EP1687722A1 - Monolithisch integrierte anpassschaltung - Google Patents

Monolithisch integrierte anpassschaltung

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Publication number
EP1687722A1
EP1687722A1 EP04798060A EP04798060A EP1687722A1 EP 1687722 A1 EP1687722 A1 EP 1687722A1 EP 04798060 A EP04798060 A EP 04798060A EP 04798060 A EP04798060 A EP 04798060A EP 1687722 A1 EP1687722 A1 EP 1687722A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
logic
circuit
integrated
programmable
matching circuit
Prior art date
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Ceased
Application number
EP04798060A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Bidenbach
Jörg Franke
Burkhard Giebel
Markus Rogalla
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
TDK Micronas GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by TDK Micronas GmbH filed Critical TDK Micronas GmbH
Publication of EP1687722A1 publication Critical patent/EP1687722A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/24—Marginal checking or other specified testing methods not covered by G06F11/26, e.g. race tests

Definitions

  • the invention relates to monolithically integrated circuits, in particular monolithically integrated processors, which due to the constant reduction in structure can accommodate more and more functional units and thus very complex control and
  • the general goal in semiconductor manufacturing is to reduce production costs.
  • the reduction in the structural widths of semiconductor processes and the use of ever larger wafers in production contribute to this.
  • a core (“EngineUnit”), • which is the same for many comparable ASICs and is therefore in high volume demand , • that can be shrunk without special requirements, • that can come from any semiconductor factory 2.
  • connection IC connection IC
  • logic IC logic circuits
  • DE 102 43 684 describes a receiving device for a programmable, electronic processing device, which has a first and a second, each monolithically integrated component.
  • the first component includes the input and output interfaces of the entire processing device.
  • the second component is only accessible from the outside via the first component.
  • the first The component in this case contains matching circuits which serve for the electrical adaptation of the connections of the second component to the external conditions. At least one of the matching circuits can be programmable in its electrical properties.
  • the monolithically integrated adapter circuit according to the invention which is mostly referred to below as "automotive package” because of the main area of application in the automotive sector, solves the conflict by partitioning into: 3. the said core (“EngineUnit”), • which is a highly integrated standardized component (CPU + Memory), • but can still be used in a wide variety of applications via the "BodyUnit", • which can be transferred to new production facilities and / or technologies without special requirements, • which therefore at least always its predecessor without risk as Second source can replace 4.
  • EngineUnit which is a highly integrated standardized component (CPU + Memory), • but can still be used in a wide variety of applications via the "BodyUnit", • which can be transferred to new production facilities and / or technologies without special requirements, • which therefore at least always its predecessor without risk as Second source can replace 4.
  • BodyUnit which adapts to the respective application, • which can be manufactured in less dense technologies due to the lower required integration density, • therefore not in ever new production facilities or / and technologies must be transferred, • for their use manufacturing site or technology only needs to be organized once and a second source manufacturing site or technology is easier to get because of the low integration density.
  • the automotive package include the use of ever smaller technologies for the logic chip (engine IC). If you retain the functionality during a "shrink" of the engine IC, a new qualification of the externally accessible one becomes Systems avoided because no change in the electrical and functional parameters can be seen from the outside. It is known that the operating voltage of the logic IC also becomes smaller and smaller as the structure sizes become smaller. A similar situation can also be expected with the I / O structures of the logic IC. In order to avoid leakage currents, damage to the engine IC and malfunctions, an adjustment of the signal level is essential. So that no new system qualification is necessary, the body IC should not change at all if possible.
  • the voltage regulator on the body IC which supplies the operating voltage for the logic IC (engine IC), is made programmable in its voltage level.
  • This interface can, for example, be designed for a voltage swing of a few 100 mV.
  • the data required for this are stored, for example, in an E 2 PROM or are determined using bond options.
  • the voltage range covers all foreseeable supply voltage levels of future logic technologies.
  • CMOS level shifters known for Body are used for the signal path engine. From the start, they are dimensioned so that they later function down to a predetermined minimum voltage. They therefore cover a voltage range of 5V to 2.5V without the need for programming. If it is foreseeable that even smaller voltages will be used in the future or if a higher frequency bandwidth for the transmission is required, then analog comparators are used.
