FR2966676A1 - Procede et systeme de communication d'informations a un objet comportant un circuit integre, par exemple une carte a puce - Google Patents

Abstract

Procédé de communication d'informations à un objet comportant un circuit intégré (CI), dans lequel on équipe ledit circuit intégré (CI) d'un accéléromètre (ACC), on soumet l'objet à une vibration dont les caractéristiques sont représentatives des valeurs desdites informations et on récupère lesdites informations au sein du circuit intégré (CI) à partir du signal électrique délivré par ledit accéléromètre soumis à ladite vibration.

Description

B10-1016FR 1 Procédé et système de communication d'informations à un objet comportant un circuit intégré, par exemple une carte à puce L'invention concerne les circuits intégrés, et plus particulièrement la communication d'informations à un objet comportant un circuit intégré, par exemple une carte à puce. Généralement, les moyens de traitement, par exemple un microcontrôleur, contenus dans le circuit intégré d'un objet, par exemple une carte à puce, communiquent avec l'environnement extérieur par l'intermédiaire d'un port de communication spécifique dédié au protocole de communication utilisé. Selon un mode de mise en oeuvre et de réalisation, il est proposé un procédé et un système de communication permettant d'autoriser temporairement l'accès aux moyens de traitement de l'objet par un autre canal de communication différent de celui défini par défaut pour l'échange de communication avec l'environnement extérieur. Selon un aspect, il est ainsi proposé un procédé de communication d'informations à un objet comportant un circuit intégré, dans lequel : - on équipe ledit circuit intégré d'un accéléromètre, - on soumet l'objet à une vibration dont les caractéristiques sont représentatives des valeurs desdites informations, et - on récupère lesdites informations au sein du circuit intégré à partir du signal électrique délivré par ledit accéléromètre soumis à ladite vibration. I1 devient donc possible de communiquer des informations aux moyens de traitement du circuit intégré en utilisant un canal de communication différent des canaux physiques utilisés pour l'échange habituel d'informations avec l'extérieur. Un tel canal peut être par exemple utilisé pour effectuer par exemple des opérations de vérification et de contrôle du produit après un retour utilisateur, sans que l'utilisateur puisse avoir accès à ce canal de communication. Et, ceci permet de contrôler et d'effectuer des opérations de maintenance ou de débogage sur le produit même si l'on ne dispose pas d'un banc de test et de vérification compatible avec le port de communication dédié à l'utilisateur.

L'accéléromètre est de préférence un accéléromètre unidimensionnel, c'est-à-dire configuré pour réagir à une vibration exercée selon une seule direction. En effet, un tel accéléromètre est particulièrement simple à réaliser et parfaitement suffisant pour permettre la transmission d'informations aux moyens de traitement du circuit intégré. L'accéléromètre est par exemple réalisé dans la partie d'interconnexion du circuit intégré entre différents niveaux de métallisation de ce dernier. Selon un autre aspect, il est proposé un système de communication d'informations comprenant un objet comportant un circuit intégré équipé d'un accéléromètre, un dispositif comportant une première interface configurée pour recevoir lesdites informations, des moyens de transformation configurés pour transformer lesdites informations en un signal de vibration, une deuxième interface configurée pour coopérer avec ledit objet, recevoir ledit signal de vibration, et soumettre l'objet à ladite vibration dont les caractéristiques sont représentatives des valeurs desdites informations, le circuit intégré comprenant en outre des moyens de récupération configurés pour récupérer lesdites informations à partir du signal électrique délivré par ledit accéléromètre soumis à ladite vibration. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en oeuvre et de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 à 5 illustrent schématiquement un mode de mise en oeuvre et de réalisation selon l'invention, - les figures 6 et 7 illustrent schématiquement un mode de réalisation d'un accéléromètre selon l'invention, et - les figures 8 et 9 illustrent schématiquement des exemples d'application de l'invention. Sur la figure 1, la référence SYS désigne un système de communication d'informations comportant un banc BCT possédant une interface d'entrée, ici un clavier, et une interface de sortie INT2 capable de coopérer avec un objet OBJ contenant un circuit intégré CI. L'interface INT2 est configurée de façon à appliquer une vibration à l'objet OBJ. Cette interface INT2 est donc représentée ici sous la forme schématique de deux ressorts entre lesquels l'objet OBJ est fixé.

