專利名稱：微電子裝置與管腳安排方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種微電子裝置，特別是一種核心集成電路及外圍掃描測 試接口共享預(yù)定管腳的的微電子裝置。
背景技術(shù)：
印刷電路板上通常安裝有多個例如集成電路(IC)等的微電子裝置，而為
了確保板上各個IC之間正確的互連，通常以執(zhí)行互連測試的方式來做確認。 例如，符合IEEE 1149. 1規(guī)范的外圍掃描(Boundary Scan)測試，即為互連測 試的一種典型方式。
一般而言， 一個微電子裝置包含用以執(zhí)行主要功能的核心集成電路及用 于測試的外圍掃描測試接口。圖1是顯示已知的微電子裝置100，其包含核 心集成電路101、以及用于外圍掃描測試的外圍掃描測試接口架構(gòu)及其專用 管腳。如圖1所示，外圍掃描測試接口包含測試存取端口 (TAP)控制器102、 指令暫存器103、旁通暫存器104、及多個外圍掃描單元105。在圖l中所示 的五個管腳TDI、 TDO、 TCK、 TMS、及TRST是專用于外圍掃描測試的管腳， 在微電子裝置100的其它功能模式時并不會使用到這些管腳。當執(zhí)行外圍掃 描測試模式時，TDI是作為串行數(shù)據(jù)輸入之用，TDO是作為串行數(shù)據(jù)輸出之用， TMS是作為模式選擇輸入之用，TCK是作為時鐘輸入之用，而TRST是作為系 統(tǒng)重設(shè)之用。其中TRST為非必要的選項，可以依設(shè)計而使用或不使用。
一般的TAP控制器102會根據(jù)TMS管腳輸入的信號而進入掃描測試模式。 舉例而言，當TMS管腳輸入的信號為O(低電平)時，TAP控制器101進入外圍 掃描測試模式。在外圍掃描測試模式時，TAP控制器101控制串行測試數(shù)據(jù) 從TDI管腳輸入，經(jīng)過多個外圍掃描單元105形成的掃描鏈后，經(jīng)由TDO管 腳輸出至另一電子裝置，以測試微電子裝置IOO與另一電子裝置之間的互連 是否正常。當完成此測試之后，微電子裝置100在正常操作模式下操作時， 外圍掃描測試接口即不再有關(guān)于指令暫存器103、旁通暫存器104、及多個外圍掃描單元105在外 圍掃描測試模式時的作用，請另參考IEEE 1149. l規(guī)范，于此將不再贅述。
由于在IC芯片中，管腳數(shù)目會影響其制造成本，亦即，管腳數(shù)目愈多， 成本愈高。因此，若能減少管腳而不影響正常功能，即可顯著地降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明提供外圍掃描測試模式與其它模式可共享管腳的微電 子裝置。
此外，本發(fā)明的另一目的是提供可減少成本的管腳安排方法。 根據(jù)其中一個觀點，本發(fā)明提出一種微電子裝置，包含(a)核心集成電
路；及(b)外圍掃描測試接口，與該核心集成電路共享預(yù)定數(shù)目的預(yù)選管腳， 各共享管腳可在外圍掃描測試模式或一般功能操作模式間切換。在一較佳實
施型態(tài)中，該接口包括(bl)—個模式選擇輸入管腳；與(b2)測試存取端口 控制器，根據(jù)自該模式選擇輸入管腳輸入的模式選擇信號以啟動外圍掃描測 試模式，使測試信號經(jīng)由該共享的預(yù)選管腳輸入或輸出。
根據(jù)本發(fā)明，該外圍掃描測試接口可還包含測試信號路徑選擇器，以決 定該共享預(yù)選管腳為外圍掃描測試模式或一般功能操作模式，或/并決定該共 享預(yù)選管腳為輸入或輸出管腳。測試信號路徑選擇器可根據(jù)該測試存取端口 控制器的狀態(tài)來決定，或根據(jù)該測試存取端口控制器的狀態(tài)與模式選擇信號 的邏輯運算結(jié)果來決定。
共享的管腳數(shù)目可為1、 2、 3或4,其在測試^^莫式中的功能可為數(shù)據(jù)輸 入、數(shù)據(jù)輸出、時鐘輸入、或系統(tǒng)重設(shè)輸入。
又根據(jù)本發(fā)明，也提出一種微電子裝置的管腳安排方法，包含提供具 有多個管腳的微電子裝置，此微電子裝置具有外圍掃描測試模式與一般功能 操作模式；使其中一個管腳在外圍掃描測試模式中作為數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、 時鐘輸入、或系統(tǒng)重設(shè)輸入；以及使該管腳在一般功能操作模式中作為一般 功能管腳。
本發(fā)明的 一 或更多實施例的細節(jié)揭示于附圖中及下述說明中。從說明及 圖式、以及申請專利范圍中，將清楚本發(fā)明的上述及其它特點、目的、及優(yōu) 點。


