TWI630801B - 晶片間訊號傳輸系統與訊號接收電路 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種晶片間訊號傳輸系統。第一晶片的傳輸器與第二晶片的接收器透過傳輸金屬墊與接收金屬墊進行訊號傳輸。當傳輸器接收驅動測試訊號時，傳輸器根據驅動測試訊號透過傳輸金屬墊傳送測試傳輸耦合訊號。第一晶片上的測試接收電路透過傳輸測試金屬墊接收測試傳輸耦合訊號，並且根據測試傳輸耦合訊號輸出測試傳輸訊號。當第二晶片上的測試驅動電路接收驅動測試訊號時，根據驅動測試訊號透過接收測試金屬墊傳送測試接收耦合訊號，接收器透過接收金屬墊接收測試接收耦合訊號，且根據測試接收耦合訊號輸出測試接收訊號。
Description
本發明是有關於一種電子電路，且特別是有關於一種晶片間訊號傳輸系統與訊號接收電路。
電容耦合互連是一個晶片對晶片的無線連結技術。此技術利用電容耦合從一個晶片到鄰近晶片來傳遞訊號。電容耦合互連主要是透過交流耦合互連(AC coupled interconnect，ACCI)來進行，其在高頻傳輸之情況下並不需要直流電氣成份的連接，只要一個良好的交流聯繫就可完成訊號傳輸。
由於晶片間訊號傳輸無須依靠實體線路傳輸，而是經由交流電可通過電容的特性(即，當頻率越高電容之阻抗越低)傳輸訊號，理論上應該更容易傳輸，但實際上訊號通過電容後會衰減，故需通過接收器中的放大器來回復傳輸器傳輸之訊號。因此，目前設計者通常專精研究電路結構，以期訊號在晶片間傳輸時不容易受到一些干擾因素的影響。然而，這僅能夠在設計電路時做出改變。由於下線有所謂製程工藝，當晶片通過下線做出實體之
後，其代表著雖然是同一個電路，但因為製程變異每個晶片將具有不同的電路狀態，且晶片通過下線做出實體之後就無法加以調整，此將影響成品的良率問題。
另一方面，一般的交流電容耦合晶片間互連技術僅適用於一組成對的晶片。也就是說，必須將傳輸器電路與接收器電路等兩個晶片實際組裝後才能準確的量測傳輸器電路與接收器電路之間的訊號傳輸。舉例來說，僅能將測試訊號打入傳輸器電路測量傳輸器電路是否正常運作，但卻沒有辦法檢測傳輸器電路與接收器電路之間的耦合效應是否良好。同樣地，雖然可以從接收器電路的金屬墊(Metal Pad)送入測試訊號檢測接收器電路是否正常運作，但仍無法檢測傳輸器電路與接收器電路之間的耦合效應是否良好。
有鑑於此，本發明提供一種晶片間訊號傳輸系統與訊號接收電路，不僅可透過對訊號優化來有效提升晶片的不良率，還可實現單一晶片的自我測試。
本發明提供一種晶片間訊號傳輸系統，此晶片間訊號傳輸系統包括第一晶片與第二晶片，第二晶片設置於第一晶片上方。第一晶片包括傳輸金屬墊、傳輸器以及第一測試區塊。傳輸金屬墊設置於第一晶片之表面。傳輸器耦接傳輸金屬墊，用以接收輸入訊號，並透過傳輸金屬墊輸出晶片間耦合訊號。第一測試
區塊具有傳輸測試金屬墊與測試接收電路，並且傳輸測試金屬墊耦接傳輸金屬墊。第二晶片包括接收金屬墊、接收器以及第二測試區塊。接收器耦接接收金屬墊，透過接收金屬墊接收晶片間耦合訊號，並輸出輸出訊號，其中接收器接收控制電路輸出的第一控制電壓以調整輸出訊號。第二測試區塊具有接收測試金屬墊與測試驅動電路，且接收測試金屬墊耦接接收金屬墊。當傳輸器接收驅動測試訊號時，傳輸器根據驅動測試訊號透過傳輸金屬墊傳送測試傳輸耦合訊號，測試接收電路透過傳輸測試金屬墊接收測試傳輸耦合訊號，並且測試接收電路根據測試傳輸耦合訊號輸出測試傳輸訊號，其中測試接收電路接收控制電路輸出的第二控制電壓以調整測試傳輸訊號。當測試驅動電路接收驅動測試訊號時，測試驅動電路根據驅動測試訊號透過接收測試金屬墊傳送測試接收耦合訊號，接收器透過接收金屬墊接收測試接收耦合訊號，且接收器根據測試接收耦合訊號輸出測試接收訊號，其中接收器接收控制電路輸出的第三控制電壓以調整測試接收訊號。
