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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine programmierbare Sicherungsschaltungsanordnung
und insbesondere auf das Steuern der Ausgabe einer programmierbaren
Sicherungsschaltung mit einem abtastbaren Latch.
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Bei
dem Entwurf von integrierten Schaltungen, die Speicher enthalten,
wird eine gewisse Menge von Redundanz eingebaut, derart, daß Defekte, die
während
des Herstellens der integrierten Schaltung auftreten, durch Ersetzen
des defekten Elements durch ein redundantes Element behoben werden
können.
Der Prozeß des
Ersetzens des defekten Elements durch ein redundantes Element wird
als "Kartographieren" bezeichnet, wobei
das defekte Element "entkartographiert" wird, und das redundante
Element "kartographiert" wird. Das Kartographieren
wird typischerweise durch eine Sicherungslogikschaltungsanordnung
durchgeführt,
die durch eine oder mehrere programmierbare Sicherungsschaltungen
gesteuert wird, die programmiert werden, um ein logisches Steuerungssignal
an die Sicherungslogikschaltungsanordnung auszugeben. Eine programmierbare
Sicherungsschaltung wird üblicherweise entweder
durch Auslösen
oder Nichtauslösen
einer Sicherung programmiert, die der programmierbaren Sicherungsschaltung
zugeordnet ist.
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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 Speicherbank zugeordnet ist, programmiert werden, um das defekte Element
zu entkartographieren, und um ein redundantes Element zu kartographieren.
Dementsprechend führen
Hersteller von integrierten Schaltungen, um herauszufinden, welche Speicherelemente
defekt sind, verschiedene Testtypen an verschiedenen Punkten während des
Herstellungsprozesses durch. Von besonderer Relevanz ist dabei bezüglich der
vorliegenden Erfindung ein Test, der als Scheibentest oder "Wafertest" bezeichnet wird.
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Im
allgemeinen ist das Scheibentesten ein Mittel zum Verifizieren der
korrekten Operation einer integrierten Schaltung, sobald dieselbe
hergestellt ist, und sich in einer Scheibenform befindet.
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Folglich
werden, sobald die integrierte Schaltung hergestellt wurde, jedoch
bevor die Scheibe in einzelne Chips geschnitten 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 dieselbe wird zu einer Laserprogrammierstation genommen,
bei der die programmierbaren Sicherungsschaltungen programmiert werden,
um die Sicherungslogikschaltungsanordnung mit einer geeigneten Logikstruktur
zum Kartographieren der Speicherbank zu versehen. Die programmierbaren
Sicherungsschaltungen werden bei der Laserprogrammierstation durch
einen Laser programmiert, der die Sicherungen "auslöst", die den ausgewählten programmierbaren
Sicherungsschaltungen zugeordnet sind. Es gibt derzeit keine verfügbare Einrichtung
zum Verifizieren, ob das Laserprogrammieren erfolgreich ist, ohne
einen zweiten Scheibentest durchführen zu müssen. Die Scheibe wird daher
zu dem Scheibentester zum erneuten Testen der integrierten Schaltung
zurückgebracht,
um zu bestätigen,
daß das
Laserprogrammieren den Defekt vor dem Endaufbau der integrierten
Schaltung repariert hat. Der vorhergehende Prozeß ist nicht nur kostenintensiv
und zeitaufwendig, derselbe erfordert 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 getestet wird.
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Weiterhin
sind Speicherbänke
oftmals ein Teil einer eingebetteten Speicherschaltung, wobei andere
Schaltungsanordnungen 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.
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Eine
weitere Option besteht darin, den Speicher und die Nicht-Speicherschaltungen
unabhängig bei
dem Scheibentest zu testen, die redundanten Elemente des Speichers
zu konfigurieren und dann den Endaufbau in einer Gehäuseform
oder "gepackaged" zu testen. Dies
hinterläßt jedoch
die Schnittstelle zwischen dem Speicher und den Nicht-Speicherschaltungen
ungetestet, und daher können
Defekte existieren, die bewirken, daß die integrierte Schaltung
bei dem Endtesten versagt. Die Kosten des Aufbaus und des Häusens der
integrierten Schaltung gehen, wenn die integrierte Schaltung beim Endtest
versagt, sonst verloren. Ein weiterer Nachteil dieser Option besteht
darin, daß die
Nicht-Speicherschaltungen nicht testbar sind, ohne daß der Speicher
konfiguriert ist. Dies kann einen zusätzlichen Ausbeuteverlust beim
Endtesten bewirken.