  • the switching threshold is in turn programmable, eg via E z PROM.
  • the voltage level of the signals that are transmitted from the body IC to the engine IC is also programmable. This is achieved in that the output drivers of the body IC are operated at a reduced and programmable supply voltage. Problem of space requirements for the bond pads for ICs with a high number of connections - avoiding the pad limit
  • the number of pads on the engine IC must be minimized from the outset. This is achieved by using serial data transmission instead of parallel buses. In addition to address and data lines, interrupts and other control lines can also be routed via one or more serial interfaces.
  • the automotive package include the usability of ever smaller technologies for the logic chip (engine IC). If the system function is maintained externally when changing the engine IC, a new qualification of the system is avoided. However, a new qualification of the system threatens if the new engine IC requires a changed bus interface configuration of the peripheral IC (BodyUnit) and the peripheral IC is changed for this purpose. This is because the peripheral IC that appears to the outside is e.g. Changed in the layout, the changed ESD latchup, EMC, etc. behavior can justify. So that no new system qualification is necessary, the peripheral IC should therefore not change at all if possible.
  • Engine IC logic chip
  • the logic of the The bus interface on the peripheral IC is configured so that it can be adapted to the interface of the core IC if necessary.
  • the configuration must take place on the peripheral IC, otherwise no communication can be established via the bus interface when the system is started.
  • the configuration parameters must be inherent in both sub-ICs.
  • the configuration can also affect the data or signal flow between the periphery and the core. For example, if certain connections have to be switched over in order to be able to easily adapt between the given peripheral IC and different core ICs. This is of interest, for example, when similar core ICs from different manufacturers are used, but which have slight differences with regard to some pins or some inputs. It is conceivable, for example, that not all available locations of a data bus specified by the core IC are required for the intended application. Another difference can relate to special inputs for control and monitoring functions.
  • the configuration happens e.g. by programming flash, EEPROM, OTP, fusible link elements or by bonding options.
  • a monitoring IC that is separate from the actual controller is often used.
  • the functions of this IC, power or clock supervision and / or watchdog, could be integrated on the controller without any problems, but with the background of the possible breakage of a single connection between the core and the periphery or the connection to another circuit ("Die"), for example for a spoke integrated in the housing, would jeopardize the safety function for the overall system.
  • Die another circuit
  • the AutomotivePackage solves the conflict by partitioning within a package in: 5.
  • a core which contains the actual controller, 6.
  • a periphery (BodyUnit), on which all monitoring modules such as power or Clock supervision and / or watchdog are located, which can be monitored separately from the controller.
  • the bond pad geometry of the peripheral IC and the core IC may be incompatible, so that crossed bond connections are required or certain bond positions cannot be reached.
  • a redistribution layer e.g. one or more additional metallization layers or layers made of polyimide plus a metal layer, applied to the interface IC.
  • the redistribution layer can also be used to compensate for different bond pad geometries of the core IC without changing the circuitry on the peripheral IC. This may be necessary, for example, if integrated JEDEC flash ICs are obtained from different suppliers. This measure also solves the problem of the second supplier for the core IC if the bond connections of the core ICs used are not identical to one another in their position.
  • FIG. 1 A special embodiment is shown in FIG. 1.
  • Integrated circuit with logic IC and matching circuit 1 shows an integrated circuit 1 with a monolithically integrated logic IC 2 and a monolithically integrated matching circuit 3.
  • the matching circuit 3 is connected to the logic IC 2 via a bus connection 4.
  • the adaptation circuit 3 has connections 5 in order to communicate with the periphery.
  • the arrangement according to FIG. 1 corresponds to an arrangement as is known from DE 102 43 684 A1 mentioned at the beginning.
  • the adaptation circuit 3 is programmable in its electrical properties.
  • the bus interface 6 of the adaptation circuit 3 is designed to be programmable, as already described above.