Sur la figure 2, la référence INF désigne des informations numériques capables de prendre une valeur logique « 0 » ou une valeur logique « 1 ». Ces informations sont introduites dans le banc BCT par l'interface INT1 et transformées par des moyens de transformation MTR, par exemple un processeur associé à un actuateur, en un signal SVB (figure 3) de commande des ressorts de l'interface INT2 de façon à soumettre l'objet OBJ à une vibration dont les caractéristiques correspondent aux valeurs des informations INF. Ainsi, par exemple, comme illustré sur la figure 1, la transmission d'un « 1 » logique correspond à une vibration oscillatoire d'amplitude 2g tandis que la transmission d'un « 0 » logique correspond à une vibration autour de la valeur de référence « Og ». Comme illustré sur la figure 4, l'accéléromètre ACC contenu dans le circuit intégré CI de l'objet OBJ est alors soumis à cette vibration selon une unique direction et l'accéléromètre ACC délivre alors un signal électrique à partir duquel on peut récupérer un flot d'informations récupérées INFR correspondant aux informations INF introduites par l'interface d'entrée INT1. Le principe de fonctionnement d'un accéléromètre, et notamment la production d'un signal électrique en fonction de l'accélération subie par l'accéléromètre, sont bien connus de l'homme du métier. A titre indicatif, lorsque l'accéléromètre comprend un ensemble de poutres se déformant sous l'effet d'une vibration, par rapport à un châssis fixe, la valeur capacitive des différents condensateurs formés entre les poutres et le châssis, varie, et cette différence de valeur capacitive peut être transformée en un signal électrique représentatif de l'accélération subie par l'accéléromètre. Comme illustré sur la figure 6, un circuit intégré comporte de façon classique un substrat dans et sur lequel sont réalisés des composants, par exemple des transistors, ainsi qu'une partie d'interconnexion formée de niveaux de métallisation séparés par des régions isolantes, et permettant par l'intermédiaire de pistes métalliques et de vias, d'interconnecter les différents composants du circuit intégré.

Cette partie d'interconnexion est couramment désignée par l'homme du métier sous l'acronyme anglosaxon BEOL (« Back End Of Lines ») par opposition à la partie du circuit intégré contenant les composants et couramment désignée par l'homme du métier sous l'acronyme anglosaxon de FEOL (« Front End Of Lines »).

L'accéléromètre ACC, sous la forme d'un microsystéme électromécanique (MEMS : MicroElectroMechanicalSystem), est préférentiellement réalisé dans la partie d'interconnexion entre plusieurs niveaux de métal, ici les niveaux Mx et MX+z. La réalisation d'un tel microsystéme électromécanique formant accéléromètre dans la partie d'interconnexion d'un circuit intégré est classique et connue de l'homme du métier. Cette réalisation fait notamment intervenir des étapes classiques de dépôts de couches et de gravure. Un exemple de réalisation est illustré sur la figure 7, qui est une vue en coupe de l'accéléromètre ACC comportant ici, comme illustré sur la figure 4, un ensemble de poutres PV montées en cantilever et capables de se déformer par rapport au châssis fixe CH sous l'action de la vibration SVB. Plus précisément, on forme au niveau de métal Mx, la paroi de fond PFD de l'accéléromètre puis, après avoir déposé la région isolante sur le niveau de métal Mx, on réalise, dans le niveau de vias VX, une première tranchée latérale que l'on remplit de métal, par exemple de façon à former une première paroi latérale Pl.