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Sobald
eine integrierte Schaltung gehäust und
in Betrieb genommen wird, können
zusätzlich gewisse
physikalische Phänomene
und/oder Aktivitäten
zu latenten Defekten beitragen.
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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 Sicherungsschaltungen, die die Sicherungslogikschaltungsanordnung
steuern, verfügbar,
um diese latenten Defekte zu überwinden.
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Die
DE 195 43 834 A1 offenbart
einen Defektzellen-Reparaturschaltkreis für eine defekte Zelle zum Reparieren
einer defekten Zelle nach einem Einkapselungs-Prozeß in einer
Halbleiterspeichervorrichtung, die eine normale Zelle und eine redundante Zelle
und eine Einheit zum Auswählen
der Zelle entsprechend dazu, ob ein Freigabetakt eine redundante
Zelle erzeugt oder nicht, umfaßt.
Eine Schmelzsicherung ist vorgesehen, die nach einem Reparaturvorgang
durchtrennt wird, um zu verhindern, daß der normale Betriebsmodus
zu dem Reparaturmodus hin geändert
wird. Um abhängig
vom Zustand der Schmelzsicherung die Freigabe eines Reparaturmodus-Freigabetakts
zeitlich zu steuern, sind zwei verschaltete NAND-Gatter vorgesehen.
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Die
DE 44 07 954 A1 zeigt
eine Halbleiterspeichereinrichtung mit einer Redundanzschaltung, bei
der ein Redundanzsignal erzeugt werden kann, in dem eine Sicherung
ausgelöst
wird und dadurch ein hoher Pegel an einen Eingang eines NAND-Gatters angelegt
wird. Um das Redundanzsignal um eine konstante Zeitdauer nach dem
Auslösen
der Sicherung zu erzeugen, ist ein zweites NAND-Gatter vorgesehen,
wobei an einem Eingang dieses NAND-Gatters ein Steuersignal angelegt
werden kann.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine programmierbare
Sicherungsschaltung zu schaffen, die ohne die programmierbare Sicherungsschaltung
permanent programmieren zu müssen,
neu programmiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Sicherungsschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die Unzulänglichkeiten
und Mängel
des Stands der Technik, wie im vorhergehenden beschrieben, und wie
in der Industrie bekannt. Die vorliegende Erfindung schafft ein
abtastbares Latch, das in einer programmierbaren Sicherungsschaltung
verwendet werden kann, um eine Abtaststeuerung der Ausgabe der programmierbaren
Sicherungsschaltung zu schaffen. Im wesentlichen ermöglicht 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-Speicherschaltungsanordnung
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
Sicherungsschaltungen, nachdem die ausgewählten Sicherungen ausgelöst wurden,
und durch Abtasten derselben verifizieren zu können.
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Daher
und gemäß der Erfindung
ist der Ausgang der programmierbaren Sicherungsschaltung mit dem
Eingang eines abtastbaren Latchs verbunden, derart, daß das abtastbare
Latch den Ausgangswert der programmierbaren Sicherungsschaltung
laden kann, und dann den Ausgangswert auf den Ausgang des abtastbaren
Latchs schaltet. Alternativ dazu kann das abtastbare Latch einen
Ausgangswert hineinabtasten, und den abgetasteten 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-Entwurf implementiert ist, der
ein Datenlatch, ein Schieberegistermasterlatch und ein Schieberegisterslavelatch
aufweist. Das Datenlatch umfaßt
ein einzelnes 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 Schieberegisterslavelatch
sind seriell verbunden, um ein Master-Slave-Schieberegister mit zwei Eingangssignalen
(HINEINABTASTEN oder "SCANIN" und LESEN oder "READ") zum Steuern der
Operationen des "Hineinabtastens" von Daten und des "Hinausabtastens" 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 Entwurfswahl sind. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind eine Mehrzahl von abtastbaren Latchs als Parallel-Hinein-,
Parallel-Hinaus-Schieberegister verbunden, wie es in der Technik
bekannt ist. Jedem Eingang des Schieberegisters ist eine programmierbare
Sicherungsschaltung, wie die im folgenden beschriebene Schaltung, zugeordnet.