  • the adaptation circuit 3 has monitoring modules 7 for monitoring the logic IC 2. The monitoring modules 7 are therefore arranged separately from the logic IC 2 on the matching circuit 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft integrierte Schaltungen mit einem monolithisch integrierten Logik-IC und einer monolithisch integrierten Anpassungsschaltung, die mit dem Logik-IC leitend verbunden ist. Die Anpassungsschaltung ist dabei in ihren elektrischen Eigenschaften programmierbar ausgebildet. Weiterhin weist die Anpassungsschaltung eine geringere Integrationsdichte aufweist als der Logik-IC und die Anpassungsschaltung weist Überwachungsmodule zur Überwachung des Logik-ICs auf.

Description

Monolithisch integrierte Anpassschaltung
Die Erfindung betrifft monolithisch integrierte Schaltungen, insbesondere monolithisch integrierte Prozessoren, die infolge der ständigen Strukturverkleinerung immer mehr Funktionseinheiten aufnehmen können und damit sehr komplexe Steuerungs- und
Regelungsaufnahmen übernehmen können. Diese Entwicklungstendenz wird auch noch dadurch verstärkt, dass der Entwicklungs- und Herstellungsaufwand für Einzellösungen die immer größer wird, so dass man zunehmend von Einzellösungen abkommt und universellere, standardisierte Schaltungen anbietet, die natürlich noch größer und komplexer sind, die aber durch eine softwaregestützte Programmierung an die einzelnen Aufgaben und Verwendungszwecke angepasst werden können. Bei derartigen „Universallösungen" treten indessen ganz neue Schwierigkeiten auf, die technische Lösung erforderlich machen. Eine weitere Schwierigkeit kommt hinzu, weil in vielen Anwendungsbereichen die geforderte Verfügbarkeit der einzelnen Schaltungen viel größer sein muss als die von der Technologie vorgegebenen Änderungszyklen. Mit der Änderung der Technologie ändern sich in der Regel auch viele elektronische Parameter der Schaltung, die dann durch die Peripherieschaltungen zu berücksichtigen sind. Im folgenden werden einige dieser Schwierigkeiten aufgeführt und entsprechende Lösungen angegeben. Ein wesentlichen Punkt bei allen Lösungen besteht darin, dass eine Art Entkopplung zwischen dem eigentlichen Prozessor und der Anwendungsebene stattfindet, indem kritische Anschlüsse des Prozessors nicht direkt mit der Peripherie kommunizieren sondern nur über eine Anpassschaltung.
Allgemeines Ziel bei der Halbleiterfertigung ist die Senkung der Produktionskosten. Dazu trägt die Reduzierung der Strukturbreiten von Halbleiterprozessen und die Verwendung immer größerer Wafer in der Fertigung bei. Es ergibt sich daraus der Trend, dass vergleichsweise einfache Funktionen (Beispiel 8-Bit-Microcontroller) in immer größeren Stückzahlen mit einem einzigen Waferlos hergestellt werden können.
Ein Problem ergibt sich, wenn das Einzelprodukt gar nicht in diesen Quantitäten abgenommen werden kann, aber gleichzeitig auf die einzelnen ICs die Kosten für die photolithographischen Masken, die Reticlekosten, in ständig steigender Höhe umgelegt werden müssen. Es ergibt sich hier eine Trendumkehr, die zur Verhinderung von kundenspezifisch zugeschnittenen ICs mit kleinen Stückzahlen, die unter der Bezeichnung „ASICs" bekannt sind, führt.
Problemlösung Nach der Erfindung wird der Konflikt zwischen angebotenem Mindestvolumen und nachgefragtem Maximalvolumen dadurch gelöst, dass es die ASIC-Funktion partitioniert in: 1. Einen Kern („EngineUnit"), • der für viele vergleichbare ASICs derselbe ist und damit in hohem Volumen nachgefragt wird, • der ohne besondere Auflagen geshrinkt werden darf, • der aus einer beliebigen Halbleiterfabrik kommen kann 2. eine Peripherie (die beschriebene Anpassschaltung = „Bodyllnit"), • die die applikationsspezifische Anpassung an die jeweilige Aufgabe übernimmt, also für das AS in ASIC steht • die wegen der geringeren geforderten Integrationsdichte risikoarm in weniger dichten Technologien mit vergleichsweise geringem Mindestvolumen und geringen spezifischen Maskenkosten gefertigt werden kann.
