann die Kombinierung eine Überprüfung enthalten, ob jedes der Messergebnisse innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.
bei Block 1008 wird eine Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises gesteuert in Übereinstimmung mit der Kombination der Messergebnisse.
Durch Überwachen mindestens eines Parameters des Halbleiterchips während einer Kalibrationsphase des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises kann eine genaue Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises ermöglicht werden. Es kann detektiert werden, ob substantielle zeitliche Variationen mindestens eines Parameters die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises verfälschen oder beeinträchtigen.
In einer Implementierung weist die Steuerung der Kalibration ein Anpassen einer Einstellung des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises auf. Durch Anpassen der Einstellung kann die Funktionalität des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises geändert werden. Beispielsweise kann die Funktionalität des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises geändert werden hinsichtlich der Messungseigenschaften des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Steuern der Kalibration Wiederholen der Aktivierungsschritte der Blöcke 1002 und 1004 und des Kombinationsschrittes von Block 1006, falls mindestens eines der Messergebnisse von einem vorbestimmten Bereich abweicht. Falls mindestens ein Messergebnis von einem vorbestimmten Bereich abweicht, kann die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises als ungültig gekennzeichnet werden. Falls keines der Messergebnisse von der Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen von einem vorbestimmten Bereich abgewichen ist, kann die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises als gültig gekennzeichnet werden und abgeschlossen werden. Die Aktivierungsschritte der Blöcke 1002 und 1004 und der Kombinierungsschritt von Block 1006 können wiederholt werden, bis die Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises als gültig gekennzeichnet wird.
In der Beschreibung und in den folgenden Ansprüchen wurde der Begriff „gekoppelt” verwendet, um zu beschreiben, wie verschiedene bzw. diverse Elemente miteinander verbunden bzw. verknüpft sind. Die auf diese Weise beschriebene Verknüpfung verschiedener Elemente kann entweder direkt oder indirekt sein. Obwohl der Gegenstand dieser Anmeldung in einer Sprache beschrieben worden ist, für die strukturellen Merkmale und/oder methodologische Vorgänge spezifisch ist, soll verstanden werden, dass der Gegenstand, welcher in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, nicht zwangsweise auf die beschriebene spezifische Merkmale oder Vorgänge beschränkt ist. Vielmehr sind die spezifischen Merkmale und Vorgänge als beispielhafte Formen von Implementierungen der Ansprüche gegeben worden. Eine Kombination verschiedener Merkmale der unterschiedlichen Implementierungen und Ansprüche, um deren Variationen zu erhalten, soll vom Schutzumfang abgedeckt sein.

Claims

Eine Schaltungsanordnung (100, 400, 700), aufweisend: eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen (102, 104; 402, 404; 702, 704), wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) eingerichtet ist, einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen; und eine Steuerungseinrichtung (106, 406, 706), welche mit der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) gekoppelt ist, wobei die Steuerungseinrichtung (106, 406, 706) eingerichtet ist, ein Messergebnis von mindestens einem On-Chip-Überwachungsschaltkreis (102, 402, 702) von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) zu erhalten und eine Kalibration eines anderen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (104, 404, 704) zu steuern in Übereinstimmung mit dem Messergebnis.
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß Anspruch 1, wobei mindestens zwei On-Chip-Überwachungsschaltkreise von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) von dem gleichen Typ sind.
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) eingerichtet ist, Parameter des Halbleiterchips gleichzeitig zu messen.
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) in verschiedenen Bereichen des Halbleiterchips angeordnet ist.
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerungseinrichtung (106, 406, 706) eingerichtet ist, die Kalibration zu steuern, indem sie eine Einstellung eines anderen der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise anpasst (102, 104; 402, 404; 702, 704)
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerungseinrichtung (106, 406, 706) eingerichtet ist, die Kalibration zu wiederholen, falls das Messergebnis von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerungseinrichtung (106, 406, 706) eingerichtet ist, eine Mehrzahl von Messergebnissen von mindestens einem von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) zu empfangen innerhalb einer vorbestimmten Zeit und die Kalibration in Übereinstimmung mit einer Kombination der Mehrzahl der Messergebnisse zu steuern.
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuerungseinrichtung (106, 406, 706) eingerichtet ist, eine Mehrzahl von Messergebnissen von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) zu empfangen und zu detektieren, ob mindestens einer von der Mehrzahl der Messergebnisse von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Schaltungsanordnung (100, 400, 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerungseinrichtung (106, 406, 706) eingerichtet ist, einen Parameter des Halbleiterchips in Übereinstimmung mit einer Kombination der Mehrzahl von Messergebnissen anzupassen, falls keiner der Mehrzahl von Messergebnissen von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Eine Schaltungsanordnung (400, 700), aufweisend: eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen (402, 404; 702, 704), welche in einem Netzwerk angeordnet sind, wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404; 702, 704) eingerichtet ist, mindestens einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen; eine Steuerungseinrichtung (406, 706), welche mit dem Netzwerk der On-Chip-Überwachungsschaltkreise gekoppelt ist, wobei die Steuerungseinrichtung (406, 706) eingerichtet ist, Messergebnisse von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404; 702, 704) zu erhalten und eine Ausgabe zu erzeugen in Übereinstimmung mit einer Evaluation der Messwerte; und mindestens eine Rückkopplungsschleife (414, 714), welche mit der Steuerungseinrichtung (406, 706) und dem Netzwerk gekoppelt ist, wobei die mindestens eine Rückkopplungsschleife (414, 714) eingerichtet ist, eine Kalibration mindestens eines von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404; 702, 704) in Übereinstimmung mit der Ausgabe zu steuern.