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Die
programmierbare Sicherungsschaltung, mit der das abtastbare Latch
verbunden ist, kann viele Formen annehmen. Zum Zweck der Offenbarung der
vorliegenden Erfindung ist hierin jedoch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
beschrieben, obwohl klar sein sollte, daß die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
praktisch auf jede programmierbare Sicherungsschaltungskonfiguration
gleich anwendbar sind. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das hierin
offenbart ist, weist die programmierbare Sicherungsschaltung ein
Lastbauelement und eine Sicherung auf, die seriell miteinander verbunden
sind. Das Lastbauelement ist mit der Spannungsversorgung (VDD) verbunden,
und die Sicherung ist mit der Erde (ERDE) verbunden. Der Sicherung
ist ein Ausgangssignal zugeordnet, 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 Metallschicht, die entweder leitfähig oder
nicht leitfähig
ist, abhängig
davon, ob dieselbe während
des Programmierens ausgelöst
wurde. Alternativ kann anstelle der Metallschicht eine Polysilizium-
oder Siliziumschicht verwendet werden.
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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
Verfahren zum Verifizieren des Programmierens der programmierbaren
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 abtastbaren Latchs
verbunden ist; Zwischenspeichern der programmierten Sicherungsdaten
von der programmierbaren Sicherungsschaltung in dem abtastbaren Latch;
und Herausabtasten der programmierten Sicherungsdatenwerte der programmierbaren
Sicherungsschaltung, um das Programmieren der programmierbaren Sicherungsschaltung
zu verifizieren. Ein zweites Verfahren zum Testen von Nicht-Speicherschaltungen,
abhängig
von dem Speicher, der der programmierbaren Sicherungsschaltung 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 Ausgangsdatenwerts 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
Sicherungsschaltung, wie es durch den Ausgangsdatenwert dargestellt
wird.
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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.
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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 Speicherbank abhängig ist,
vollständig
vor dem Endprogrammieren der Sicherungen bei einer Laserprogrammierstation getestet
werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß dieselbe
ein Verifizieren der Laserprogrammierung einer programmierbaren
Sicherungsschaltung durch Herausabtasten der programmierten Sicherungswerte
vorsieht.
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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.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
schematisches Schaltungsdiagramm von verschiedenen programmierbaren
Sicherungsschaltungen, die parallel konfiguriert sind, wobei deren
Ausgänge
mit den entsprechenden abtastbaren Latchs gemäß der vorliegenden Erfindung
verbunden sind;
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2 ein
schematisches Schaltungsdiagramm einer darstellenden Implementation
eines abtastbaren Latchs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3A und 3B Flußdiagramme
von Verfahren zur Abtaststeuerung einer programmierbaren Sicherungsschaltung
gemäß der vorliegenden Erfindung;
und
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4 ein
Zeitablaufdiagramm für
das abtastbare Latch der 2 während eines Lesezyklus und
eines Schreibzyklus.
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I. Architektur
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, zeigt die 1 eine abtaststeuerbare,
programmierbare Sicherungsschaltung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Ausgangssignalen A, B und und C zur Verbindung mit
einer Sicherungslogikschaltungsanordnung (nicht gezeigt), die z.
B. einer Speicherbank zugeordnet ist. Basierend auf dem Logikpegel der
Ausgangssignale A, B und C, kartographiert die Sicherungslogikschaltungsanordnung
die Speicherbank, um defekte Speicherelemente zu entfernen, und
um dieselben durch redundante Speicherelemente, wie es im vorhergehenden
beschrieben ist, zu ersetzen.