Aus DE 101 57 457 A1 ist bereits bekannt, eine integrierte Schaltung aus einem ersten IC (Verbindungs-IC) mit einer Mehrzahl von spannungstoleranten Verbindungen und einer Busschnittstelle sowie einem zweiten IC (Logik-IC) mit einer Mehrzahl von logischen Schaltungen aufzubauen, welcher Daten über einen Bus zum ersten IC liefert. Der Verbindungs-IC und der Logik-IC können dabei eine unterschiedliche
Integrationsdichte aufweisen. Nachteilig dabei ist aber, dass nach der Lehre der DE 101 57 457 A1 bei einer erforderlichen Anpassung des Verbindungs-ICs eine komplette Neuentwicklung dieses ICs erforderlich ist.
DE 102 43 684 beschreibt eine Aufnahmevorrichtung für eine programmierbare, elektronische Verarbeitungseinrichtung, die ein erstes und eine zweites, jeweils monolithisch integriertes Bauelement aufweist. Dabei umfasst das erste Bauelement die Ein- und Ausgangsschnittstellen der gesamten Verarbeitungseinrichtung. Das zweite Bauelement ist von außen nur über das erste Bauelement zugänglich. Das erste Bauelement beinhaltet dabei Anpassschaltungen, die der elektrischen Anpassung der Anschlüsse des zweiten Bauelements an die Außenbedingungen dient. Mindestens eine der Anpassschaltungen kann dabei in ihren elektrischen Eigenschaften programmierbar ausgebildet sein.
Die o.g. Dokumte nach dem Stand der Technik bieten jedoch keinerlei Lösung zum Problem der Überwachungskontrolle bei Ausfall eines Funktionsteils, die es erlaubt, auch gleichzeitig auch den eingangs genannten Konflikt zwischen angebotenem Mindestvolumen und nachgefragtem Maximalvolumen zu lösen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5, wobei insbesondere vorgesehen ist, die Anpassungsschaltung Überwachungsmodule zur Überwachung des Logik-ICs aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Es ergibt sich z. B. eine IC-Familie, die mit ihrem hohen Gesamtvolumen das Mindestvolumen eines hochdichten Kerns erbringt, jedoch das nachgefragte Teil- Volumen der einzelnen ASIC-Lösung mit einer kostengünstigen Anpassung der Peripherie abdeckt.
Problem der abnehmenden Anzahl von Halbleiterfertigungsstätten
Zur weiteren Steigerung der Produktivität in der Halbleiterfertigung werden die Strukturbreiten der Halbleiterprozessen verkleinert und größerer Wafer verwendet. Dabei steigen aber auch zunehmend die Investitionskosten für neue Fertigungsstätten. Die Halbleiterfirmen begegnen diesem Trend, in dem sie sich immer mehr mit anderen Halbleiterfirmen die Investitionskosten teilen. Dabei entstehen immer weniger Fertigungsstätten mit immer größerer Kapazität, die sich immer mehr Firmen teilen.
Auf der anderen Seite müssen die Abnehmer von Halbleitern, insbesondere aus dem Automobil- Sektor, ständig darauf achten, jedes Bauteil auch von einer Second Source beziehen zu können. Die Einhaltung dieser Forderung wir jedoch immer schwieriger, da selbst wenn ein spezifisches Bauteil von mehr als einem Halbleitern-Zulieferer bezogen werden kann, es doch zunehmend nur aus einer Halbleiterfertigung kommt. Erschwerend kommt hinzu, dass die Lebensdauer einer Applikation im Automobil in der Regel viel länger als der Generationszyklus einer Halbleiterfertigung bzw. Technologie ist. Daher muss der Abnehmer von Halbleitern aus dem Automobil-Bereich sich bei jedem Generationswechsel des Halbleiters um eine neue Second Source sorgen, also sogar mehr als einmal pro Lebensdauer einer Applikation.