本發明另提供一種訊號接收電路，此訊號傳輸電路設置於一晶片。此訊號接收電路包括接收金屬墊以及接收器。接收金屬墊設置該晶片之表面。接收器耦接接收金屬墊，透過接收金屬墊接收輸入訊號，並輸出回復訊號。接收器包括放大電路、栓鎖電路以及接收緩衝電路。放大電路用以接收輸入訊號，並且產生放大輸入訊號，其中放大電路透過接收控制電路輸出的控制電壓調整放大輸入訊號的放大倍率。栓鎖電路接該放大電路，用以栓
鎖放大輸入訊號，並且輸出預回復訊號。接收緩衝電路，耦接栓鎖電路，用以接收預回復訊號，並且輸出回復訊號。
基於上述，本發明提出一種晶片間訊號傳輸系統與訊號接收電路，此晶片間訊號傳輸系統透過在成對的傳輸器與接收器內設置簡易相同的測試接收與測試驅動電路，可在晶片間的訊號傳輸失敗時，透過晶片的自我測試篩選可能的不良原因。此外，本發明之晶片間訊號傳輸系統透過調整接收端放大電路的導通電壓，可將較差製程環境之晶片調整至可使用之範圍內，進而可有效降低晶片的不良率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧晶片間訊號傳輸系統
100、200‧‧‧晶片
110、111、112‧‧‧傳輸金屬墊
120‧‧‧傳輸器
122、238‧‧‧傳輸緩衝電路
124、236‧‧‧差分訊號產生電路
1241、2361‧‧‧正訊號產生單元
1242、2362‧‧‧負訊號產生單元
1243、2363‧‧‧栓鎖單元
126、234‧‧‧傳輸緩衝電路
130、230‧‧‧測試區塊
131、1311、1312‧‧‧傳輸測試金屬墊
132‧‧‧測試接收電路
210、211、212‧‧‧接收金屬墊
220‧‧‧接收器
222、134‧‧‧放大電路
224、136‧‧‧栓鎖電路
226、138‧‧‧接收緩衝電路
231、2311、2312‧‧‧接收測試金屬墊
232‧‧‧測試驅動電路
300‧‧‧介電層
400‧‧‧控制電路
APS‧‧‧正放大訊號
ANS‧‧‧負放大訊號
CS‧‧‧晶片間耦合訊號
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D30、D31、D32、D33、D34、D35、D36、D37、D38、D60、D61、D62、D63、D64、D65、D66、D67、D68、D81、D82、D83、D84、D85、D86、D88、D89、D90、D91、D92、D93、D94、D95、D96‧‧‧延遲單元
DIn‧‧‧延遲輸入訊號
DDT‧‧‧延遲測試訊號
DT‧‧‧驅動測試訊號
In‧‧‧輸入訊號
NS‧‧‧負訊號
Out‧‧‧輸出訊號
P、Q‧‧‧訊號傳輸路徑
PCS‧‧‧預輸出差分訊號
POut‧‧‧預輸出訊號
PS‧‧‧正訊號
PTCS‧‧‧測試接收差分訊號
PTS‧‧‧測試預傳輸訊號
RS‧‧‧測試接收訊號
T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8‧‧‧電晶體
TAPS‧‧‧測試正放大訊號
TANS‧‧‧測試負放大訊號
TC1‧‧‧測試傳輸耦合訊號
TC2‧‧‧測試接收耦合訊號
TG7、TG87‧‧‧傳輸閘
TNS‧‧‧測試負訊號
TPS‧‧‧測試正訊號
TS‧‧‧測試傳輸訊號
VB‧‧‧控制電壓
圖1為依據本發明之一實施例所繪示之晶片間訊號傳輸系統的結構示意圖。
圖2為根據本發明之一實施例所繪示晶片間訊號傳輸系統中傳輸器與接收器的電路圖。
圖3為根據本發明之一實施例所繪示之晶片間訊號傳輸系統的整體電路架構圖。
首先，本發明揭露一種可自我測試的晶片間訊號傳輸系統。圖1為依據本發明之一實施例所繪示之晶片間訊號傳輸系統的結構示意圖。請參照圖1，晶片間訊號傳輸系統10包括晶片100與晶片200，而介電層300介於晶片100與晶片200之間。晶片100包括傳輸金屬墊110、傳輸器120以及測試區塊130。其中，傳輸金屬墊110設置於晶片100之表面。傳輸器120耦接傳輸金屬墊110接收輸入訊號In，並透過傳輸金屬墊110輸出晶片間耦合訊號CS。測試區塊130具有傳輸測試金屬墊131與測試接收電路132，並且傳輸測試金屬墊131耦接傳輸金屬墊110。
