專利名稱：具有輸入輸出端子可配置功能的芯片及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集成電路設計領域，特別涉及一種具有輸入輸出端子可配置功能的芯片及其方法。
背景技術：
現代電子系統(tǒng)中通常包含有大量的電子元件，人們希望元件以及元件互連所占據的空間盡可能小，從而提高設備便攜性，這一點在移動通訊和個人手持設備中尤為迫切。為此MCM封裝方法應運而生，它將多個芯片管芯封裝在一個封裝模塊內，這一方法不但大大縮小了器件的體積降低器件互連所占空間，同時縮短了器件互連的距離從而大大提高了元件間的信號完整性，另外由于MCM封裝減少了系統(tǒng)中的元件數量從而降低了制造成本。
但是由于在MCM封裝中需要互連芯片管芯的端子的順序和功能可能是不兼容的，所以通常需要采用多層基板布線的方式加以解決。
但是該種多層基板布線工藝復雜，加工成本昂貴，而且多層布線加大了連線長度從而降低了信號的完整性，影響信號傳輸效果，同時由于有些封裝的基板是不能用于布線的，譬如LPCC封裝，從而使MCM封裝變得不可行。同樣PCB設計中的器件互連也存在類似的問題。
這就需要在進行芯片設計時采用一種全新的輸入輸出端子可配置方法來進行芯片的設計，使芯片及管芯的輸入輸出端子可根據實際應用加以重新配置，從而避免管芯與管芯以及芯片與芯片之間相連的導線發(fā)生交叉。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種解決上述技術問題的芯片設計方案，本發(fā)明提出的解決方案如下一種具有輸入輸出端子可配置功能的芯片，包括芯片內核，可控輸入輸出驅動電路組，芯片端子組；其中，芯片內核包含若干進行輸入、輸出信號及I/O控制信號傳輸的端口，芯片內核的每一組輸入、輸出及I/O控制端口都對應上述可控輸入輸出驅動電路組中的一個輸入輸出驅動電路；每一輸入輸出驅動電路包括輸入端、輸出端、輸出使能控制端和連接焊盤；芯片端子組中的每一芯片端子都和輸入輸出驅動電路上的連接焊盤一一對應連接；芯片內核的輸入端口接收來自所對應輸入輸出驅動電路之輸入端傳來的輸入信號，其輸出端口及I/O控制端口分別發(fā)送輸出信號和I/O控制信號給對應的輸入輸出驅動電路的輸出端和輸出使能控制端，其特點在于，還包括多個映射轉換單元和一個映射控制單元，所述芯片內核的每一需要支持可配置的輸入端口通過一個映射轉換單元與多個輸入輸出驅動電路的輸入端連接，所述芯片內核的多個輸出端口通過一個映射轉換單元與一需要支持可配置的芯片端子所對應連接的輸入輸出驅動電路的輸出端連接，所述映射控制單元與所述映射轉換單元的控制端相連，并對映射轉換單元進行轉換控制。
一種對芯片的輸入輸出端子進行彈性配置的方法，特點在于，將需支持可配置的芯片內核各組輸入輸出端口與需支持可配置的芯片端子所對應的輸入輸出驅動電路各輸入輸出端進行可控制的選擇性連接，然后通過可對上述可控制的選擇性連接進行控制的控制單元對上述芯片內核輸入輸出端口與上述芯片端子之間的影射連接進行配置。
對比現有技術，本發(fā)明的優(yōu)點在于在MCM封裝領域，具有輸入輸出端子可配置功能的芯片可以和不同廠商功能相近但管腳位置不兼容的多個芯片有效互連，從而使MCM方案可行，大大降低器件總的體積，同時有益于提高信號的完整性。
該技術應用于PCB設計中的器件互連將有助于降低元件互連之間的復雜度，同時減少布線所占空間，從而降低設計成本和PCB加工成本。
但本發(fā)明的優(yōu)點并不限于上述所舉應用領域。
下面結合附圖和并非特定的實施例來對本實用新型作更詳盡的說明。


圖1為普通芯片結構示意2為本發(fā)明所述具有輸入輸出端子可配置功能的芯片實施例的結構示意3為兩個芯片端子順序不兼容示意4為端子重新配置后的MCM示意圖具體實施方式
在下面的說明中，公知的功能或結構將不再詳細說明，以避免與本發(fā)明的內容存在不必要的混淆。
在芯片設計過程中選擇同時具備輸入和輸出兩種功能的輸入輸出驅動電路，并且其輸入輸出功能是可控的，如圖1所示為一普通芯片管芯結構圖輸入輸出驅動電路(I/O BUF)它包括輸入端(IN)，輸出端(OUT)，輸出使能控制端(ENB)和連接焊盤(PAD)；芯片內核(CORE Logic)其輸入和輸出信號及I/O控制信號與輸入輸出驅動電路的相應端連接；芯片端子(PIN)由于芯片封裝后芯片管腳(PIN)和管芯上的焊盤(PAD)通常是一一對應的，因此為了描述方便統(tǒng)稱其為輸入輸出端子。
圖2為本發(fā)明所述具有輸入輸出端子可配置功能的芯片實施例的結構示意圖。
在本實施例中，所述多個映射轉換單元為若干獨立的多路選擇器，所述映射控制單元為若干控制寄存器(未示出)。
輸入輸出驅動電路的輸出端通過一多路選擇器與芯片內核的多個輸出端口相聯接，并且多路選擇器的控制端是寄存器可控的，這樣芯片內部的多個輸出信號可映射到同一個輸出端子，若同時在所有需要支持可配置的端子所對應的輸入輸出驅動電路上都按同樣的方法加入多路選擇器，如圖2所示，這樣就實現了內核的多個輸出信號與多個輸出端子之間的多對多映射。
同理，芯片內核的某一輸入端口通過一多路選擇器與多個端子對應輸入輸出驅動電路的輸入端相連，同樣多路選擇器的控制端是寄存器可控的；若同時在所有需支持可配置的內部信號的芯片內核輸入端口加入多路選擇器，如圖2所示，這樣就實現了多個端子的輸入端與內核的多個輸出信號之間的多對多映射。
當需要對輸入輸出端子的功能進行重新配置的時候，需要改變寄存器中的參數設置，上述多路選擇器根據寄存器中的參數來改變芯片內核各端口和輸入輸出驅動電路各端之間的連接關系，以完成重新配置。
以下是控制寄存器列表N映射控制寄存器的位寬，2＾N應小于或等于芯片內部需要重新映射到芯片端子的輸入信號數和輸出信號數中的最大值。
M芯片需配置的端子數目，M應小于或等于2＾N.