Problemlösung
Die monolithisch integrierte Anpassschaltung nach der Erfindung, die wegen des Hauptanwendungsbereiches im Automobilsektor im folgenden meist als „AutomotivePackage" bezeichnet wird, löst den Konflikt durch Partitionierung in: 3. den besagten Kern („EngineUnit"), • der ein hochintegriertes standardisiertes Bauteil (CPU + Speicher) sein kann, • aber dennoch über die „BodyUnit" in in den verschiedensten Applikationen zur Anwendung kommen kann, • der ohne besondere Auflagen in neue Fertigungsstätten und/oder Technologien transferiert werden kann, • den daher zumindest immer sein Vorgänger ohne Risiko als Second Source wieder ersetzen kann. 4. die besagte Peripherie („BodyUnit"), • welche die Anpassung an die jeweilige Applikaton übernimmt, • die wegen der geringeren geforderten Integrationsdichte in weniger dichten Technologien gefertigt werden kann, • daher nicht in immer neue Fertigungsstätten oder/und Technologien transferiert werden muss, • für deren Fertigungsstätte bzw. Technologie also nur einmal eine Second Source Fertigungsstätte bzw. Technologie organisiert werden muss und wegen der geringen Integrationsdichte problemloser zu bekommen ist.
Problem der Spannungsfestigkeit bei Technologiewechsel
Vorteile des AutomotivePackages sind u.a. die Einsetzbarkeit von immer kleineren Technologien für den Logikchip (Engine-IC). Behält man die Funktionalität bei einem „Shrink" des Engine-ICs bei, so wird eine Neuqualifikation des von außen zugänglichen Systems vermieden, weil von außen keine Änderung der elektrischen und funktionalen Parameter erkennbar ist. Es ist bekannt, dass die Betriebsspannung des Logik-ICs mit kleiner werdenden Strukturgrößen ebenfalls immer kleiner wird. Auch bei den l/O- Strukturen des Logik-ICs ist ähnliches zu erwarten. Um Leckströme, Beschädigungen des Engine-ICs und Fehlfunktionen zu vermeiden, ist eine Anpassung der Signalpegel unabdingbar. Damit keine erneute Systemqualifikation notwendig wird, sollte sich das Body-IC aber möglichst überhaupt nicht ändern.
Problemlösung über eine bezüglich der Spannung programmierbare Schnittstelle Der Spannungsregler auf dem Body-IC, der die Betriebsspannung für das Logik-IC (Engine IC) liefert, wird in seiner Spannungshöhe programmierbar gemacht. Diese Schnittstelle kann beispielsweise für einen Spannungshub von einigen 100 mV ausgelegt werden. Die dazu nötigen Daten sind z.B. in einem E2PROM abgelegt oder werden durch Bondoptionen festgelegt. Der Spannungsbereich deckt alle absehbaren Versorgungsspannungshöhen zukünftiger Logiktechnologien ab.
Um die Spannungshöhen aller Interfacesignale anzupassen, gibt es zwei Möglichkeiten. Ist die Spannungsdifferenz und/oder die maximale Frequenz klein genug (z.B. bis 2.5V/10MHz), so werden für den Signalweg Engine nach Body bekannte CMOS- Levelshifter eingesetzt. Sie werden von Anfang an so dimensioniert, dass sie später bis hinunter zu einer vorher festgelegten Mindestspannung funktionieren. Sie decken somit ohne Programmiernotwendigkeit einen Spannungsbereich von z.B. 5V bis 2.5V ab. Ist absehbar, dass in Zukunft noch kleinere Spannungen zum Einsatz kommen oder wird eine höhere Frequenzbandbreite der Übertragung benötigt, so kommen analoge Komparatoren zum Einsatz. Deren Schaltschwelle ist wiederum, z.B. über EzPROM, programmierbar.