圖1顯示先前技術(shù)的具有外圍掃描測試接口的微電子裝置；
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有外圍掃描測試接口的微電子裝置；
圖3顯示測試存取端口 (TAP)控制器的狀態(tài)機的狀態(tài)圖；及
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的具有外圍掃描測試接口的微電子裝置。
100孩t電子裝置220乂又向電3各
101核心集成電^各2227又向電3各
102測試存取端口控制器230模擬前端裝置
103指令暫存器300孩i電子裝置
104旁通暫存器301核心集成電贈^
105外圍掃描單元302測試存取端口控制器
200微電子裝置303指令暫存器
201核心集成電^各304旁通暫存器
202測試存取端口控制器305外圍掃描單元
203指令暫存器306反相器
204旁通暫存器310多工器
205外圍掃描單元312多工器
206才姿收反相l(xiāng)lr入的或門314多工器
207多工器316多工器
212多工器320乂又向電3各
213多工器322乂又向電路
216多工器330模擬前端裝置
具體實施例方式
于以下詳細說明中，將揭示眾多具體細節(jié)以助于完整了解本發(fā)明。但于 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，在不使用所述的特定細節(jié)，本發(fā)明亦可實施。因此， 下述實施例的相對應(yīng)變形亦應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。
首先，請參考圖2及圖3。圖2是繪示本發(fā)明微電子裝置200的一實施 例。圖3是一狀態(tài)圖，用以顯示圖2的測試存取端口 (以下簡稱TAP)控制器的狀態(tài)機(state machine)的狀態(tài)。
如圖2所示，微電子裝置200包含用以執(zhí)行正常操作功能的核心集成電 路核201、 TAP控制器202、指令暫存器203、旁通暫存器204、外圍掃描單 元205、接受反相輸入的或門206、及多工器210、 212、及214。
在圖2中，為了便于說明而將一些管腳分別標示為TDI、 TDO、 TCK、及 TRST,但是根據(jù)本發(fā)明，它們并非如先前技術(shù)般作為專用于外圍掃描測試模 式的管腳，而是可由外圍掃描測試模式與核心集成電路201的功能操作模式 所共享。在功能操作模式時，它們可能為單向輸入管腳、單向輸出管腳、及 雙向(輸入/輸出)管腳以配合核心集成電路的正常功能操作模式。在本實施例 中，將以雙向管腳為例，說明它們在外圍掃描測試模式時作為TDI及TDO。 然而，必須了解的是，根據(jù)本發(fā)明，亦可以選取單向輸入的管腳及單向輸出 的管腳分別作為外圍掃描測試模式時的TDI及TDO管腳。至于選取單向或雙 向管腳作為可切換的管腳則視IC設(shè)計的需求而定。
請參考圖3，圖3是說明微電子裝置200的外圍掃描測試模式(亦稱為 JTAG模式)與一般功能操作模式之間的切換。如同在先前技術(shù)一節(jié)中所述般， 在外圍掃描測試模式時，對安裝于電路板上的微電子裝置與其它IC或電子裝 置之間的互連進行測試，而在非外圍掃描模式的其它操作模式中，則核心集 成電路執(zhí)行其功能操作。
如圖3所示，當經(jīng)由TMS管腳輸入的外部信號為0時，狀態(tài)機會離開 Test-Logic-Reset狀態(tài)，進入Run—Test/Idle狀態(tài)，亦即外圍掃描測試模式。 在TMS管腳的輸入信號為1時，即進入Test-Logic-Reset狀態(tài)，亦即，進入 非外圍掃描測試模式。微電子裝置200在開機時，由圖2中所示的模擬前端 裝置(AFE) 230輸出信號以致動TAP控制器202,使其進入Test—Logic— Reset 狀態(tài)。
狀態(tài)信號TAP_CTRL表示TAP控制器202的狀態(tài)。當微電子裝置200為 一般功能操作模式時，狀態(tài)信號TAP_CTRL為l(高電平)；進入外圍掃描測試 模式時，狀態(tài)信號TAP_CTRL為O(低電平)。在圖2中以1， bl(高電平)代表 此狀態(tài)信號處于Test-Logic-Reset, 1， b0 (低電平)代表處于外圍掃描測試 狀態(tài)。此時，以狀態(tài)信號TAP-CTRL為一輸入而另一輸入為TMS信號的邏輯門 206的輸出信號BS_M0DE為1 (高電平)。邏輯門206可為接受反相輸入的或門， 亦可等效視為與非門(NAND)。當BS-MODE信號為1時，會使多工器210及212分別選取l， bO及l(fā)， bl作為其輸出0E1及0E2，以致0E1及0E2分別為低 電平及高電平。
