DE19729163A1 - System und Verfahren zur Abtaststeuerung einer programmierbaren Sicherungsschaltung in einer integrierten Schaltung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine programmier­ bare Sicherungsschaltungsanordnung und insbesondere auf das Steuern der Ausgabe einer programmierbaren Sicherungsschal­ tung mit einem abtastbaren Latch.

Bei dem Entwurf von integrierten Schaltungen, die Speicher enthalten, wird eine gewisse Menge von Redundanz eingebaut, derart, daß Defekte, die während des Herstellens der inte­ grierten Schaltung auftreten, durch Ersetzen des defekten Elements durch ein redundantes Element behoben werden kön­ nen. Der Prozeß des Ersetzens des defekten Elements durch ein redundantes Element wird als "Kartographieren" bezeich­ net, wobei das defekte Element "entkartographiert" wird, und das redundante Element "kartographiert" wird. Das Kartogra­ phieren wird typischerweise durch eine Sicherungslogikschal­ tungsanordnung durchgeführt, die durch eine oder mehrere programmierbare Sicherungsschaltungen gesteuert wird, die programmiert werden, um ein logisches Steuerungssignal an die Sicherungslogikschaltungsanordnung auszugeben. Eine pro­ grammierbare Sicherungsschaltung wird üblicherweise entweder durch Auslösen oder Nichtauslösen einer Sicherung program­ miert, die der programmierbaren Sicherungsschaltung zuge­ ordnet ist.

Beispielsweise ist eine Speicherbank, die eine Mehrzahl von Speicherelementen aufweist, eine übliche Struktur, die gut geeignet ist, um dieselbe redundant zu entwerfen, d. h. mit redundanten Speicherelementen. Wenn während des Herstellens eines der Speicherelemente in der Bank defekt wird, dann kann die Sicherungslogikschaltungsanordnung, die der Spei­ cherbank zugeordnet ist, programmiert werden, um das defekte Element zu entkartographieren, und um ein redundantes Ele­ ment zu kartographieren. Dementsprechend führen Hersteller von integrierten Schaltungen, um herauszufinden, welche Speicherelemente defekt sind, verschiedene Testtypen an ver­ schiedenen Punkten während des Herstellungsprozesses durch. Von besonderer Relevanz ist dabei bezüglich der vorliegenden Erfindung ein Test, der als Scheibentest oder "Wafertest" bezeichnet wird.

Im allgemeinen ist das Scheibentesten ein Mittel zum Verifi­ zieren der korrekten Operation einer integrierten Schaltung, sobald dieselbe hergestellt ist, und sich in einer Scheiben­ form befindet.

Folglich werden, sobald die integrierte Schaltung herge­ stellt wurde, jedoch bevor die Scheibe in einzelne Chips ge­ schnitten wird, Scheibentests an der integrierten Schaltung durchgeführt, um zu bestimmen, ob der Speicher ordnungsgemäß arbeitet, oder ob sich defekte Speicherelemente in derselben befinden. Wenn defekte Speicherelemente geortet werden, dann wird die Scheibe von dem Scheibentester entfernt, und die­ selbe wird zu einer Laserprogrammierstation genommen, bei der die programmierbaren Sicherungsschaltungen programmiert werden, um die Sicherungslogikschaltungsanordnung mit einer geeigneten Logikstruktur zum Kartographieren der Speicher­ bank zu versehen. Die programmierbaren Sicherungsschaltungen werden bei der Laserprogrammierstation durch einen Laser programmiert, der die Sicherungen "auslöst", die den aus­ gewählten programmierbaren Sicherungsschaltungen zugeordnet sind. Es gibt derzeit keine verfügbare Einrichtung zum Veri­ fizieren, ob das Laserprogrammieren erfolgreich ist, ohne einen zweiten Scheibentest durchführen zu müssen. Die Schei­ be wird daher zu dem Scheibentester zum erneuten Testen der integrierten Schaltung zurückgebracht, um zu bestätigen, daß das Laserprogrammieren den Defekt vor dem Endaufbau der in­ tegrierten Schaltung repariert hat. Der vorhergehende Prozeß ist nicht nur kostenintensiv und zeitaufwendig, derselbe er­ fordert jedoch ferner, daß die integrierte Schaltung zweimal scheibengetestet wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, daß die integrierte Schaltung weiter beschädigt wird, jedesmal, wenn die integrierte Schaltung gehandhabt oder ge­ testet wird.

Weiterhin sind Speicherbänke oftmals ein Teil einer einge­ betteten Speicherschaltung, wobei andere Schaltungsanordnun­ gen in der integrierten Schaltung den eingebetteten Speicher verwenden (d. h. von demselben abhängen). Der Speicher muß folglich vollständig funktionsfähig und in seinem Endzustand konfiguriert sein, um ein vollständiges Testen der anderen Nicht-Speicherschaltungen zu ermöglichen. Wenn der Betrieb des Speichers nicht vollständig bei dem ersten Scheibentest konfiguriert wird, dann können die anderen Schaltungen, die den Speicher verwenden, nicht vollständig getestet werden, bis der Speicher kartographiert und der zweite Scheibentest durchgeführt wurde, um die Reparatur zu bestätigen. Dies ist wiederum kostenintensiv und zeitaufwendig.