晶片200設置於晶片100上方，晶片200包括接收金屬墊210、接收器220以及測試區塊230。接收金屬墊210對應於傳輸金屬墊110設置於晶片200的表面。接收器220耦接接收金屬墊210，透過接收金屬墊210接收晶片間耦合訊號CS，並輸出一輸出訊號Out。測試區塊230具有接收測試金屬墊231與測試驅動電路232，且接收測試金屬墊231耦接接收金屬墊210。也就是說，晶片100與晶片200面對面堆疊，並且分別利用設置於晶片100、200表面的傳輸金屬墊110與接收金屬墊210作為電容的電極，以在傳輸器120和接收器220之間藉由電容耦合效應來傳輸訊號。
換言之，當輸入訊號In從傳輸器120端輸入，晶片100利用傳輸金屬墊110作為電容的電極，以透過電容耦合的方式將輸入訊號In從晶片100傳輸至晶片200。
此外，當傳輸器120接收驅動測試訊號DT時，傳輸器120根據驅動測試訊號DT透過傳輸金屬墊110傳送測試傳輸耦合訊號TC1。測試接收電路132透過傳輸測試金屬墊131接收測試傳輸耦合訊號TC1，並且測試接收電路132根據測試傳輸耦合訊號TC1輸出測試傳輸訊號TS。
也就是說，當測試模式啟動時，傳輸器120接收驅動測試訊號DT，並根據驅動測試訊號DT透過傳輸金屬墊110傳輸測試傳輸耦合訊號TC1。由於傳輸金屬墊110與傳輸測試金屬墊131之間產生的電容耦合效應，測試接收電路132可從傳輸測試金屬墊131接收到測試傳輸耦合訊號TC1，並根據測試傳輸耦合訊號TC1輸出測試傳輸訊號TS。換句話說，傳輸器120藉由傳輸路徑Q，將傳輸器120接收到的訊號經由電容耦合後回傳至測試接收電路132，而傳輸路徑Q則由傳輸金屬墊110與傳輸測試金屬墊131所組成。依此方式，測試區塊130可將晶片100的欲輸出訊號經由打線將訊號移至他處，透過傳輸金屬墊110下方再做一次電容耦合訊號傳輸，以將訊號回傳晶片100的內部。再者，可透過示波器等外部裝置擷取與分析測試傳輸訊號TS得知，實際傳輸時電容耦合後的訊號特性。如此一來，即可在晶片100實施單晶片自我測試，依據測試傳輸訊號TS確認晶片是否可以正常運行。
另一方面，晶片200利用接收金屬墊210作為電容電極建置，透過電容耦合的方式進行晶片間訊號傳輸系統10的內部電路操作，晶片200接收從將晶片100來的晶片間耦合訊號CS。再
者，當測試驅動電路232接收驅動測試訊號DT時，測試驅動電路232根據驅動測試訊號DT透過接收測試金屬墊231傳送測試接收耦合訊號TC2，接收器220透過接收金屬墊210接收此測試接收耦合訊號TC2，且接收器220根據測試接收耦合訊號TC2輸出測試接收訊號RS。
也就是說，當測試模式啟動時，測試驅動電路232接收驅動測試訊號DT，並透過接收測試金屬墊231傳送測試接收耦合訊號TC2。由於接收測試金屬墊231與接收金屬墊210之間產生的電容耦合效應，接收器220會從接收金屬墊210接收到測試接收耦合訊號TC2，並接著根據測試接收耦合訊號TC2輸出測試接收訊號RS。詳言之，測試驅動電路232藉由傳輸路徑P，將測試驅動電路232接收到的訊號經由電容耦合後回傳至接收器220，而傳輸路徑P則由接收金屬墊210與接收測試金屬墊231所組成。依此方式，測試區塊230可在晶片200內產生傳輸端的模擬訊號，將訊號透過耦合電容傳送給晶片200內部。再者，亦可透過示波器等外部裝置擷取與分析測試接收訊號RS，可得知實際傳輸時電容耦合後的訊號特性。如此一來，即可在晶片200實施單晶片自我測試，依據測試接收訊號RS確認晶片是否可以正常運行。
值得注意的是，為了使晶片通過下線做出實體之後，仍可對晶片做微調，本發明的接收器220與測試接收電路132可接收一控制電路400輸出的控制電壓VB來適當地調整訊號至理想的狀態，以根據每個晶片不同的狀態，選取對該晶片最理想的導通