Die Spannungshöhe der Signale, die vom Body-IC zum Engine-IC übertragen werden, ist ebenfalls programmierbar. Dies wird dadurch erreicht, dass die Ausgangstreiber des Body-ICs an einer reduzierten und in ihrer Höhe programmierbaren Versorgungsspannung betrieben werden. Problem des Flächenaufwandes für die Bondpads bei ICs mit einer hohen Anzahl von Anschlüssen - Vermeidung des Padlimits
Will man auch bezüglich der Kosten vom Einsatz immer dichterer Logikprozesse bei gleichbleibender oder unterproportional wachsender Funktionalität profitieren, so muss vermieden werden, dass die Chipfiäche durch die Anzahl der Pads bestimmt wird.
Problemlösung
Die Anzahl der Pads des Engine-ICs muss von vornherein minimiert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass statt paralleler Busse serielle Datenübertragung verwendet wird. Außer bei Adress- und Datenleitungen können auch Interrupts und andere Steuerleitungen über ein oder mehrere serielle Schnittstellen geführt werden.
Programmierbare Schnittstelle, wobei die Programmierbarkeit weitere Parameter betrifft:
Vorteile des Automotive Packages sind u.a. die Einsetzbarkeit von immer kleineren Technologien für den Logikchip (Engine-IC). Behält man bei einem Wechsel des Engine- ICs die Systemfunktion nach außen bei, so wird eine Neuqualifikation des Systems vermieden. Eine Neuqualifikation des Systems droht jedoch dann, wenn das neue Engine-IC eine geänderte Bus-Schnittstellen-Konfiguration des Peripherie-IC (BodyUnit) erfordert und dazu das Peripherie-IC geändert wird. Denn wird das nach außen in Erscheinung tretende Peripherie-IC z.B. im Layout geändert, kann das geändertes ESD- Latchup-, EMV-, etc. Verhalten begründen. Damit keine erneute Systemqualifikation notwendig wird, sollte sich daher das Peripherie-IC aber möglichst überhaupt nicht ändern.
Problemlösung über konfigurierbare Schnittstelle auf Peripherie-IC
Zur Vermeidung eines Redesigns des Periperie-IC (BodyUnit) bei Änderung der Busschnittstellenparameter auf dem Kern-IC (EngineUnit) wird die Logik der Busschnittstelle auf dem Peripherie-IC konfigurierbar gestaltet, sodaß sie im Bedarfsfall der Schnittstelle des Kern-IC angepaßt werden kann.
Die Konfigurierung muß auf dem Peripherie-IC stattfinden, da beim Aufstart des Systems sonst keine Kommunikation über die Busschnittstelle aufgebaut werden kann. Die Konfigurationsparameter müssen beiden Teil-ICs innewohnen.
Die Konfiguration kann aber auch auf den Daten- oder Signalfluss zwischen Peripherie und Kern einwirken. Beispielsweise wenn bestimmte Anschlüsse umgeschaltet werden müssen, um eine einfache Anpassung zwischen dem vorgegebenen Peripherie-IC und unterschiedlichen Kern-ICs vornehmen zu können. Dies ist beispielsweise dann von Interesse, wenn an sich ähnliche Kern-ICs unterschiedlicher Hersteller verwendet werden, die aber bezüglich einiger Pins oder einiger Eingaben geringfügige Unterschiede aufweisen. Denkbar ist beispielsweise, dass nicht alle vorhandenen Stellen eines durch den Kern-IC vorgegebenen Datenbusses für die vorgesehene Anwendung benötigt werden. Ein anderer Unterschiede kann spezielle Eingaben für Steuerungs- und Überwachungsfunktionen betreffen.
Die Konfiguration geschieht z.B. durch Programmierung von Flash-, EEPROM, OTP-, Fusible-Link- Elementen oder durch Bondoptionen.
Problem der Überwachungskontrolle bei Ausfall eines Funktionsteiles
In sicherheitsrelevanten Steuergeräten, wie z.B. im Automobil, wird häufig ein zum eigentlichen Controller separates Überwachungs-IC eingesetzt. Die Funktionen dieses ICs, Power- bzw. Clock-Supervision und/oder Watchdog, könnten zwar problemlos auf dem Controller mit integriert werden, aber mit dem Hintergrund des möglichen Bruches einer einzelnen Verbindung zwischen dem Kern und der Peripherie oder der Verbindung zu einer weiteren Schaltung („Die"), beispielsweise zu einem im Gehäuse mitintegrierten Speiche, wäre die Sicherheitsfunktion für das Gesamtsystem in Frage gestellt.