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Die
abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung 10 weist
eine Mehrzahl von programmierbaren Sicherungsschaltungen 11a, 11b und 11c,
die parallel verbunden sind, auf. Jede programmierbare Sicherungsschaltung 11a–11c umfaßt eine Sicherung 12a, 12b bzw. 12c,
die seriell mit einem entsprechenden Lastbauelement 14a, 14b bzw. 14c verbunden
sind. Die Lastbauelemente 14a–14c sind ferner mit
einer Spannungsversorgung (VDD) verbunden, und die Sicherungen 12a–12c sind
ferner mit der Erde (ERDE) verbunden, wodurch die programmierbaren
Sicherungsschaltungen in eine parallele Konfiguration plaziert werden.
Ein Ausgangssignal wird von jeder programmierbaren Sicherungsschaltung 11a–11c über entsprechende
Sicherungsausgangsleitungen 16a–16c an der Verbindung
zwischen der Sicherung und dem Lastbauelement abgenommen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen
die Sicherungen 12a–12c eine
Metallschicht auf, die entweder leitfähig oder nicht leitfähig ist,
abhängig
davon, ob die Sicherung 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 Lastbauelemente 14a–14c sind bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
als integrierte Widerstände
(d. h. NWELL-Widerstände)
oder PMOS-FETs implementiert.
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Mit
der Ausgangsleitung 16a–16c jeder programmierbaren
Sicherung 11a–11c ist
ein abtastbares Latch, wie z. B. ein abtastbares 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 2 beschrieben
ist, implementiert. Wie es in 1 gezeigt
ist, sind die drei abtastbaren Latchs 18a–18c als
ein Schieberegister 20 konfiguriert, auf das allgemein
als Abtastweg Bezug genommen 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 Datenwerte in das jeweilige abtastbare
Latch 18a–18c parallel
laden, und die Datenwerte von dem jeweiligen abtastbaren Latch 18a–18c parallel
ausgeben.
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Die
LADEN-Leitung 22 ist zum Steuern des Ladens der Eingangswerte
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 Abtastens 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 Zwischenspeichern dieses Werts in dem Schieberegistermasterlatch 44 vorgesehen, um
das Abtasten dieses Werts hinaus aus dem abtastbaren 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.
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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 u.s.w.
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Nimmt
man nun Bezug auf 2, ist eine darstellende Implementation
für ein
abtastbares Latch 18 gemäß der vorliegenden 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.
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Das
abtastbare Latch 18 weist ein Datenlatch 42, ein
Schieberegistermasterlatch 44 und ein Schieberegisterslavelatch 46 auf.
Jedes der Latchs 42, 44 und 46 ist mit
einem normalen Vorwärtsinverter 48 und
einem schwachen Rückkopplungsinverter 52 implementiert.
Die Inverter 48 und 52 sind vorzugsweise zwei
Feldeffekttransistoren (FET), die wie gezeigt, 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 übersteuern. Dies
wird den Vorwärtsinverterwert
zu dem Eingangsdatenwert 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 bistabiles 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.
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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 Schreiben-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 Ausgangsleitung 16 in
das Datenlatch des abtastbaren Latch 18 geladen. Alternativ wird
durch Aktivieren des Schreiben-Schalters 58 über die
SCHREIBEN-Leitung 30 der Ausgangsdatenwert an dem HINAUSABTASTEN-Tor 36 in
das Datenlatch 42 geladen.
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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 Verschieben-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 Eingangsdatenwert an dem HINEINABTASTEN-Tor 34 in
das Schieberegistermasterlatch 44 geladen.
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Das
Schieberegisterslavelatch 46 weist einen einzigen Eingang
auf, der durch einen Nverschieben-Schalter 66 gesteuert
wird. Der Nverschieben-Schalter 66 ist mit der NVERSCHIEBEN-Leitung 26 verbunden.
Durch Aktivieren des Nverschieben-Schalters über die NVERSCHIEBEN-Leitung 26, wird
das Ausgangssignal des Schieberegistermasterlatchs 44 auf
das HINAUSABTASTEN-Tor 36 geschaltet.