Eine weitere Option besteht darin, den Speicher und die Nicht-Speicherschaltungen unabhängig bei dem Scheibentest zu testen, die redundanten Elemente des Speichers zu konfigu­ rieren und dann den Endaufbau in einer Gehäuseform oder "ge­ packaged" zu testen. Dies hinterläßt jedoch die Schnittstel­ le zwischen dem Speicher und den Nicht-Speicherschaltungen ungetestet, und daher können Defekte existieren, die bewir­ ken, daß die integrierte Schaltung bei dem Endtesten ver­ sagt. Die Kosten des Aufbaus und des Häusens der integrier­ ten Schaltung gehen, wenn die integrierte Schaltung beim Endtest versagt, sonst verloren. Ein weiterer Nachteil die­ ser Option besteht darin, daß die Nicht-Speicherschaltungen nicht testbar sind, ohne daß der Speicher konfiguriert ist. Dies kann einen zusätzlichen Ausbeuteverlust beim Endtesten bewirken.

Sobald eine integrierte Schaltung gehäust und in Betrieb ge­ nommen wird, können zusätzlich gewisse physikalische Phäno­ mene und/oder Aktivitäten zu latenten Defekten beitragen.

Wenn derartige Defekte auftreten, wird die integrierte Schaltung typischerweise als irreparabel betrachtet, und daher muß die integrierte Schaltung (oder das Produkt, in dem dieselbe gehäust ist) ersetzt werden. Derzeit ist keine Einrichtung zum Neuprogrammieren der programmierbaren Siche­ rungsschaltungen, die die Sicherungslogikschaltungsanordnung steuern, verfügbar, um diese latenten Defekte zu überwinden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System und ein Verfahren zum Steuern der Ausgabe von pro­ grammierbaren Sicherungsschaltungen zu schaffen, um die programmierbaren Sicherungsschaltungen, ohne die program­ mierbaren Sicherungsschaltungen permanent programmieren zu müssen, neu programmieren zu können.

Diese Aufgabe wird durch eine abtaststeuerbare, programmier­ bare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 1 und durch eine ab­ taststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 8 gelöst.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Unzulänglichkeiten und Mängel des Stands der Technik, wie im vorhergehenden beschrieben, und wie in der Industrie bekannt. Die vor­ liegende Erfindung schafft ein abtastbares Latch, das in einer programmierbaren Sicherungsschaltung verwendet werden kann, um eine Abtaststeuerung der Ausgabe der programmier­ baren Sicherungsschaltung zu schaffen. Im wesentlichen er­ möglicht das abtastbare Latch, daß die tatsächliche Ausgabe der programmierbaren Sicherungsschaltung geladen werden kann, und zu dem Ausgang des abtastbaren Latchs verschoben werden kann, an dem der Ausgangswert der programmierbaren Sicherungsschaltung gelesen werden kann, oder alternativ, daß ein programmierter Ausgangswert hineinabgetastet werden kann, und zu dem Ausgang des abtastbaren Latchs, an dem der programmierte Wert gelesen werden kann, verschoben werden kann. Dies liefert die Funktionalität, um jede Nicht-Spei­ cherschaltungsanordnung testen zu können, die davon abhängt, daß der Speicher voll funktionsfähig und betriebsfähig ist, während sich dieselbe noch bei dem Scheibentester befindet, bevor jegliche Sicherungen bei der Laserprogrammierstation ausgelöst werden. Zusätzlich liefern die abtastbaren Latchs die Funktionalität, um das Programmieren der Sicherungen durch Laden der Ausgangssignale der programmierbaren Siche­ rungsschaltungen, nachdem die ausgewählten Sicherungen aus­ gelöst wurden, und durch Abtasten derselben verifizieren zu können.

Daher und gemäß der Erfindung ist der Ausgang der program­ mierbaren Sicherungsschaltung mit dem Eingang eines abtast­ baren Latchs verbunden, derart, daß das abtastbare Latch den Ausgangswert der programmierbaren Sicherungsschaltung laden kann, und dann den Ausgangswert auf den Ausgang des abtast­ baren Latchs schaltet. Alternativ dazu kann das abtastbare Latch einen Ausgangswert hineinabtasten, und den abgetaste­ ten Wert zu dem Ausgang des abtastbaren Latchs verschieben. Bei einer bevorzugten Konfiguration wird die vorhergehende Funktionalität durch ein abtastbares Latch erreicht, das in einem Drei-Latch-Entwurfimplementiert ist, der ein Daten­ latch, ein Schieberegistermasterlatch und ein Schiebere­ gisterslavelatch aufweist. Das Datenlatch umfaßt ein einzel­ nes Latch, mit zwei Eingangssignalen (LADEN oder "LOAD" und SCHREIBEN oder "WRITE"), die von dem Eingang des abtastbaren Latchs oder von dem Schieberegisterslavelatch geladen werden können. Das Schieberegistermasterlatch und ein Schieberegi­ sterslavelatch sind seriell verbunden, um ein Master-Slave- Schieberegister mit zwei Eingangssignalen (HINEINABTASTEN oder "SCANIN" und LESEN oder "READ") zum Steuern der Opera­ tionen des "Hineinabtastens" von Daten und des "Hinausab­ tastens" von Daten zu steuern. Es sei jedoch bemerkt, daß jegliche Implementation eines geeigneten abtastbaren Latchs in der vorliegenden Erfindung enthalten sein kann, und daß diese verschiedenen Implementationen lediglich eine Ent­ wurfswahl sind. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind eine Mehrzahl von abtastbaren Latchs als Parallel-Hinein-, Parallei-Hinaus-Schieberegister verbunden, wie es in der Technik bekannt ist. Jedem Eingang des Schieberegisters ist eine programmierbare Sicherungsschaltung, wie die im folgen­ den beschriebene Schaltung, zugeordnet.