Die übliche Verbesserung dieser Situation mit einem weiteren Die in einem separaten IC hat vor allem Kosten-Nachteile: - es ist ein weiteres komplettes Gehäuse nötig, - dafür muss auf der Leiterplatte Platz vorgehalten und Verdrahtungsaufwand betrieben werden.
Problemlösung . . - --.... Das AutomotivePackage löst den Konflikt durch Partitionierung innerhalb eines Packages in: 5. Einen Kern (EngineUnit), der den eigentlichen Controllers beinhaltet, 6. eine Peripherie (BodyUnit), auf welcher sich sämtliche Überwachungsmodule wie Power- bzw. Clock-Supervision und/oder Watchdog befinden, die auf einem Die separat vom Controller, diesen überwachen können.
Der eventuelle Bruch eines einzelnen Dies reicht hier also nicht aus um alle Sicherheitsfunktionen auszuschalten, weil diese auf mehr als einem Die verteilt werden. Dennoch ist nur ein Package nötig.
Problem der Bondpadgeometrie
Falls bei einem Technologiewechsel das Kern-IC nicht als geometrisch geshrinkte Version der Vorgänger-ICs vorliegt, beispielsweise wenn das IC von einem anderen Hersteller stammt, kann die Bondpadgeometrie des Peripherie-ICs und des Kern-ICs inkompatibel sein, so dass gekreuzte Bondverbindungen erforderlich sind oder bestimmte Bondpositionen gar nicht erreicht werden können. Um das Verdrahten mittels der üblichen Bondverbindungen dennoch zu gewährleisten, wird ein Redistributionslayer, z.B. eine oder mehrere zusätzliche Metallisierungsschichten oder Schichen aus Polyimid plus einer Metalllage, auf dem Interface-IC aufgebracht. Der Redistributionslayer kann auch dazu genutzt werden, verschiedene Bondpadgeometrien des Kern-ICs auszugleichen ohne die Schaltung auf dem Peripherie-IC zu ändern. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn mitintegrierte JEDEC-Flash-ICs von unterschiedlichen Lieferanten bezogen werden. Durch diese Maßnahme wird auch das Problem des Zweitlieferanten für das Kern-IC gelöst, wenn die Bondanschlüsse der verwendeten Kern-ICs in ihrer Lage zueinander nicht identisch sind.
Ein spezielles Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 dargestellt.
Fig. 1 zeigt: Integrierte Schaltung mit Logik-IC und Anpassungsschaltung In Fig. 1 ist eine integrierte Schaltung 1 mit einem monolithisch integrierten Logik- IC 2 und einer monolithisch integrierten Anpassungsschaltung 3 dargestellt. Die Anpassungsschaltung 3 ist mit dem Logik-IC 2 über eine Busverbindung 4 verbunden. Weiterhin weist die Anpassungsschaltung 3 Anschlüsse 5 auf, um mit der Peripherie zu kommunizieren. Insoweit entspricht die Anordnung nach Fig. 1 einer Anordnung, wie sie aus der eingangs genannten DE 102 43 684 A1 bekannt ist. Die Anpassungsschaltung 3 ist in ihren elektrischen Eigenschaften programmierbar ausgebildet. Insbesondere ist dabei die Busschnittstelle 6 der Anpassungsschaltung 3 programmierbar ausgebildet, wie bereits oben beschrieben. Weiterhin weist die Anpassungsschaltung 3 Überwachungsmodule 7 zur Überwachung des Logik-ICs 2 auf. Die Überwachungsmodule 7 sind also separat vom Logik-IC 2 auf der Anpassungsschaltung 3 angeordnet.