電壓值(VB)來提升訊號的靈敏度，以將較差製程環境之晶片調整至可使用之範圍內。舉例來說，接收器220可接收控制電壓VB1以適當地調整輸出訊號Out，或接收控制電壓VB2以適當地調整測試接收訊號RS。測試接收電路132可接收控制電壓VB3以適當地調整測試傳輸訊號TS。需說明的是，控制電路400可以藉由串列或是並列的傳輸介面來接收調整命令CMD，而控制電路400依據調整命令CMD來產生控制電壓VB，並將控制電壓VB傳送至接收器220與測試接收電路132，但本發明並未對控制電路400的實施方式有所限制。
除此之外，為使得晶片間經由金屬墊進行電容耦合傳輸訊號時，可避免受到例如電磁干擾及訊號干擾雜音等的外部干擾，傳輸器120與接收器220的設計需考慮訊號在經由金屬墊進行電容耦合傳輸時可避免雜訊之干擾與衰減，以達到訊號傳輸完整性之目的。
基此，本發明中將傳輸器120與接收器220的電路設計採用差動雙脈衝發送電路及差動雙脈衝接收電路設計，以在晶片100與200之間傳送一組差分訊號。圖2為根據本發明之一實施例所繪示晶片間訊號傳輸系統中傳輸器與接收器的電路圖。其中，傳輸器及接收器則可分別對應於圖1所示實施例中傳輸器120及接收器220之一種較為詳細的實施方式。
請同時參照圖1與圖2，傳輸金屬墊110包括傳輸金屬墊111與傳輸金屬墊112，且接收金屬墊210包括接收金屬墊211與
接收金屬墊212，分別對應於傳輸金屬墊111與傳輸金屬墊112設置，用以在晶片100與200之間傳送晶片間耦合訊號CS。在本實施例中，晶片間耦合訊號CS為一組差分訊號。
傳輸器120包括傳輸緩衝電路122、差分訊號產生電路124及傳輸緩衝電路126。傳輸緩衝電路122用以接收輸入訊號In，並且輸出延遲輸入訊號DIn。在本實施例中，傳輸緩衝電路122包括延遲單元D1~D2。
差分訊號產生電路124耦接傳輸緩衝電路122。差分訊號產生電路124用以接收延遲輸入訊號DIn，並且輸出預輸出差分訊號PCS。在本實施例中，差分訊號產生電路124包括正訊號產生單元1241、負訊號產生單元1242、以及栓鎖單元1243。
正訊號產生單元1241用以接收延遲輸入訊號DIn，並且輸出正訊號PS。在本實施例中，正訊號產生單元1241例如包括延遲單元D3~D6。正訊號PS是延遲輸入訊號DIn經過延遲單元D3~D6的延遲而輸出的。
負訊號產生單元1242用以接收延遲輸入訊號DIn，並且輸出負訊號NS。在本實施例中，負訊號產生單元1242例如包括傳輸閘TG7及延遲單元D8~D10，或包括延遲單元D7~D10，用以產生與正訊號產生單元1241振幅相同但相位相反的訊號。亦即，負訊號NS將會與正訊號PS的振幅相同但相位相反。
栓鎖單元1243耦接正訊號產生單元1241及負訊號產生單元1242，用以栓鎖正訊號PS及負訊號NS，並據以輸出預輸出
差分訊號PCS。舉例來說，栓鎖單元1243可包括延遲單元D11~D12。延遲單元D11的輸入端耦接延遲單元D6的輸出端，且延遲單元D11的輸出端耦接延遲單元D10的輸出端。延遲單元D12的輸入端耦接延遲單元D10的輸出端，且延遲單元D12的輸出端耦接延遲單元D6的輸出端。
傳輸緩衝電路126耦接差分訊號產生電路124。在本實施例中，傳輸緩衝電路126包括延遲單元D13~D16。傳輸緩衝電路126用以接收預輸出差分訊號PCS。傳輸緩衝電路126可利用延遲單元D13~D16對預輸出差分訊號PCS進行延遲處理與負載放大，並輸出晶片間耦合訊號CS至傳輸金屬墊111與傳輸金屬墊112，以透過傳輸金屬墊111與傳輸金屬墊112傳輸晶片間耦合訊號CS。
在本實施例中，上述延遲單元D1~D16皆為反相(reverse)延遲單元。舉例來說，反相延遲單元可以包括互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Inverter,CMOS Inverter)反相器等具有反轉相位特性的延遲元件。