Die programmierbare Sicherungsschaltung, mit der das abtast­ bare Latch verbunden ist, kann viele Formen annehmen. Zum Zweck der Offenbarung der vorliegenden Erfindung ist hierin jedoch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben, ob­ wohl klar sein sollte, daß die Prinzipien der vorliegenden Erfindung praktisch auf jede programmierbare Sicherungs­ schaltungskonfiguration gleich anwendbar sind. Bei dem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel, das hierin offenbart ist, weist die programmierbare Sicherungsschaltung ein Lastbau­ element und eine Sicherung auf, die seriell miteinander ver­ bunden sind. Das Lastbauelement ist mit der Spannungsver­ sorgung (VDD) verbunden, und die Sicherung ist mit der Erde (ERDE) verbunden. Der Sicherung ist ein Ausgangssignal zuge­ ordnet, das an der Verbindung zwischen dem Lastbauelement und der Sicherung abgenommen wird. Das Lastbauelement ist vorzugsweise ein NWELL-Widerstand (NWELL = N-WANNE) oder ein PMOS-FET, obwohl jedes resistive Bauelement verwendet werden kann. Zusätzlich ist die Sicherung vorzugsweise eine Metall­ schicht, die entweder leitfähig oder nicht leitfähig ist, abhängig davon, ob dieselbe während des Programmierens aus­ gelöst wurde. Alternativ kann anstelle der Metallschicht ei­ ne Polysilizium- oder Siliziumschicht verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung stellt nicht nur ein System zur Abtaststeuerung von programmierbaren Sicherungsschaltungen sondern ferner verschiedene Methoden für die Abtaststeuerung von programmierbaren Sicherungen bereit. Ein erstes Ver­ fahren zum Verifizieren des Programmierens der programmier­ baren Sicherungsschaltung kann in die folgenden Schritte verallgemeinert werden: Verbinden eines abtastbaren Latchs mit der programmierbare Sicherungsschaltung, derart, daß der Ausgang der Sicherungsschaltung mit dem Eingang des abtast­ baren Latchs verbunden ist; Zwischenspeichern der program­ mierten Sicherungsdaten von der programmierbaren Sicherungs­ schaltung in dem abtastbaren Latch; und Herausabtasten der programmierten Sicherungsdatenwerte der programmierbaren Sicherungsschaltung, um das Programmieren der programmier­ baren Sicherungsschaltung zu verifizieren. Ein zweites Ver­ fahren zum Testen von Nicht-Speicherschaltungen, abhängig von dem Speicher, der der programmierbaren Sicherungs­ schaltung zugeordnet ist, kann durch die folgenden Schritte verallgemeinert werden: Verbinden eines abtastbaren Latchs mit einer programmierbaren Sicherungsschaltung, derart, daß der Ausgang der Sicherungsschaltung mit dem Eingang des abtastbaren Latchs verbunden ist; Abtasten eines Ausgangs­ datenwerts in das abtastbare Latch; und Verschieben des Ausgangsdatenwerts zu dem Ausgang des abtastbaren Latchs, um die Nicht-Speicherschaltungen abhängig von dem Speicher, der den Sicherungsschaltungen zugeordnet ist, zu testen. Dieses zweite Verfahren ermöglicht ferner das Verifizieren der vorgeschlagenen Programmierung der programmierbaren Siche­ rungsschaltung, wie es durch den Ausgangsdatenwert darge­ stellt wird.

Zusätzlich zu den obigen Merkmalen weisen das System und das Verfahren der vorliegenden Erfindung viele Vorteile auf, von denen ein paar im folgenden als Beispiele beschrieben sind.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß dieselbe die Redundanz ermöglicht, daß ein Speicherblock in eine Endkonfiguration bei dem Scheibentester programmiert wird, derart, daß die Schaltungsanordnung, die von der Spei­ cherbank abhängig ist, vollständig vor dem Endprogrammieren der Sicherungen bei einer Laserprogrammierstation getestet werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß dieselbe ein Verifizieren der Laserprogrammierung einer programmierbaren Sicherungsschaltung durch Herausabta­ sten der programmierten Sicherungswerte vorsieht.

Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Redundanz bei einer integrierten Schaltung über das abtastbare Latch zu jeder Zeit neu programmiert werden kann, sogar durch Aufheben der Laserprogrammierung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltungsdiagramm von verschie­ denen programmierbaren Sicherungsschaltungen, die parallel konfiguriert sind, wobei deren Ausgänge mit den entsprechenden abtastbaren Latchs gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind;

Fig. 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer dar­ stellenden Implementation eines abtastbaren Latchs gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3A und 3B Flußdiagramme von Verfahren zur Abtaststeue­ rung einer programmierbaren Sicherungsschaltung ge­ mäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm für das abtastbare Latch der Fig. 2 während eines Lesezyklus und eines Schreib­ zyklus.

I. Architektur

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, zeigt die Fig. 1 eine abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung 10 ge­ mäß der vorliegenden Erfindung mit Ausgangssignalen A, B und und C zur Verbindung mit einer Sicherungslogikschaltungsan­ ordnung (nicht gezeigt), die z. B. einer Speicherbank zuge­ ordnet ist. Basierend auf dem Logikpegel der Ausgangssignale A, B und C, kartographiert die Sicherungslogikschaltungsan­ ordnung die Speicherbank, um defekte Speicherelemente zu entfernen, und um dieselben durch redundante Speicherelemen­ te, wie es im vorhergehenden beschrieben ist, zu ersetzen.