Claims

_Ansprüche
1. Integrierte Schaltung mit einem Logik-IC und einer Anpassungsschaltung, die mit dem Logik-IC leitend verbunden ist, wobei die integrierte Schaltung aus einem monolithisch integrierten Logik-IC und einer monolithisch integrierten Anpassungsschaltung gebildet ist, die Anpassungsschaltung in ihren elektrischen Eigenschaften programmierbar ausgebildet ist, die Anpassungsschaltung eine geringere Integrationsdichte aufweist als der Logik-IC, und die Anpassungsschaltung Überwachungsmodule zur Überwachung des Logik-ICs aufweist.
2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsschaltung einen Spannungsregler zur Regelung der Betriebsspannung des Logik-ICs aufweist, welcher bezüglich seiner Spannungshöhe programmierbar ausgebildet ist.
3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur programmierbaren Änderung der Spannungshöhe der Signale, die zwischen Logik-IC und Anpassungsschaltung übertragen werden, vorgesehen sind.
4. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsschaltung eine Busschnittstelle aufweist, wobei die Logik der Busschnittstelle programmierbar ausgebildet ist.
5. Familie integrierter Schaltungen, wobei jede Schaltung einen Logik-IC und eine Anpassungsschaltung aufweist, die mit dem Logik-IC leitend verbunden ist, wobei jede integrierte Schaltung aus einem monolithisch integrierten Logik-IC und einer monolithisch integrierten Anpassungsschaltung gebildet ist, jede Anpassungsschaltung in ihren elektrischen Eigenschaften programmierbar ausgebildet ist, jede Anpassungsschaltung eine geringere Integrationsdichte aufweist als der
Logik-IC, wobei die Logik-ICs der Familie von Schaltungen eine unterschiedliche
Integrationsdichte aufweisen, jedoch alle Anpassungsschaltungen der Familie von Schaltungen dieselbe Integrationsdichte aufweisen, und jede Anpassungsschaltung Überwachungsmodule zur Überwachung des
Logik-ICs aufweist.
6. Familie integrierter Schaltungen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Anpassungsschaltung einen Spannungsregler zur Regelung der
Betriebsspannung des Logik-ICs aufweist, welcher bezüglich seiner Spannungshöhe programmierbar ausgebildet ist. _ _
7. Familie integrierter Schaltungen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Schaltung Einrichtungen zur programmierbaren Änderung der Spannungshöhe der Signale, die zwischen Logik-IC und Anpassungsschaltung übertragen werden, vorgesehen sind.
8. Familie integrierter Schaltungen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Anpassungsschaltung eine Busschnittstelle aufweist, wobei die Logik der Busschnittstelle programmierbar ausgebildet ist.
EP04798060A 2003-11-28 2004-11-24 Monolithisch integrierte anpassschaltung Ceased EP1687722A1 (de)

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DE10356314 2003-11-28
PCT/EP2004/013308 WO2005052794A1 (de) 2003-11-28 2004-11-24 Monolithisch integrierte anpassschaltung

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EP04798060A Ceased EP1687722A1 (de) 2003-11-28 2004-11-24 Monolithisch integrierte anpassschaltung

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US (1) US20090153187A1 (de)
EP (1) EP1687722A1 (de)
WO (1) WO2005052794A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754462A (en) * 1988-12-09 1998-05-19 Dallas Semiconductor Corporation Microprocessor auxiliary with ability to be queried re power history
WO2001044913A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Hitachi, Ltd. Interface device and information processing system
US20030005191A1 (en) * 2000-12-08 2003-01-02 Montierth Mark D. Integrated circuit method and apparatus
CN100364088C (zh) * 2002-01-31 2008-01-23 迈克纳斯公司 可编程电子处理器件的装置
DE10243684A1 (de) * 2002-01-31 2003-08-28 Micronas Gmbh Aufnahmevorrichtung für eine programmierbare, elektronische Verarbeitungseinrichtung
US6998871B2 (en) * 2002-11-29 2006-02-14 Sigmatel, Inc. Configurable integrated circuit for use in a multi-function handheld device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005052794A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005052794A1 (de) 2005-06-09
US20090153187A1 (en) 2009-06-18

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