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II. Betrieb
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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 Sicherungslogikschaltungsanordnung
kann dann die Ausgangsdatenstruktur lesen, die durch die abtaststeuerbare,
programmierbare Sicherungsschaltung 10 geliefert wird,
und dieselbe kann die Speicherbank kartographieren, um defekte Speicherelemente durch
verfügbare
redundante Speicherelemente zu ersetzen. Daher muß eine integrierte
Schaltung mit einem defekten Speicherelement nicht weggeworfen werden,
sondern dieselbe kann durch Kartographieren des redundanten Elements,
das in dem Entwurf der integrierten Schaltung vorgesehen ist, repariert werden.
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Beim
Betrieb kann, sobald ein defektes Speicherelement über das
Scheibentesten lokalisiert wurde, eine spezielle Ausgangsdatenstruktur
für die
abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung 10 zum Kartographieren
der Speicherbank bestimmt werden, um das defekte Speicherelement durch
ein redundantes Speicherelement über
die Sicherungslogikschaltungsanordnung zu ersetzen. Früher konnte
diese Ausgangsdatenstruktur lediglich durch Auslösen der geeigneten Sicherungen 12a–12c implementiert
werden. Wie es oben erwähnt wurde,
erfordert dies, daß die
Scheibe von dem Scheibentester entfernt wird, zu einer Laserprogrammierstation
zum Programmieren genommen wird und dann zu dem Scheibentester zum
Verifizieren der Kartographieroperation und einem zusätzlichen Scheibentesten
der Nicht-Speicherschaltungen, die von dem Speicher abhängen, gebracht
wird. Dies ist ein ineffizienter, zeitaufwendiger und kostenintensiver
Prozeß.
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Dementsprechend
enthält
die abtaststeuerbare, programmierbare Sicherungsschaltung 10 der vorliegenden
Erfindung abtastbare Latchs 18a–18c, um die vorher
erwähnten
Mängel,
sowie andere in der Industrie bekannte Mängel, durch Bereitstellen zumindest
der hier beschriebenen Funktionalität zu überwinden. 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 Schaltungsanordnungen
in deren Endkonfiguration, ohne jegliche Sicherungen auszulösen. Ferner
kann, sobald die Ausgangsdatenstruktur durch das Scheibentesten
bestätigt
wurde, und sobald die geeigneten Sicherungen bei der Laserprogrammierstation
ausgelöst
wurden, das Laserprogrammieren durch Herausabtasten der programmierten
Sicherungswerte verifiziert werden.
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Unter
Bezugnahme auf 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 abtastbare 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
Sicherungsdaten aus dem abtastbaren Latch 18 hinaus abgetastet,
wie es durch einen Block 76 gezeigt ist. Dementsprechend
kann das Programmieren der Sicherung der programmierbaren Sicherungsschaltung
verifiziert werden.
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Unter
Bezugnahme auf 3B schafft die vorliegende Erfindung
ferner ein zweites Verfahren 80 zur Abtaststeuerung einer
programmierbaren Sicherungsschaltung in einer integrierten Schaltung
mit folgenden Schritten. Zunächst
wird das abtastbare Latch 18 hergestellt, um mit einem
Sicherungsausgang einer programmierbaren Sicherungsschaltung verbunden
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 geschaltet, wie es durch einen Block 86 gezeigt
ist. Dementsprechend 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 müssen. Dies ermöglicht ferner
das Verifizieren des vorgeschlagenen Programmierens der programmierbaren
Sicherungsschaltungen, wie es durch den Ausgangsdatenwert, der in
das abtastbare Latch verschoben wird, dargestellt ist.
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Ein
Zeitablaufdiagramm 90 des Betriebs des Schieberegisters 20 ist
in der 4 vorgesehen, um deutlicher den Betrieb der abtastbaren
Latchs 18a–18c während eines
Lesezyklus 92 und eines Schreibzyklus 94 zu erklären, die
für die
Verfahren 70, 80, die oben beschrieben wurden,
erforderlich sind.
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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 Lesezyklus 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 folgende 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 befindet, 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.