另一方面，接收器220包括放大電路222、栓鎖電路224及接收緩衝電路226。放大電路222耦接接收金屬墊211與接收金屬墊212，透過接收金屬墊211與接收金屬墊212接收晶片間耦合訊號CS。由於晶片間耦合訊號CS被接收金屬墊211與接收金屬212接收到時可能已因交流耦合傳輸而衰減，因此，放大電路222的用途即是將其接收到的晶片間耦合訊號CS放大。
放大電路222用以接收晶片間耦合訊號CS，並且作為轉
阻放大器(Trans-impedance Amplifier)使用而產生正放大訊號APS與負放大訊號ANS。在本實施例中，放大電路222包括放大單元D30~D33及電晶體(Transistor)T1~T4。舉例來說，放大單元D30~D33可以是以反相放大器(例如，CMOS Inverter)來實施，並且電晶體T1~T4例如是金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。延遲單元D30~D31與電晶體T1~T2用來將接收金屬墊211接收到的晶片間耦合訊號CS延遲並放大，並且輸出正放大訊號APS。延遲單元D32~D33與電晶體T3~T4用來將接收金屬墊212接收到的晶片間耦合訊號CS延遲並放大，並且輸出負放大訊號ANS。
值得注意的是，電晶體T1與T3可根據控制電路400輸出的控制電壓VB而作為控制偏壓點使用，以調整正放大訊號APS與負放大訊號ANS的放大倍率，並且電晶體T2與T4則可作為等效電阻使用。換言之，本發明透過改變電晶體T1與T3之導通電壓，改變轉阻放大器之等效電阻，進而可調整接收器220對於訊號之靈敏度及可回復性。
栓鎖電路224耦接放大電路222，用以栓鎖正放大訊號APS及負放大訊號ANS，且用以將正放大訊號APS及負放大訊號ANS轉換為單相輸出，以輸出預輸出訊號POut。舉例來說，栓鎖電路224可包括延遲單元D34~D35。延遲單元D34的輸入端耦接延遲單元D31的輸出端，且延遲單元D34的輸出端耦接延遲單元D33的輸出端。延遲單元D35的輸入端耦接延遲單元D33的輸出
端，且延遲單元D35的輸出端耦接延遲單元D31的輸出端。
接收緩衝電路226耦接栓鎖電路224。接收緩衝電路226用以接收預輸出訊號POut，並輸出輸出訊號Out。在本實施例中，接收緩衝電路226包括延遲單元D36~D38，且延遲單元D36~D38都是反相延遲單元。接收緩衝電路226可透過延遲單元D36~D38將預輸出訊號POut經過負載放大後輸出輸出訊號Out。
如此一來，晶片100與晶片200之間的訊號傳遞便可以透過本發明之傳輸器120與接收器220來達成。此外，為了使得晶片100與晶片200皆可達到單一晶片的自我測試，本發明更依據圖2的傳輸器120與接收器220揭露一種可自我測試的晶片間訊號傳輸系統。
基此，圖3為根據本發明之一實施例所繪示之晶片間訊號傳輸系統的整體電路架構圖，可對應於圖1所示之實施例。請合併參照圖1與圖3，傳輸測試金屬墊單元131包括傳輸測試金屬墊1311與傳輸測試金屬墊1312。當測試模式啟動時，傳輸測試金屬墊1311與傳輸測試金屬墊1312接收到的測試傳輸耦合訊號TC1亦為一組差分訊號。
測試接收電路132包括放大電路134、栓鎖電路136及接收緩衝電路138。放大電路134耦接傳輸測試金屬墊1311與傳輸測試金屬墊1312，透過傳輸測試金屬墊1311與傳輸測試金屬墊1312接收測試傳輸耦合訊號TC1。測試傳輸耦合訊號TC1被傳輸測試金屬墊1311與傳輸測試金屬墊1312接收到時亦可能因交流
耦合傳輸而衰減，故測試接收電路132中具有放大電路134將其接收到的測試傳輸耦合訊號TC1放大。值得一提的是，在晶片100內部基於自我測試的訊號傳輸的耦合效應將會比將訊號傳送至接收器220的耦合效應更佳。