如圖2所示，連接至管腳TDI的雙向電路220會受0E1 (=0)的控制而使 此管腳成為信號輸入管腳，而連接至標示為TD0的管腳的雙向電路222會受 0E2卜1)的選取而成為信號輸出管腳，且多工器214受BS-MODE信號的致動而 選取來自多工器216的信號作為輸出，亦即TDI管腳輸入的信號。
在TAP控制器202的狀態(tài)處于Test-Logic-Reset狀態(tài)時，邏輯門206的 輸出信號BS-M0DE為0,因而不會使多工器210及212致動，所以，所選取 的TDI及TDO管腳可在其它模式下使用。簡言之，當輸出信號BS-MODE為1 時，所有共享管腳處于外圍掃描測試模式，當輸出信號BS-MODE為0時，所 有共享管腳處于一般功能操作模式。
至于圖3所顯示狀態(tài)機的其它狀態(tài)，是供舉例說明外圍掃描測試如何進 行，所示外圍掃描測試的細節(jié)于此將不予詳細說明，僅提供圖示供本領(lǐng)域技 術(shù)人員作為參考。
在上述關(guān)于本實施例的說明中，以雙向管腳作為共享的TDI及TDO管腳， 亦可使用單向輸入管腳及單向輸出管腳分別作為共享的TDI及TD0管腳，或 是使用單向輸入管腳、雙向管腳分別作為共享的TDI及TDO管腳、或是雙向 輸入管腳、單向輸出管腳分別作為共享的TDI及TDO管腳，其各種不同的組 合亦應(yīng)屬本發(fā)明的范疇。
此外，在圖2中所示的管腳TCK亦可被選為共享的管腳，而TRST由于是 非必要的選項，因此也可以視設(shè)計需求而成為共享管腳或不設(shè)置。共享管腳 TCK與TRST的硬件結(jié)構(gòu)細節(jié)，可參照圖示中TDI或TDO管腳的電路，在此將 不另繪示。需說明的是，邏輯門206的設(shè)計，即是因應(yīng)管腳TCK共享而設(shè)置。 若管腳TCK不共享，則并不需要使用邏輯門206。詳言之，由于TAP控制器 202是根據(jù)時鐘信號TCK來操作，故當管腳TCK共享時，在電路啟始階段， TAP控制器202的狀態(tài)會保持為Test-Logic-Reset,管腳TCK將保持為一般 功能管腳，而不會提供測試時鐘信號給TAP控制器202;由于不會接收到測 試時鐘信號TCK， TAP控制器202將不會改變狀態(tài)。因此，此實施例是根據(jù) TMS信號來將管腳TCK從一般功能操作模式切換成外圍掃描測試模式，使TAP 控制器202得以變換。當然，如管腳TCK不共享，或以其它方式切換使TAP 控制器202得以接受測試時鐘信號，即可不需要使用邏輯門206，此種變形亦應(yīng)屬本發(fā)明的范圍。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的微電子裝置的另一實施例。圖4中所示的微電子 裝置300與圖3不同之處在于反相器306取代原有的接受反相輸入的或門 206。至于圖4中的其余部分的操作類同于圖3，于此將不再贅述。反相器306 將狀態(tài)控制信號TAP—CTRL反相而成為BS-M0DE信號。而在此實施例中，并非 根據(jù)TMS信號來切換管腳模式。本實施例中以反相器306取代僅是一實施例， 若TAP控制器202的狀態(tài)信號所代表的意義相反，即可不需要反相器306。
根據(jù)本發(fā)明的微電子裝置可以允許僅設(shè)置TMS管腳專用于外圍掃描測試 模式，而外圍掃描測試模式中其它的管腳TDI、 TD0、 TCK或TRST可以依據(jù)設(shè) 計需求而成為與其它功能模式共享的管腳，亦即，這些管腳可以由核心集成 電路與外圍掃描測試接口所共享。再者，被共享的管腳可為單向或雙向管腳， 因此，提供設(shè)計者更大的設(shè)計彈性。如此，根據(jù)本發(fā)明，由于可以在外圍掃 描模式與 一般功能操作模模式時共享多個預(yù)定的管腳，因而將可降低微電子 裝置的成本。
雖然已于前述說明書中說明本發(fā)明的較佳實施例，但是，上述說明僅為 說明之用且不應(yīng)被解譯為限定本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不悖離本發(fā) 明的精神之下，可以執(zhí)行很多修改、替代，所附的權(quán)利要求范圍是涵蓋所有 這些落在本發(fā)明范圍及精神之內(nèi)的修改、替代及均等性。
權(quán)利要求