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Wenn
der Lesen-Schalter 62 aktiviert wird, lädt der Lesen-Schalter 62 den
Wert von dem DATAOUT-Tor 38 in das Schieberegistermasterlatch 44. Wenn
der Verschieben-Schalter 46 auch aktiviert wird, dann wird
der Datenwert von dem Schieberegistermasterlatch 44 durch
das Schieberegisterslavelatch 46 ausgebreitet, wo derselbe
auf das HINAUSABTASTEN-Tor 36 geschaltet wird.
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Eine
Datenstruktur kann ferner seriell durch das abtastbare Latch 18 hinaus
zu einem anderen abtastbaren Latch abgetastet 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 Nverschieben-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 niedrigen
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 Schieberegisterslavelatch 46 auszubreiten. Dies ist
ein Beispiel einer üblichen Master-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.
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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 Ausgangsdatenwerte in das Schieberegister 20 hinein
abgetastet, und dieselben werden dann zu den jeweiligen Ausgängen der
abtastbaren Latchs 18a–18c geladen.
Dies ist im wesentlichen der umgekehrte Betrieb des Lesezyklus 92,
wie er oben erörtert
wurde.
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Zunächst befindet
sich der erste Datenwert, der hinein abgetastet wird, bei einem
hohen Wert, und daher befindet sich das Signal an dem HINEINABTASTEN-Tor 34 in
einem hohen Zustand. Anschließend
werden der Verschieben-Schalter 64 und der Nverschieben-Schalter 66 sequentiell
aktiviert, um den Datenwert in das erste abtastbare Latch 18a des
Schieberegisters 20 zu laden. Der Datenwert wird dann durch
das Schieberegistermasterlatch 44 und dann in dem Schieberegisterslavelatch 46 zwischengespeichert.
Der zweite Datenwert, der hinein abgetastet werden soll, befindet
sich auf einem niedrigen Wert, und daher geht das Signal an dem
HINEINABTASTEN-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 zweiten Datenwert, der in das Schieberegister 20 hinein
abgetastet wurde.
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Der
dritte Datenwert, der hineinabzutasten ist, ist ein weiterer 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 verschiebt 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.
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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 Ausgängen
A, B und C entsprechend ausbreiten.
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Die
Ausgangssignalstrukturen der abtaststeuerbaren, programmierbaren
Sicherungsschaltung 10 können dann durch die zugeordnete
Sicherungslogikschaltungsanordnung zum Steuern des Kartographierens
des Speichers gelesen werden. Folglich kann die integrierte Schaltung
vollständiger bei
dem Scheibentester getestet werden, ohne die Scheibe zum Laserprogrammieren
entfernen zu müssen.
Dies schafft den Vorteil einen Scheibentest an dem Speicher und
weiteren Schaltungsanordnungen 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.
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Wenn
die programmierte Ausgangsstruktur anscheinend den Speicher erfolgreich
neu kartographiert, kann die Scheibe zu einem Laserprogrammierer
(oder jedem anderen sicherungsauslösenden 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
Sicherungsausgangsleitungen 16a–16c geladen werden.
Dies wird durch die LADEN-Leitung 22, wie es im vorhergehenden
beschrieben wurde, 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 Laserprogrammieren erfolgreich
war. Dies kann, wie im Lesezyklus 92 beschrieben, durchgeführt werden.
Dies ist insbesondere da hingehend vorteilhaft, daß dies die
Qualität
des Laserprogrammierens sicherstellt.
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Eine
weitere Funktionalität,
die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, besteht
darin, daß dieselbe
eine weiche Programmier- oder temporäre Programmierfähigkeit
bezüglich
des Speichers vorsieht. Dies ermöglicht
es der abtaststeuerbaren, programmierbaren Sicherungsschaltung 10,
um Defekte durch Gebietsausfälle,
wie z. B. einer Metallwanderung, 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 werden, um
die Sicherungslogikschaltungsanordnung derart neu zu programmieren,
daß ein
diagnostisches Testen an der integrierten Schaltung gründlicher
durchgeführt werden
kann.