Puis, on dépose le niveau de métal MX+1 et l'on forme par gravure les poutres fixes du châssis CH ainsi que les futures poutres en cantilever PV. On recouvre de nouveau l'ensemble d'une région diélectrique et, d'une façon analogue à la réalisation de la paroi latérale Pl, on réalise, dans le niveau de vias VX+1, une deuxième paroi latérale P2. On forme ensuite, sur l'ensemble ainsi obtenu, une couche métallique supérieure CS au niveau de métallisation MX+z, et l'on réalise par gravure des orifices OR.

Puis, à l'aide d'une chimie classique, on réalise, à travers les orifices OR, une gravure sélective des régions isolantes situées à l'intérieur de l'accéléromètre de façon à libérer les poutres PV et obtenir la structure illustrée sur la figure 7. On procède ensuite à un dépôt non conforme d'une couche isolante CSS de façon à boucher les orifices OR. La réalisation des niveaux de métal et de vias situés au dessus de l'accéléromètre se poursuit alors de façon classique. La figure 8 illustre un exemple d'application de l'invention. Sur cette figure, le circuit intégré CI de l'objet OBJ, par exemple une carte à puce, comporte, lors de sa fabrication, trois interfaces de communication INC1, INC2, INC3, par exemple des interfaces compatibles avec les protocoles ISO, I2C, LPC. Un premier multiplexeur MUX1 relie ces trois interfaces aux moyens de traitement MT du circuit intégré comportant, de façon classique, une unité centrale CPU ainsi que différents moyens de mémoire. La liaison entre la sortie du multiplexeur MUX1 et les moyens de traitement s'effectue par l'intermédiaire d'un deuxième multiplexeur MUX2 commandé par une logique LG.

Le circuit intégré comporte par ailleurs l'accéléromètre ACC connecté par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique numérique CAN à la première entrée d'un comparateur CMP dont l'autre entrée est connectée à un premier registre RG 1. La sortie du comparateur CMP est reliée à la logique LG.

La sortie du convertisseur analogique numérique CAN est par ailleurs reliée directement à l'autre entrée E2 du multiplexeur MUX2. Lors de la personnalisation du produit OBJ, l'un des ports INC1, INC2, INC3 est choisi en fonction de l'application de l'utilisateur par exemple le port INC3 relatif au protocole LPC. Le produit est ensuite envoyé à l'utilisateur, qui procède à une série de tests. Si certains tests s'avèrent négatifs, le produit est renvoyé pour vérification et contrôle et éventuellement débogage. I1 est alors possible de communiquer avec le circuit intégré de l'utilisateur même si l'on ne dispose pas de banc de test compatible avec le protocole utilisateur, en l'espèce le protocole LPC. En effet dans ce cas, le circuit est placé sur le banc de test BCT et une première séquence d'information de commande est envoyée à l'objet OBJ par l'intermédiaire de l'accéléromètre ACC. Celui-ci délivre cette séquence d'informations de commande à l'entrée du comparateur CMP, l'interrupteur INT étant dans ce cas fermé. Une séquence de commande de référence est stockée dans le registre RG1. En cas de concordance entre la séquence reçue et la séquence contenue dans le registre RG1, la logique de commande LG commande alors le multiplexeur MUX2 de façon à relier sa deuxième entrée E2 à la sortie S. Parallèlement, la logique de commande ouvre l'interrupteur INT. Le canal de communication est alors activé et des informations particulières relatives au contrôle et/ou au débogage du circuit intégré CI peuvent être alors transmises directement aux moyens de traitement MT par l'intermédiaire de l'accéléromètre ACC. En réponse à une nouvelle séquence de commande marquant la fin du programme de contrôle, et correspondant à une séquence de référence contenue par exemple dans un registre RG2, des moyens de traitement, l'unité centrale CPU envoie une commande à la logique LG qui ferme à nouveau l'interrupteur INT et commute l'entrée El du multiplexeur MUX2 sur sa sortie S. Le canal de communication est alors désactivé et prêt à être à nouveau réactivé si nécessaire.