放大電路134用以接收測試傳輸耦合訊號TC1，並且同樣作為轉阻放大器使用而產生測試正放大訊號TAPS與測試負放大訊號TANS。在本實施例中，放大電路134包括放大單元D60~D63及電晶體T5~T8。舉例來說，放大單元D60~D63可以是以反相放大器(例如，CMOS Inverter)來實施，並且電晶體T5~T8例如是金屬氧化物半導體場效電晶體。延遲單元D60~D61與電晶體T5~T6用來將傳輸測試金屬墊1311接收到的測試傳輸耦合訊號TC1延遲並放大，並且輸出測試正放大訊號TAPS。延遲單元D62~D63與電晶體T7~T8用來將傳輸測試金屬墊1312接收到的測試傳輸耦合訊號TC1延遲並放大，並且輸出測試負放大訊號TANS。
類似地，電晶體T5與T7亦可根據控制電路400輸出的控制電壓VB而作為控制偏壓點使用，以調整測試正放大訊號TAPS與測試負放大訊號TANS的放大倍率，並且電晶體T6與T8則作為等效電阻使用。也就是說，本發明透過改變電晶體T5與T7之導通電壓，改變轉阻放大器之等效電阻，進而調整測試接收電路132對於訊號之靈敏度及可回復性。
栓鎖電路136耦接放大電路134，用以栓鎖測試正放大訊
號TAPS及測試負放大訊號TANS，且將測試正放大訊號TAPS及測試負放大訊號TANS轉換為單相輸出，以輸出測試預傳輸訊號PTS。舉例來說，栓鎖電路136可包括延遲單元D64~D65。延遲單元D64的輸入端耦接延遲單元D63的輸出端，且延遲單元D64的輸出端耦接延遲單元D61的輸出端。延遲單元D65的輸入端耦接延遲單元D61的輸出端，且延遲單元D65的輸出端耦接延遲單元D63的輸出端。
接收緩衝電路138耦接栓鎖電路136。接收緩衝電路138用以接收測試預傳輸訊號PTS，並輸出測試傳輸訊號TS。在本實施例中，接收緩衝電路138包括延遲單元D66~D68，並且延遲單元D66~D68都是反相延遲單元。接收緩衝電路138可透過延遲單元D66~D68將測試預傳輸訊號PTS經過負載放大後輸出測試傳輸訊號TS。
藉由上述的說明可知，在本實施例中，測試接收電路132與接收器220的電路結構相似，不僅都接收傳輸器120輸出的訊號，而且都是透過電容耦合效應所接收得到。詳細來說，傳輸器120經由傳輸金屬墊111、112輸出晶片間耦合訊號CS，接收器220透過接收金屬墊211、212接收晶片間耦合訊號CS。當測試模式啟動時，傳輸器120經由傳輸金屬墊111、112輸出測試傳輸耦合訊號TC1，測試接收電路132透過傳輸測試金屬墊1311、1312接收測試傳輸耦合訊號TC1。
另一方面，接收測試金屬墊231包括接收測試金屬墊2311
與接收測試金屬墊2312。當測試驅動電路232接收驅動測試訊號DT時，測試驅動電路232根據驅動測試訊號DT產生測試接收耦合訊號TC2，並透過接收測試金屬墊2311與接收測試金屬墊2312傳送測試接收耦合訊號TC2，其中測試接收耦合訊號TC2亦為一組差分訊號。
在本實施例中，測試驅動電路232包括傳輸緩衝電路234、差分訊號產生電路236及傳輸緩衝電路238。
傳輸緩衝電路234用以接收驅動測試訊號DT，並且輸出延遲測試訊號DDT。在本實施例中，傳輸緩衝電路234包括延遲單元D81~D82。
差分訊號產生電路236耦接傳輸緩衝電路234。差分訊號產生電路236用以接收延遲測試訊號DDT，並且輸出預輸出測試接收差分訊號PTCS。在本實施例中，差分訊號產生電路236包括正訊號產生單元2361、負訊號產生單元2362、以及栓鎖單元2363。
正訊號產生單元2361用以接收延遲測試訊號DDT，並且輸出測試正訊號TPS。在本實施例中，正訊號產生單元2361例如包括延遲單元D83~D86。測試正訊號TPS是延遲測試訊號DDT經過延遲單元D83~D86的延遲而輸出的。
負訊號產生單元2362用以接收延遲測試訊號DDT，並且輸出測試負訊號TNS。在本實施例中，負訊號產生單元2362例如包括傳輸閘TG87及延遲單元D88~D90，或包括延遲單元D87~D90，用以產生與正訊號產生單元2361振幅相同但相位相反
的訊號。亦即，測試負訊號TNS將會與測試正訊號TPS的振幅相同但相位相反。