如3圖所示，芯片A和芯片B在進行MCM封裝或PCB器件相連時其輸入輸出端子順序可能不兼容，如芯片A和芯片B的信號連接關系為AO_0→AI_0，AO_1→AI_1以及AO_2→AI_2，這會導致在同一平面內連接時導線交叉，這在實際封裝中違反連接規(guī)則，是不可行的。
如圖4所示，如果芯片A在設計時采用本發(fā)明所述輸入輸出端子可配置設計，那么只需根據連接關系配置控制寄存器即可實現芯片A的端子功能重新映射從而使互連可行，圖4中重新映射前芯片A的PAD映射關系為PAD0(AO_0)，PAD1(AO_1)以及PAD2(AO_2)，圖4中重新映射后變?yōu)镻AD0(AO_2)，PAD1(AO_0)以及PAD2(AO_1)，則芯片A和芯片B可以方便實現互連。
綜上所述，本發(fā)明所述的具有輸入輸出端子可配置功能的芯片，不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明之領域，對于熟悉本領域的人員而言可容易地實現另外的優(yōu)點和進行修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)、代表性的設備和這里示出與描述的圖示示例。
權利要求
1.一種具有輸入輸出端子可配置功能的芯片，包括芯片內核，可控輸入輸出驅動電路組，芯片端子組；其中，芯片內核包含若干進行輸入、輸出信號及I/O控制信號傳輸的端口，芯片內核的每一組輸入、輸出及I/O控制端口都對應上述可控輸入輸出驅動電路組中的一個輸入輸出驅動電路；每一輸入輸出驅動電路包括輸入端、輸出端、輸出使能控制端和連接焊盤；芯片端子組中的每一芯片端子都和輸入輸出驅動電路上的連接焊盤一一對應連接；芯片內核的輸入端口接收來自所對應輸入輸出驅動電路之輸入端傳來的輸入信號，其輸出端口及I/O控制端口分別發(fā)送輸出信號和I/O控制信號給對應的輸入輸出驅動電路的輸出端和輸出使能控制端，其特征在于，還包括多個映射轉換單元和一個映射控制單元，所述芯片內核的每一需要支持可配置的輸入端口通過一個映射轉換單元與多個輸入輸出驅動電路的輸入端連接，所述芯片內核的多個輸出端口通過一個映射轉換單元與一需要支持可配置的芯片端子所對應連接的輸入輸出驅動電路的輸出端連接，所述映射控制單元與所述映射轉換單元的控制端相連，并對映射轉換單元進行轉換控制。
2.根據權利要求1所述的具有輸入輸出端子可配置功能的芯片，其特征在于，所述映射轉換單元為一多路選擇器。
3.根據權利要求1所述的具有輸入輸出端子可配置功能的芯片，其特征在于，所述映射控制單元為控制寄存器。
4.一種對芯片的輸入輸出端子進行彈性配置的方法，其特征在于，將需支持可配置的芯片內核各組輸入輸出端口與需支持可配置的芯片端子所對應的輸入輸出驅動電路各輸入輸出端進行可控制的選擇性連接，然后通過可對上述可控制的選擇性連接進行控制的控制單元對上述芯片內核輸入輸出端口與上述芯片端子之間的影射連接進行配置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有輸入輸出端子可配置功能的芯片，包括芯片內核部分，可控輸入輸出驅動電路組，芯片端子組；其特點在于，還包括多個映射轉換單元和一個映射控制單元，所述芯片內核的每一需要支持可配置的輸入端口通過一個映射轉換單元與多個輸入輸出驅動電路的輸入端連接，所述芯片內核的多個輸出端口通過一個映射轉換單元與一需要支持可配置的芯片端子所對應連接的輸入輸出驅動電路的輸出端連接，所述映射控制單元與映射轉換單元的控制端相連，并對其進行控制。利用本發(fā)明所述芯片可以和管腳位置不兼容的多個芯片有效互連，從而大大降低器件的體積，提高信號完整性，降低元件互連之間的復雜度，同時減少布線所占空間，降低設計和加工成本。
文檔編號H01L21/82GK1525561SQ0315604
公開日2004年9月1日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權日2003年8月29日
發(fā)明者金傳恩, 張韻東 申請人:北京中星微電子有限公司