La logique LG est composée classiquement de portes logiques permettant de transmettre les différents signaux de commande au multiplexeur MUX2 et à l'interrupteur INT. Dans l'hypothèse où un banc de test compatible avec un autre protocole, par exemple le protocole ISO, pris parmi les protocoles correspondant aux autres ports INC1, INC2, est disponible, un mode de mise en oeuvre peut alors prévoir qu'une instruction transmise par le biais de l'accéléromètre soit une instruction de basculement du multiplexeur MUX2 sur son entrée El et du multiplexeur MUXI sur le port INCT compatible avec le protocole ISO. Ainsi le dialogue avec le composant durant le test peut s'effectuer en mode ISO via le port INCT. En réponse à une instruction de fin de test, l'unité centrale CPU envoie une commande à la logique LG qui commute de nouveau le multiplexeur MUXI sur le port utilisateur, par exemple le port INC3 compatible avec le protocole LPC. Le produit peut être renvoyé à l'utilisateur avec le canal de communication transitant par l'accéléromètre désactivé (puisque le multiplexeur MUX2 est resté basculé sur son entrée El) et prêt à être à nouveau réactivé si nécessaire. En variante, comme illustré sur la figure 9, il serait également possible de prévoir que l'entrée E2 du multiplexeur MUX2 soit reliée à un port spécifique de communication INCT dédié au test, la sortie du comparateur CMP permettant alors simplement de commander le multiplexeur MUX2 de façon à relier cet autre port spécifique à la sortie S du multiplexeur MUX2. En d'autres termes, dans cette variante, les informations transmises par l'intermédiaire de l'accéléromètre ACC servent uniquement à commander le multiplexeur MUX2 pour activer le port spécifique de communication INCT. La désactivation du port de test INCT peut se faire par la réception d'une instruction de commande spécifique reçue par le port INCT qui après comparaison avec une instruction de référence contenue dans le registre RG2, va permettre de commander la logique LG pour rebasculer le multiplexeur MUX2 sur son entrée El. Une telle variante peut être appliquée avantageusement à des tests sur composants déjà mis en boîtier.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de communication d'informations à un objet comportant un circuit intégré (CI), dans lequel on équipe ledit circuit intégré (CI) d'un accéléromètre (ACC), on soumet l'objet à une vibration dont les caractéristiques sont représentatives des valeurs desdites informations et on récupère lesdites informations au sein du circuit intégré (CI) à partir du signal électrique délivré par ledit accéléromètre soumis à ladite vibration.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on équipe le circuit intégré d'un accéléromètre (ACC) configuré pour réagir à une vibration unidirectionnelle.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on dispose ledit accéléromètre dans la partie d'interconnexion (BEOL) du circuit intégré.
4. 4. Système de communication d'informations, comprenant un objet (OBJ) comportant un circuit intégré (CI) équipé d'un accéléromètre (ACC), un dispositif (BCT) comportant une première interface (INT1) configurée pour recevoir lesdites informations, des moyens de transformation (MTR) configurés pour transformer lesdites informations en un signal de vibration, une deuxième interface (INT2) configurée pour coopérer avec ledit objet, recevoir ledit signal de vibration, et soumettre l'objet à ladite vibration dont les caractéristiques sont représentatives des valeurs desdites informations, le circuit intégré comprenant en outre des moyens de récupération (CAN, CMP, MUX2, MT) configurés pour récupérer lesdites informations à partir du signal électrique délivré par ledit accéléromètre soumis à ladite vibration.
5. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel l'accéléromètre (ACC) est configuré pour réagir à une vibration unidirectionnelle.
6. 6. Système selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ledit accéléromètre (ACC) est logé dans la partie d'interconnexion du circuit intégré.
7. 7. Système selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel ledit objet (OBJ) est une carte à microcircuit.