1. 一種微電子裝置，包含核心集成電路；及外圍掃描測試接口，與該核心集成電路共享預(yù)定數(shù)目的預(yù)選管腳，其至少包括一共享管腳在外圍掃描測試模式或一般功能操作模式之間切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子裝置，其中，該外圍掃描測試接口根據(jù) 該共享管腳在外圍掃描測試模式或一般功能操作模式而決定模式選擇信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微電子裝置，其中，該外圍掃描測試接口包含 測試存取端口控制器，用以根據(jù)該模式選擇信號以啟動外圍掃描測試模式，使測試信號經(jīng)由該共享預(yù)選管腳輸入或輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電子裝置，其中，該外圍掃描測試接口還包含測試信號路徑選擇器，用以根據(jù)該測試存取端口控制器的狀態(tài)以決定該 共享預(yù)選管腳為外圍掃描測試模式或一般功能操作模式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微電子裝置，其中，該測試信號路徑選擇器根 據(jù)該測試存取端口控制器的狀態(tài)與該模式選擇信號的邏輯運算結(jié)果，而決定 該共享預(yù)選管腳為外圍掃描測試模式或一般功能操作模式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微電子裝置，其中，該測試信號路徑選擇器包含邏輯門，接收代表該測試存取端口控制器的狀態(tài)的信號與該模式選擇信 號，并輸出路徑控制信號；及多工器，根據(jù)該路徑控制信號，使該測試信號經(jīng)由該共享預(yù)選管腳輸入 或輸出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子裝置，其中，該預(yù)定數(shù)目小于IEEE 1149, 1 規(guī)范的管腳數(shù)目。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電子裝置，其中，該預(yù)定數(shù)目的預(yù)選管腳中 至少有一為單向輸出型管腳。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電子裝置，其中，該預(yù)定數(shù)目的預(yù)選管腳中 至少有一為雙向輸入/輸出型管腳。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的微電子裝置，其中，該雙向輸入/輸出型管腳根據(jù)該測試存取端口控制器的狀態(tài)與該模式選擇信號的邏輯運算結(jié)果的至少 其中之一，而決定為輸入管腳或輸出管腳。
11. 一種微電子裝置的管腳安排方法，包含提供具有多個管腳的微電子裝置，此微電子裝置具有外圍掃描測試模式與一般功能操作模式；至少使其中一個管腳在外圍掃描測試模式中，至少作為數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù) 輸出、時鐘輸入以及系統(tǒng)重設(shè)輸入的其中之一用途；以及使該管腳在一般功能操作模式中作為 一般功能管腳。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的管腳安排方法，還包含 提供模式選擇信號，以使該管腳在外圍掃描測試模式與一般功能操作模式之間切換。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的管腳安排方法，還包含 在該微電子裝置中提供一個測試存取端口控制器；以及 根據(jù)該測試存取端口控制器的狀態(tài)與該模式選擇信號間的邏輯運算結(jié)果的至少其中之一，使該管腳在外圍掃描測試模式與一般功能操作模式之間切換。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種微電子裝置，其包含共享預(yù)定數(shù)目的預(yù)選管腳的核心集成電路及外圍掃描測試接口，在進入外圍掃描測試模式時，外圍掃描測試接口可以控制測試信號經(jīng)由共享的預(yù)選管腳輸入或輸出。
文檔編號G01R31/28GK101470165SQ20071030545
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者吳祥煌, 李日農(nóng), 李明哲 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司