Die abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung 10 weist eine Mehrzahl von programmierbaren Sicherungsschaltun­ gen 11a, 11b und 11c, die parallel verbunden sind, auf. Jede programmierbare Sicherungsschaltung 11a-11c umfaßt eine Si­ cherung 12a, 12b bzw. 12c, die seriell mit einem entspre­ chenden Lastbauelement 14a, 14b bzw. 14c verbunden sind. Die Lastbauelemente 14a-14c sind ferner mit einer Spannungsver­ sorgung (VDD) verbunden, und die Sicherungen 12a-12c sind ferner mit der Erde (ERDE) verbunden, wodurch die program­ mierbaren Sicherungsschaltungen in eine parallele Konfigura­ tion plaziert werden. Ein Ausgangssignal wird von jeder pro­ grammierbaren Sicherungsschaltung 11a-11c über entsprechende Sicherungsausgangsleitungen 16a-16c an der Verbindung zwi­ schen der Sicherung und dem Lastbauelement abgenommen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Siche­ rungen 12a-12c eine Metallschicht auf, die entweder leitfä­ hig oder nicht leitfähig ist, abhängig davon, ob die Siche­ rung über einen Laser oder ein anderes Programmierverfahren ausgelöst wurde. Alternativ kann die Metallschicht der Sicherungen 12a-12c durch eine Schicht aus Polysilizium oder einer Schicht aus Silizium ersetzt werden. Die Lastbauele­ mente 14a-14c sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als integrierte Widerstände (d. h. NWELL-Widerstände) oder PMOS-FETs implementiert.

Mit der Ausgangsleitung 16a-16c jeder programmierbaren Si­ cherung 11a-11c ist ein abtastbares Latch, wie z. B. ein ab­ tastbares Latch 18a, 18b bzw. 18c verbunden. Die abtastbaren Latchs 18a-18c sind im wesentlichen identisch, und dieselben sind vorzugsweise in einem Drei-Latch-Entwurf, wie es im folgenden detailliert unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrie­ ben ist, implementiert. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, sind die drei abtastbaren Latchs 18a-18c als ein Schieberegister 20 konfiguriert, auf das allgemein als Abtastweg Bezug ge­ nommen wird. Um den Betrieb der abtastbaren Latchs 18a-18c als ein Abtastweg zu erleichtern, ist jedes abtastbare Latch 18a-18c mit einer LADEN-Leitung 22, einer VERSCHIEBEN- Leitung oder "SHIFT"-Leitung 24, einer NVERSCHIEBEN-Leitung 26, einer LESEN-Leitung 28 und einer SCHREIBEN-Leitung 30 verbunden. Entsprechend kann das Schieberegister 20 Daten­ werte in das jeweilige abtastbare Latch 18a-18c parallel laden, und die Datenwerte von dem jeweiligen abtastbaren Latch 18a-18c parallel ausgeben.

Die LADEN-Leitung 22 ist zum Steuern des Ladens der Ein­ gangswerte von den jeweiligen Sicherungsausgangsleitungen 16a-16c in ein entsprechendes DATEN-HINEIN-Tor oder "DATA- IN"-Tor 32a, 32b und 32c vorgesehen. Die VERSCHIEBEN-Leitung 24 und die NVERSCHIEBEN-Leitung 26 sind zum Steuern des Ab­ tastens von Datenwerten hinein in die abtastbaren Latchs 18a-18c über die HINEINABTASTEN-Tore 34a, 34b bzw. 34c und des Abtastens der Datenwerte hinaus aus den abtastbaren Latchs 18a-18c über die HINAUSABTASTEN-Tore 36a, 36b bzw. 36c gemeinsam vorgesehen. Die LESEN-Leitung 28 ist zum Nehmen der Datenwerte, die in eines der abtastbaren Latchs 18a-18c geladen sind, an dem entsprechenden DATEN-HINAUS-Tor oder "DATAOUT"-Tor 38a, 38b und 38c, und zum Zwischenspei­ chern dieses Werts in dem Schieberegistermasterlatch 44 vor­ gesehen, um das Abtasten dieses Werts hinaus aus dem abta­ stbaren Latch an einem entsprechenden HINAUSABTASTEN-Tor 36a-36c zu erleichtern. Ähnlich ist die SCHREIBEN-Leitung 30 zum Nehmen eines Datenwerts, der in eines der abtastbaren Latchs 18a-18c hinein abgetastet ist, an dem entsprechenden HINAUSABTASTEN-Tor 36a-36c, und dann zum Laden dieses Werts zu dem Ausgang des abtastbaren Latchs an dem entsprechenden DATEN-HINAUS-Tor 38a-38c vorgesehen.

Es sei ferner angemerkt, daß das HINAUSABTASTEN-Tor 36a des abtastbaren Latchs 18a mit dem HINEINABTASTEN-Tor 34b des abtastbaren Latch 18b über eine Abtastleitung 39 verbunden ist, und daß das HINAUSABTASTEN-Tor 36b des abtastbaren Latchs 18b mit dem HINEINABTASTEN-Tor 34c des abtastbaren Latchs 18c über die Abtastleitung 40 verbunden ist. Folglich kann ein Datenwert in das abtastbare Latch 18a hinein ab­ getastet werden, und derselbe kann dann in das abtastbare Latch 18b hinaus abgetastet werden usw.

Nimmt man nun Bezug auf Fig. 2, ist eine darstellende Imple­ mentation für ein abtastbares Latch 18 gemäß der vorliegen­ den Erfindung gezeigt, das zur Verwendung als abtastbares Latch 18a-18c geeignet ist. Es ist jedoch offensichtlich, daß Fachleute erkennen können, daß es viele unterschiedliche Konfigurationen für das abtastbare Latch 18 gibt, die zum Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung als abtastbare Latchs 18a-18c geeignet sind.