栓鎖單元2363耦接正訊號產生單元2361及負訊號產生單元2362，用以栓鎖測試正訊號TPS及測試負訊號TNS，並據以輸出預輸出測試接收差分訊號PTCS。舉例來說，栓鎖單元2363可包括延遲單元D91~D92。延遲單元D91的輸入端耦接延遲單元D90的輸出端，且延遲單元D91的輸出端耦接延遲單元D86的輸出端。延遲單元D92的輸入端耦接延遲單元D86的輸出端，且延遲單元D92的輸出端耦接延遲單元D90的輸出端。
傳輸緩衝電路238耦接差分訊號產生電路236。在本實施例中，傳輸緩衝電路238包括延遲單元D93~D96。傳輸緩衝電路238用以預輸出測試接收差分訊號PTCS。傳輸緩衝電路126可利用延遲單元D93~D96對預輸出測試接收差分訊號PTCS進行延遲處理與負載放大，並輸出測試接收耦合訊號TC2至接收測試金屬墊2311與接收測試金屬墊2312，以透過接收測試金屬墊2311與接收測試金屬墊2312傳輸測試接收耦合訊號TC2。
在本實施例中，上述延遲單元D81~D96皆為反相延遲單元。舉例來說，反相延遲單元可以包括互補式金屬氧化物半導體反相器等具有反轉相位特性的延遲元件。
藉由上述的說明可知，在本實施例中，測試驅動電路232與傳輸器120的電路結構相似，都是透過電容耦合效應傳送訊號到接收器220。詳細來說，傳輸器120經由傳輸金屬墊111、112
輸出晶片間耦合訊號CS，接收器220透過接收金屬墊211、212接收晶片間耦合訊號CS。當測試模式啟動時，測試驅動電路232經由接收測試金屬墊2311與接收測試金屬墊2312輸出測試接收耦合訊號TC2，接收器220透過接收金屬墊211、212接收測試接收耦合訊號TC2。
簡言之，透過在晶片100內部設置傳送測試金屬墊1311、1312，便可使傳送測試金屬墊1311、1312與傳送金屬墊111、112藉由電容耦合的方式在晶片100內部傳遞訊號。同理，透過在晶片200內部設置接收測試金屬墊2311、2312，便可使接收測試金屬墊2311、2312與接收金屬墊211、212藉由電容耦合的方式在晶片200內部傳遞訊號。如此一來，傳送端晶片與接收端晶片皆可單一自我測試晶片是否可以正常運行，以使傳送端晶片以及接收端晶片電路訊號出現不良狀況時，可通過自我測試有效地釐清是傳送端或接收端的晶片不良，抑或是電容耦合效應不良所造成的問題。
綜上所述，本發明提出一種晶片間訊號傳輸系統與訊號接收電路，此晶片間訊號傳輸系統透過在成對的傳輸器與接收器內設置簡易相同的測試接收與測試驅動電路，可在晶片間的訊號傳輸失敗時，透過晶片的自我測試篩選可能的不良原因。此外，本發明之晶片間訊號傳輸系統透過調整接收端放大電路的導通電壓，可將較差製程環境之晶片調整至可使用之範圍內，進而可有效降低晶片的不良率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
Claims (6)
- 一種晶片間訊號傳輸系統，包括： 一第一晶片，包括： 一傳輸金屬墊，設置於該第一晶片之表面； 一傳輸器，耦接該傳輸金屬墊，用以接收一輸入訊號，並透過該傳輸金屬墊輸出一晶片間耦合訊號；以及 一第一測試區塊，具有一傳輸測試金屬墊與一測試接收電路，並且該傳輸測試金屬墊耦接該傳輸金屬墊； 一第二晶片，設置於該第一晶片上方，包括： 一接收金屬墊，對應於該傳輸金屬墊設置於該第二晶片的表面； 一接收器，耦接該接收金屬墊，透過該接收金屬墊接收該晶片間耦合訊號，並輸出一輸出訊號，其中該接收器接收一控制電路輸出的一第一控制電壓以調整該輸出訊號；以及 一第二測試區塊，具有一接收測試金屬墊與一測試驅動電路，且該接收測試金屬墊耦接該接收金屬墊， 其中當該傳輸器接收一驅動測試訊號時，該傳輸器根據該驅動測試訊號透過該傳輸金屬墊傳送一測試傳輸耦合訊號，該測試接收電路透過該傳輸測試金屬墊接收該測試傳輸耦合訊號，並且該測試接收電路根據該測試傳輸耦合訊號輸出一測試傳輸訊號，其中該測試接收電路接收該控制電路輸出的一第二控制電壓以調整該測試傳輸訊號；以及 