Schaltungsanordnung (400, 700) gemäß Anspruch 10, wobei die Steuerungseinrichtung (406, 706) eingerichtet ist, einen Parameter des Halbleiterchips in Übereinstimmung mit einer Kombination von Messergebnissen anzupassen.
Schaltungsanordnung (400, 700) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei mindestens einer von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404; 702, 704) ein Kalibrationssteuerungswort aufweist und wobei die Rückkopplungsschleife (414, 714) eingerichtet ist, die Kalibration zu steuern, indem sie das Kalibrationssteuerungswort in Übereinstimmung mit der Ausgabe anpasst.
Schaltungsanordnung (400, 700) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Netzwerk der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise eingerichtet ist, gleichzeitig betrieben zu werden.
Schaltungsanordnung (400, 700) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (402, 404; 702, 704) in einem dedizierten Schaltungsblock implementiert ist und wobei die Steuerungseinrichtung (406, 706) in einem Prozessor implementiert ist.
Verfahren (900) zum Beaufsichtigen eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises, wobei das Verfahren aufweist: (a) Starten (902) einer Messung mindestens eines (104, 404, 704) von einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen (102, 104; 402, 404; 702, 704), wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) eingerichtet ist, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen; (b) Starten (904) einer Messung eines zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 704), wobei der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis (102, 402, 702) eingerichtet ist, einen Parameter des Halbleiterchips zu messen; (c) Bearbeiten (906) mindestens eines Messergebnisses von dem mindestens einen (104, 404, 704) von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704); und (d) Kennzeichnen (908), dass ein Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702) ungültig ist, falls mindestens ein Messergebnis von dem mindestens einen (104, 404, 704) von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei der zu beaufsichtigende On-Chip-Überwachungsschaltkreis (102, 402, 702) eingerichtet ist, einen Parameter zu messen, welcher sich von den Parametern unterscheidet, welche von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (104, 404, 704) gemessen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei das Starten der Messung eines zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702) zeitlich nach dem Starten der Messung mindestens eines (104, 404, 704) von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, ferner aufweisend: Wiederholen mindestens der Schritte (a) bis (c), falls mindestens ein Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702) als ungültig gekennzeichnet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, ferner aufweisend: Aktivieren eines Messmodus und Anpassen eines Parameters des Halbleiterchips in Übereinstimmung mit dem Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702), falls das Messergebnis des zu beaufsichtigenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702) nicht als ungültig gekennzeichnet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, ferner aufweisend: Empfangen einer Mehrzahl von Messergebnissen von dem mindestens einen (104, 404, 704) von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) innerhalb einer vorbestimmten Zeit, wobei das Bearbeiten der Messergebnisse in Schritt (c) Bearbeiten von der Mehrzahl der Messergebnisse aufweist.
Ein Verfahren (1000) zum Kalibrieren eines On-Chip-Überwachungsschaltkreises, wobei das Verfahren aufweist: (a) Aktivieren (1002) einer Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen (104, 404, 704), welche eingerichtet sind mindestens einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen; (b) Aktivieren (1004) eines zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702); (c) Kombinieren (1006) der Messergebnisse von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (104, 404, 704); und (d) Steuern (1008) einer Kalibration des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702) in Übereinstimmung mit der Kombination der Messergebnisse.
Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei die Kalibration ein Anpassen einer Einstellung des zu kalibrierenden On-Chip-Überwachungsschaltkreises (102, 402, 702) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei das Steuern einer Kalibration Wiederholen des ersten (a) und des zweiten (b) Aktivierungsschrittes und des Kombinierungsschrittes (c) aufweist, falls mindestens ein Messergebnis von einem vorbestimmten Bereich abweicht.
Ein System (858), aufweisend: eine Schaltungsanordnung (800), aufweisend: eine Mehrzahl von On-Chip-Überwachungsschaltkreisen, wobei jeder von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) eingerichtet ist, einen Parameter eines Halbleiterchips zu messen; eine Steuerungseinrichtung (106, 406, 706), welche mit der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) gekoppelt ist, wobei die Steuerungseinrichtung (106, 406, 706) eingerichtet ist, ein Messergebnis von mindestens einem (104, 404, 704) On-Chip-Überwachungsschaltkreis von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) zu erhalten und eine Kalibration eines anderen (102, 402, 702) von der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) zu steuern in Übereinstimmung mit dem Messergebnis; einen funktionalen Schaltkreis (860), welcher eingerichtet ist eine Funktion des Halbleiterchips auszuführen; und einen Regulierungsschaltkreis (862), welcher mit der Schaltungsanordnung (800) und dem funktionalen Schaltkreis (860) gekoppelt ist, wobei der Regulierungsschaltkreis (862) eingerichtet ist, einen Parameter des funktionalen Schaltkreises (860) in Übereinstimmung mit mindestens einem Messergebnis von mindestens einem (102, 402, 702) der Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) zu regulieren.
System gemäß Anspruch 24, wobei die Mehrzahl der On-Chip-Überwachungsschaltkreise (102, 104; 402, 404; 702, 704) und der funktionale Schaltkreis (860) auf dem Halbleiterchip angeordnet sind.