Das abtastbare Latch 18 weist ein Datenlatch 42, ein Schie­ beregistermasterlatch 44 und ein Schieberegisterslavelatch 46 auf. Jedes der Latchs 42, 44 und 46 ist mit einem norma­ len Vorwärtsinverter 48 und einem schwachen Rückkopplungsin­ verter 52 implementiert. Die Inverter 48 und 52 sind vor­ zugsweise zwei Feldeffekttransistoren (FET), die wie ge­ zeigt, und wie in der Industrie bekannt, konfiguriert sind. Bezüglich des Datenlatchs 42 wird, wenn ein Laden-Schalter 56 angeschaltet wird, der Eingangsdatenwert von dem DATEN- HINEIN-Tor 32 den schwachen Rückkopplungsinverter 52 über­ steuern. Dies wird den Vorwärtsinverterwert zu dem Eingangs­ datenwert treiben. Das Ausgangssignal des Vorwärtsinverters 48, das das invertierte Signal des Eingangsdatenwerts ist, wird den schwachen Rückkopplungsinverter 52 treiben, um eine positive Rückkopplung zu erzeugen, was folglich ein bistabi­ les Latch erzeugt. Das Ausgangssignal des Datenlatchs 42 wird dann durch den Inverter 54 invertiert, um sowohl eine gerade Anzahl von Inversionen als auch ein Puffern zu dem Ausgangsdatenwert an dem DATEN-HINAUS-Tor 38 vorzusehen. Es ist manchmal wünschenswert, einen Inverter (nicht gezeigt) zwischen dem DATEN-HINEIN-Tor 32 und dem Laden-Schalter 56 hinzuzufügen, um ferner ein Eingangspuffern vorzusehen.

Das Datenlatch 42 weist, wie es oben beschrieben ist, zwei Eingänge auf, die durch einen Laden-Schalter 56 und einen Schreiben-Schalter 58 gesteuert werden. Der Laden-Schalter 56 ist mit der LADEN-Leitung 22 verbunden, und der Schrei­ ben-Schalter 58 ist mit der SCHREIBEN-Leitung 30 verbunden. Durch Aktivieren des Laden-Schalters 56 über die LADEN- Leitung 22 wird der Datenwert auf der entsprechenden Aus­ gangsleitung 16 in das Datenlatch des abtastbaren Latch 18 geladen. Alternativ wird durch Aktivieren des Schreiben- Schalters 58 über die SCHREIBEN-Leitung 30 der Ausgangsda­ tenwert an dem HINAUSABTASTEN-Tor 36 in das Datenlatch 42 geladen.

Das Schieberegistermasterlatch 44 weist gleichermaßen zwei Eingänge auf, die durch einen Lesen-Schalter 62 und einen Verschieben-Schalter 64 gesteuert werden. Der Lesen-Schalter ist mit der LESEN-Leitung 28 verbunden, und der Verschie­ ben-Schalter ist mit der VERSCHIEBEN-Leitung 24 verbunden. Durch Aktivieren des Lesen-Schalters 62 über die LESEN- Leitung 28 wird der Datenwert an dem DATEN-HINAUS-Tor 38 in das Schieberegistermasterlatch 44 des abtastbaren Latch 18 geladen. Alternativ wird durch Aktivieren des Verschieben- Schalters 64 über die VERSCHIEBEN-Leitung 24 der Eingangsda­ tenwert an dem HINEINABTASTEN-Tor 34 in das Schieberegister­ masterlatch 44 geladen.

Das Schieberegisterslavelatch 46 weist einen einzigen Ein­ gang auf, der durch einen Nverschieben-Schalter 66 gesteuert wird. Der Nverschieben-Schalter 66 ist mit der NVERSCHIE- BEN-Leitung 26 verbunden. Durch Aktivieren des Nverschie­ ben-Schalters über die NVERSCHIEBEN-Leitung 26, wird das Ausgangssignal des Schieberegistermasterlatchs 44 auf das HINAUSABTASTEN-Tor 36 geschaltet.

II. Betrieb

Eine besondere Funktionalität, die der abtaststeuerbaren, programmierbaren Sicherungsschaltung 10 zugeordnet ist, ist die Fähigkeit, eine Ausgangsdatenstruktur über die Ausgänge A, B und C zu der Sicherungslogikschaltungsanordnung, die einer Speicherbank zugeordnet ist, zu liefern. Die Siche­ rungslogikschaltungsanordnung kann dann die Ausgangsdaten­ struktur lesen, die durch die abtaststeuerbare, program­ mierbare Sicherungsschaltung 10 geliefert wird, und dieselbe kann die Speicherbank kartographieren, um defekte Speicher­ elemente durch verfügbare redundante Speicherelemente zu er­ setzen. Daher muß eine integrierte Schaltung mit einem de­ fekten Speicherelement nicht weggeworfen werden, sondern dieselbe kann durch Kartographieren des redundanten Ele­ ments, das in dem Entwurf der integrierten Schaltung vorge­ sehen ist, repariert werden.

Beim Betrieb kann, sobald ein defektes Speicherelement über das Scheibentesten lokalisiert wurde, eine spezielle Aus­ gangsdatenstruktur für die abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung 10 zum Kartographieren der Speicherbank bestimmt werden, um das defekte Speicherelement durch ein redundantes Speicherelement über die Sicherungslogikschal­ tungsanordnung zu ersetzen. Früher konnte diese Ausgangsda­ tenstruktur lediglich durch Auslösen der geeigneten Siche­ rungen 12a-12c implementiert werden. Wie es oben erwähnt wurde, erfordert dies, daß die Scheibe von dem Scheibente­ ster entfernt wird, zu einer Laserprogrammierstation zum Programmieren genommen wird und dann zu dem Scheibentester zum Verifizieren der Kartographieroperation und einem zu­ sätzlichen Scheibentesten der Nicht-Speicherschaltungen, die von dem Speicher abhängen, gebracht wird. Dies ist ein inef­ fizienter, zeitaufwendiger und kostenintensiver Prozeß.