當測試驅動電路接收該驅動測試訊號時，該測試驅動電路根據該驅動測試訊號透過該接收測試金屬墊傳送一測試接收耦合訊號，該接收器透過該接收金屬墊接收該測試接收耦合訊號，且該接收器根據該測試接收耦合訊號輸出一測試接收訊號，其中該接收器接收該控制電路輸出的一第三控制電壓以調整該測試接收訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之晶片間訊號傳輸系統，其中該傳輸金屬墊包括一第一傳輸金屬墊與一第二傳輸金屬墊，且該晶片間耦合訊號為一差分訊號，以及該傳輸器包括： 一第一傳輸緩衝電路，用以接收該輸入訊號，並且輸出一延遲輸入訊號； 一差分訊號產生電路，耦接該第一傳輸緩衝電路，該差分訊號產生電路用以接收該延遲輸入訊號，並且輸出一預輸出差分訊號；以及 一第二傳輸緩衝電路，耦接該差分訊號產生電路，該第二傳輸緩衝電路用以接收該預輸出差分訊號，輸出該差分訊號至該第一傳輸金屬墊與該第二傳輸金屬墊，以透過該第一傳輸金屬墊與該第二傳輸金屬墊傳輸該差分訊號。
- 如申請專利範圍第2項所述之晶片間訊號傳輸系統，其中該接收金屬墊包括一第一接收金屬墊與一第二接收金屬墊，以及該接收器包括： 一放大電路，耦接該第一接收金屬墊與該第二接收金屬墊，透過該第一接收金屬墊與該第二接收金屬墊接收該差分訊號，並且產生一差分放大訊號，其中該放大電路接收該第一控制偏壓調整該差分放大訊號的放大倍率； 一栓鎖電路，耦接該放大電路，用以接收該差分放大訊號，並且輸出一預輸出訊號；以及 一接收緩衝電路，耦接該栓鎖電路，用以接收該預輸出訊號，並且輸出該輸出訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之晶片間訊號傳輸系統，其中該傳輸測試金屬墊包括一第一傳輸測試金屬墊與一第二傳輸測試金屬墊，且該測試傳輸耦合訊號為一測試傳輸差分訊號，以及該測試接收電路包括： 一放大電路，耦接該第一傳輸測試金屬墊與該第二傳輸測試金屬墊，透過該第一傳輸測試金屬墊與該第二傳輸測試金屬墊接收該測試傳輸差分訊號，並且產生一測試傳輸差分放大訊號，其中該放大電路接收該第二控制偏壓調整該測試傳輸差分放大訊號的放大倍率； 一栓鎖電路，耦接該放大電路，接收該測試傳輸差分放大訊號並輸出一測試預傳輸訊號；以及 一接收緩衝電路，耦接該栓鎖電路，接收該測試預傳輸訊號並輸出該測試傳輸訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之晶片間訊號傳輸系統，其中該接收測試金屬墊包括一第一接收測試金屬墊與一第二接收測試金屬墊，且該測試接收耦合訊號為一測試接收差分訊號，以及該測試驅動電路包括： 一第一傳輸緩衝電路，用以接收該驅動測試訊號，並且輸出一延遲輸入測試訊號； 一差分訊號產生電路，耦接該第一傳輸緩衝電路，該差分訊號產生電路用以接收該延遲測試訊號，並且輸出一預輸出測試接收差分訊號；以及 一第二傳輸緩衝電路，耦接該差分訊號產生電路，該第二傳輸緩衝電路用以接收該預輸出測試接收差分訊號，輸出該測試接收差分訊號至該第一接收測試金屬墊與該第二接收測試金屬墊，以透過該第一接收測試金屬墊與該第二接收測試金屬墊傳輸該測試接收差分訊號。
- 一種訊號接收電路，適於設置在一晶片，包括： 一接收金屬墊，設置於該晶片之表面； 一接收器，耦接該接收金屬墊，透過該接收金屬墊接收一輸入訊號，並輸出一回復訊號，其中該接收器包括： 一放大電路，用以接收該輸入訊號，並且產生一放大輸入訊號，其中該放大電路透過接收一控制電路輸出的一控制電壓調整該放大輸入訊號的放大倍率； 一栓鎖電路，耦接該放大電路，用以栓鎖該放大輸入訊號，並且輸出一預回復訊號； 一接收緩衝電路，耦接該栓鎖電路，用以接收該預回復訊號，並且輸出該回復訊號。
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