Dementsprechend enthält die abtaststeuerbare, programmierba­ re Sicherungsschaltung 10 der vorliegenden Erfindung abtast­ bare Latchs 18a-18c, um die vorher erwähnten Mängel, sowie andere in der Industrie bekannte Mängel, durch Bereitstellen zumindest der hier beschriebenen Funktionalität zu überwin­ den. Beim Betrieb ermöglichen insbesondere die abtastbaren Latchs 18a-18c die gewünschte Ausgangsdatenstruktur, die in die abtastbaren Latchs 18a-18c hinein abgetastet werden soll, und dann zu der zugeordneten Sicherungslogikschal­ tungsanordnung gesendet werden soll. Dies ermöglicht ein Scheibentesten des Speichers und weiterer Schaltungsanord­ nungen in deren Endkonfiguration, ohne jegliche Sicherungen auszulösen. Ferner kann, sobald die Ausgangsdatenstruktur durch das Scheibentesten bestätigt wurde, und sobald die ge­ eigneten Sicherungen bei der Laserprogrammierstation ausge­ löst wurden, das Laserprogrammieren durch Herausabtasten der programmierten Sicherungswerte verifiziert werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3A schafft daher die vorliegende Erfindung ein erstes Verfahren 70 zur Abtaststeuerung einer programmierbaren Sicherungsschaltung in einer integrierten Schaltung mit folgenden Schritten. Zunächst wird das abtast­ bare Latch 18 hergestellt, um mit einem Sicherungsausgang einer programmierbaren Sicherungsschaltung, wie es durch Block 72 gezeigt ist, verbunden zu werden. Bei einem Block 74 werden die programmierten Sicherungsdaten von dem Ausgang der programmierbaren Sicherungsschaltung in das abtastbare Latch 18 geladen. Schließlich werden die programmierten Si­ cherungsdaten aus dem abtastbaren Latch 18 hinaus abgeta­ stet, wie es durch einen Block 76 gezeigt ist. Dementspre­ chend kann das Programmieren der Sicherung der programmier­ baren Sicherungsschaltung verifiziert werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3B schafft die vorliegende Erfin­ dung ferner ein zweites Verfahren 80 zur Abtaststeuerung einer programmierbaren Sicherungsschaltung in einer inte­ grierten Schaltung mit folgenden Schritten. Zunächst wird das abtastbare Latch 18 hergestellt, um mit einem Siche­ rungsausgang einer programmierbaren Sicherungsschaltung ver­ bunden zu werden, wie es durch einen Block 82 angezeigt ist. Als nächstes wird bei einem Block 84 ein Ausgangsdatenwert der programmierbaren Sicherungsschaltung in das abtastbare Latch 18 geladen. Schließlich wird der Ausgangsdatenwert auf das DATEN-HINAUS-Tor 38 des abtastbaren Latchs 18 geschal­ tet, wie es durch einen Block 86 gezeigt ist. Dementspre­ chend können die Nicht-Speicherschaltungen, die von dem Speicher abhängen, der den programmierbaren Sicherungsschal­ tungen zugeordnet ist, getestet werden, ohne tatsächlich jegliche Sicherungen programmieren (d. h. auslösen) zu müs­ sen. Dies ermöglicht ferner das Verifizieren des vorge­ schlagenen Programmierens der programmierbaren Sicherungs­ schaltungen, wie es durch den Ausgangsdatenwert, der in das abtastbare Latch verschoben wird, dargestellt ist.

Ein Zeitablaufdiagramm 90 des Betriebs des Schieberegisters 20 ist in der Fig. 4 vorgesehen, um deutlicher den Betrieb der abtastbaren Latchs 18a-18c während eines Lesezyklus 92 und eines Schreibzyklus 94 zu erklären, die für die Ver­ fahren 70, 80, die oben beschrieben wurden, erforderlich sind.

Zum Zweck des Lesezyklus 92 sind die Sicherung 12a und die Sicherung 12b ausgelöst, derart, daß die Datenwerte auf den Ausgangsleitungen 16a und 16b sich in einem logisch hohen Zustand befinden. Die Sicherung 12c wird nicht ausgelöst, so, daß sich der Datenwert auf der Ausgangsleitung 16c in einem niedrigen logischen Zustand befindet. In dem Lese­ zyklus 92 werden die Werte auf den Ausgangsleitungen 16a-16c in die abtastbaren Latchs 18a-18c gelesen, und dann zu dem Ausgang des entsprechenden abtastbaren Latchs auf die fol­ gende Art und Weise verschoben. Wenn der Laden-Schalter 56 aktiviert wird, wird der Laden-Schalter 56 eingeschaltet, so daß der Datenwert auf der Ausgangsleitung 16 an dem DATEN-HINEIN-Tor 32 in das Datenlatch 42 geladen wird. Diese Werte sind durch das Datenlatch 42 transparent, während sich das Signal auf der LADEN-Leitung 22 in einem hohen Zustand be­ findet, und dieselben werden zwischengespeichert, wenn das Signal auf der LADEN-Leitung 22 in einen niedrigen Zustand geht. Dieser Datenwert breitet sich durch den Inverter 54 zu dem Ausgang des abtastbaren Latchs 18 an dem DATEN-HINAUS-Tor 38 aus.

Wenn der Lesen-Schalter 62 aktiviert wird, lädt der Lesen- Schalter 62 den Wert von dem DATAOUT-Tor 38 in das Schiebe­ registermasterlatch 44. Wenn der Verschieben-Schalter 46 auch aktiviert wird, dann wird der Datenwert von dem Schieberegistermasterlatch 44 durch das Schieberegister­ slavelatch 46 ausgebreitet, wo derselbe auf das HINAUSABTAS- TEN-Tor 36 geschaltet wird.

Eine Datenstruktur kann ferner seriell durch das abtastbare Latch 18 hinaus zu einem anderen abtastbaren Latch abgeta­ stet werden. Dies wird durch sequentielles Aktivieren des Verschieben-Schalters 64 und des Nverschieben-Schalters 66 mit der VERSCHIEBEN-Leitung 24 bzw. der NVERSCHIEBEN-Leitung 26 erreicht. Bei dem Fall des Ausführungsbeispiels, das zum Darstellen der vorliegenden Erfindung ausgewählt wurde, bei dem drei Ausgangsdatenwerte in oder aus dem Schieberegister 20 hinein oder hinaus abgetastet werden müssen, werden drei Verschiebesequenzen benötigt, um die Datenwerte vollständig in die jeweiligen abtastbaren Latchs 18a-18c zu übertragen. Für jede Sequenz geht das Signal auf der NVERSCHIEBEN- Leitung 26 in einen niedrigen Zustand, was den Nverschie­ ben-Schalter 66 schließt, als Vorbereitung dafür, daß das Signal auf der VERSCHIEBEN-Leitung 24 in einen hohen Zustand geht. Sowie das Signal auf der VERSCHIEBEN-Leitung 24 in einen hohen Zustand geht, verhindert das sich in einem nied­ rigen Zustand befindende Signal auf der NVERSCHIEBEN-Leitung 26, daß das Schieberegisterslavelatch 46 den Datenwert von dem Schieberegistermasterlatch 44 zwischenspeichert. Das Signal auf der VERSCHIEBEN-Leitung 24 kehrt dann in einen niedrigen Zustand zurück, und die NVERSCHIEBEN-Leitung 26 kehrt in einen hohen Zustand zurück, um den Datenwert durch den Nverschieben-Schalter 66 zu dem Schieberegisterslave­ latch 46 auszubreiten. Dies ist ein Beispiel einer üblichen Naster-Slave-Latchkonfiguration. Die Daten bewegen sich in der ersten Stufe von dem Master zu dem Slave in der ersten Stufe, von dem Master zu dem Slave in der zweiten Stufe usw. für folgende Stufen.

Zum Zweck des Schreibzyklusses 94 wird die entgegengesetzte Ausgangssignalstruktur (d. h. niedrig, niedrig, hoch) in das Schieberegister 20 hinein zur Klarheit der Flankenübergänge abgetastet. Bezüglich des Schreibzyklus 94 werden Ausgangs­ datenwerte in das Schieberegister 20 hinein abgetastet, und dieselben werden dann zu den jeweiligen Ausgängen der ab­ tastbaren Latchs 18a-18c geladen. Dies ist im wesentlichen der umgekehrte Betrieb des Lesezyklus 92, wie er oben er­ örtert wurde.

Zunächst befindet sich der erste Datenwert, der hinein abge­ tastet wird, bei einem hohen Wert, und daher befindet sich das Signal an dem HINEINABTASTEN-Tor 34 in einem hohen Zu­ stand. Anschließend werden der Verschieben-Schalter 64 und der Nverschieben-Schalter 66 sequentiell aktiviert, um den Datenwert in das erste abtastbare Latch 18a des Schiebe­ registers 20 zu laden. Der Datenwert wird dann durch das Schieberegistermasterlatch 44 und dann in dem Schieberegi­ sterslavelatch 46 zwischengespeichert. Der zweite Datenwert, der hinein abgetastet werden soll, befindet sich auf einem niedrigen Wert, und daher geht das Signal an dem HINEIN- ABTASTEN-Tor 34 auf einen niedrigen Zustand, gefolgt von einer weiteren Schaltsequenz mit dem Verschieben-Schalter 64 und dem Nverschieben-Schalter 66. Dies verschiebt den ersten Datenwert von dem abtastbaren Latch 18a zu dem abtastbaren Latch 18b. Das abtastbare Latch 18a enthält jetzt den zwei­ ten Datenwert, der in das Schieberegister 20 hinein abgeta­ stet wurde.

Der dritte Datenwert, der hineinabzutasten ist, ist ein wei­ terer niedriger Wert, und daher verbleibt das Signal an dem HINEINABTASTEN-Tor 34 in einem niedrigen Zustand, gefolgt von noch einer weiteren Schaltsequenz mit dem Verschieben- Schalter 64 und dem Nverschieben-Schalter 66. Dies ver­ schiebt den ersten Datenwert von dem abtastbaren Latch 18b zu dem abtastbaren Latch 18c und den zweiten Datenwert von dem abtastbaren Latch 18a zu dem abtastbaren Latch 18b. Das abtastbare Latch 18a enthält nun die dritten Datenwerte, die in das Schieberegister 20 hinein abgetastet wurden.

Das Schieberegisterslavelatch 46 jedes der abtastbaren Latchs 18a-18c enthält nun die gewünschten Datenwerte. Diese Datenwerte werden dann zu dem Datenlatch 42 jedes jeweiligen abtastbaren Latchs 18a-18c durch Aktivieren des Schreiben- Schalters 58 über die SCHREIBEN-Leitung 30 bewegt. Dies lädt die abgetasteten Datenwerte in die jeweiligen Datenlatchs 42, die sich durch die Inverter 54 zu den jeweiligen Aus­ gängen A, B und C entsprechend ausbreiten.

Die Ausgangssignalstrukturen der abtaststeuerbaren, program­ mierbaren Sicherungsschaltung 10 können dann durch die zuge­ ordnete Sicherungslogikschaltungsanordnung zum Steuern des Kartographierens des Speichers gelesen werden. Folglich kann die integrierte Schaltung vollständiger bei dem Scheibente­ ster getestet werden, ohne die Scheibe zum Laserprogrammie­ ren entfernen zu müssen. Dies schafft den Vorteil einen Scheibentest an dem Speicher und weiteren Schaltungsanord­ nungen durchführen zu können, die von dem Speicher in seiner Endkonfiguration abhängen, einschließlich der Schnittstelle zwischen dem Speicher und den anderen Schaltungsanordnungen. Dies vereinfacht stark die Diagnose eines versagenden Chips anschließend zu dem Sicherungsprogrammieren, insbesondere wenn das Sicherungsprogrammieren das Problem ist.

Wenn die programmierte Ausgangsstruktur anscheinend den Speicher erfolgreich neu kartographiert, kann die Scheibe zu einem Laserprogrammierer (oder jedem anderen sicherungsaus­ lösenden System) gebracht werden, bei dem die geeigneten Sicherungen 12a-12c ausgelöst werden. Anschließend können die Ausgangswerte der jeweiligen Sicherung 12a-12c in das jeweilige abtastbare Latch 18a-18c über die Sicherungsaus­ gangsleitungen 16a-16c geladen werden. Dies wird durch die LADEN-Leitung 22, wie es im vorhergehenden beschrieben wur­ de, erreicht. Dies überschreibt die Ausgangsstruktur, die vorher in die abtastbaren Latchs 18a-18c hinein abgetastet wurde. Die programmierten Werte der Sicherungen können dann verifiziert werden, um sicherzustellen, daß das Laserpro­ grammieren erfolgreich war. Dies kann, wie im Lesezyklus 92 beschrieben, durchgeführt werden. Dies ist insbesondere da­ hingehend vorteilhaft, daß dies die Qualität des Laser­ programmierens sicherstellt.

Eine weitere Funktionalität, die durch die vorliegende Er­ findung bereitgestellt wird, besteht darin, daß dieselbe eine weiche Programmier- oder temporäre Programmierfähigkeit bezüglich des Speichers vorsieht. Dies ermöglicht es der ab­ taststeuerbaren, programmierbaren Sicherungsschaltung 10, um Defekte durch Gebietsausfälle, wie z. B. einer Metallwande­ rung, neu zu programmieren. Wenn der Gebietsausfall einem Element zugeordnet ist, das durch ein redundantes Element ersetzt werden kann, wie z. B. ein Speicherelement einer Speicherbank, kann die vorliegende Erfindung verwendet wer­ den, um die Sicherungslogikschaltungsanordnung derart neu zu programmieren, daß ein diagnostisches Testen an der inte­ grierten Schaltung gründlicher durchgeführt werden kann.

Claims (10)

1. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung (10) zur Verwendung in einer integrierten Schaltung und mit einem Schaltungsausgang (A, B, C, D), mit folgenden Merkmalen:
einer Sicherungsschaltung (11a, 11b, 11c) mit einem Si­ cherungsausgang (16a, 16b, 16c), wobei die Sicherungs­ schaltung eine Sicherung (12a, 12b, 12c) aufweist, die ausgelöst werden kann, um einen Logikpegel des Siche­ rungsausgangs zu ändern; und
einem abtastbaren Latch (18a, 18b, 18c), das mit dem Sicherungsausgang verbunden ist, und das zum Steuern des Schaltungsausgangs konfiguriert ist, um es zu er­ möglichen, daß Ausgangswerte in die abtastbare Latch­ einrichtung von dem Sicherungsausgang geladen werden, und dann zu dem Schaltungsausgang verschoben werden, und daß andere Ausgangswerte in die abtastbare Latch­ einrichtung hineingetastet und dann zu dem Schaltungs­ ausgang verschoben werden.

2. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 1, bei der die Sicherungsschaltung ein Lastbauelement (14a, 14b, 14c) aufweist, das seriell mit der Sicherung verbunden ist, wobei das Sicherungs­ ausgangssignal bei einer verbindungsstelle zwischen dem Lastbauelement und der Sicherung abgenommen wird.

3. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das abtastbare Latch ein abtastbares Drei-Latch-Entwurf-Latch aufweist.

4. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das abtastbare Latch eine Master-Slave-Konfiguration auf­ weist.

5. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine zweite Sicherungsschaltung mit einem zweiten Sicherungsausgang und ein zweites abtastbares Latch, das mit dem zweiten Sicherungsausgang verbunden ist, aufweist, wobei ein Hinausabtasttor (36a, 36b, 36c) des abtastbaren Latchs mit einem Hineinabtasttor (34a, 34b, 34c) des zweiten abtastbaren Latchs verbunden ist.

6. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 5, bei der das abtastbare Latch und das zweite abtastbare Latch als ein Schieberegister (20) konfiguriert sind.

7. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 6, bei der das Schieberegister einen Lesezyklus (72) und einen Schreibzyklus (74) aufweist.

8. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung (10), die eine programmierbare Sicherungsschaltung (11a, 11b, 11c) mit einem Sicherungsausgang (16a, 16b, 16c), der mit einem Eingang eines abtastbaren Latch (18a, 18b, 18c) verbunden ist, aufweist.

9. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 9, bei der das abtastbare Latch eine Master-Slave-Konfiguration aufweist.

10. Abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 9, bei der das abtastbare Latch ein Teil eines Schieberegisters (20) ist.