本申請(qǐng)要求在2015年6月11日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?4/737,246的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及集成電路封裝件，并且更具體地，涉及帶有不止一個(gè)集成電路管芯的集成電路封裝件。

背景技術(shù)：

集成電路封裝件通常包含集成電路管芯和該管芯安裝在其上的基板。該管芯往往通過(guò)鍵合線或焊接凸點(diǎn)來(lái)耦合至基板。來(lái)自集成電路管芯的信號(hào)隨后可以通過(guò)鍵合線或焊接凸點(diǎn)行進(jìn)通過(guò)基板。

由于集成電路技術(shù)存在不斷超越甚至不斷降低的器件尺寸帶來(lái)的收益的需求，越來(lái)越多的應(yīng)用需要比可能在一個(gè)硅片中有更多集成的封裝件解決方案。在努力滿足該需求時(shí)，不止一個(gè)管芯可被放置在單個(gè)集成電路封裝件內(nèi)(即，多芯片封裝件)。由于不同類(lèi)型的器件迎合不同類(lèi)型的應(yīng)用，在一些系統(tǒng)中，可能需要更多的管芯來(lái)滿足高性能應(yīng)用的要求。因此，為獲得更好的性能和更高的密度，集成電路封裝件可以包含沿相同平面橫向布置的多個(gè)管芯或可以包含一個(gè)疊在另一個(gè)上面的多個(gè)管芯。

在多芯片封裝件內(nèi)的多個(gè)管芯通過(guò)管芯間封裝跡線或在該封裝件中形成的其它導(dǎo)電路徑彼此通信。由于制造缺陷，這些封裝件互連往往表現(xiàn)出低的合格率(yield)，這降低封裝件的最終組件合格率。用于增加最終組件合格率的若干方案已被提出，但是它們?nèi)啃枰褂脧?fù)雜的編碼電路(其占用寶貴的管芯面積)并可能消耗過(guò)量的電力(這降低電路性能)。

正是在這種背景下，出現(xiàn)了本文所述的實(shí)施例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供一種多芯片集成電路封裝件，其具有用于保護(hù)該封裝件以避免管芯間跡線缺陷的混合冗余方案。根據(jù)實(shí)施例，提供的集成電路封裝件包含第一集成電路管芯(例如，主管芯)、第二集成電路管芯(例如，從管芯)、在第一管芯和第二管芯之間耦合并使用第一類(lèi)型的冗余方案(例如，主動(dòng)冗余方案)來(lái)修復(fù)的第一互連路徑以及在第一管芯和第二管芯之間耦合并使用不同于第一類(lèi)型冗余方案的第二類(lèi)型冗余方案(例如，被動(dòng)冗余方案)來(lái)支持的第二互連路徑。第一和第二互連路徑可以完全在集成電路封裝件內(nèi)形成。

主動(dòng)冗余方案可以用于將第一互連路徑中的有缺陷的互連路徑切換至停止使用并將備用互連路徑切換至使用。被動(dòng)冗余方案可以在第一集成電路管芯和第二集成電路管芯之間使用至少一對(duì)復(fù)制導(dǎo)線來(lái)運(yùn)送單端信號(hào)(例如，加電重置信號(hào)、初始化信號(hào)、模式同步信號(hào)或用于確保在第一管芯和第二管芯之間的恰當(dāng)操作的其它控制信號(hào))。針對(duì)差分信號(hào)，被動(dòng)冗余可以使用四條導(dǎo)線。

第一和第二集成電路管芯可以包含用于實(shí)現(xiàn)主動(dòng)冗余方案的聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)電路。具體地，在第一集成電路管芯中的每個(gè)管芯的JTAG邊界掃描寄存器可以經(jīng)配置廣播并捕捉預(yù)定的測(cè)試圖案。所捕捉的測(cè)試圖案可以使用相關(guān)聯(lián)的主動(dòng)冗余控制電路來(lái)分析以識(shí)別出在第一互連路徑中的有缺陷的互連路徑。響應(yīng)于識(shí)別出有缺陷的互連路徑，在第一和第二集成電路管芯中的主動(dòng)冗余復(fù)用器可以經(jīng)配置繞過(guò)有缺陷的互連路徑。

根據(jù)另一實(shí)施例，被動(dòng)冗余方案可以使用雙凸點(diǎn)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，在該方案中，至少一對(duì)復(fù)制導(dǎo)線用于運(yùn)送在第一集成電路管芯和第二集成電路管芯之間的每個(gè)初始化信號(hào)。初始化信號(hào)、加電重置信號(hào)和用于同步在使用被動(dòng)雙凸點(diǎn)方案來(lái)支持的第一信號(hào)和第二信號(hào)之間的操作其它類(lèi)型的控制信號(hào)可以用于在啟用主動(dòng)冗余方案之前，協(xié)調(diào)JTAG邊界掃描寄存器和主動(dòng)冗余復(fù)用器的使用。

根據(jù)附圖和下面的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的進(jìn)一步特征、其本質(zhì)和各種優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)實(shí)施例的說(shuō)明性多芯片封裝件的圖示，該多芯片封裝件具有連接至少兩個(gè)集成電路管芯的多個(gè)導(dǎo)電路徑。

圖2為根據(jù)實(shí)施例的說(shuō)明主集成電路管芯可以如何經(jīng)由使用混合冗余方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的互連路徑耦合至從集成電路管芯的圖示。

圖3為根據(jù)實(shí)施例的示出在多芯片封裝件中的每個(gè)集成電路可以如何具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊的圖示，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊包含用于實(shí)現(xiàn)主動(dòng)冗余方案的備用驅(qū)動(dòng)器塊。

圖4為根據(jù)實(shí)施例的示出主管芯可以如何包含多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊區(qū)域的圖示，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊區(qū)域中的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊區(qū)域包含備用驅(qū)動(dòng)器塊并且能夠用于和多個(gè)從管芯中的響應(yīng)的一個(gè)從管芯通信。

圖5為根據(jù)實(shí)施例的示出如圖3所示類(lèi)型的主動(dòng)冗余布線方案可以如何被劃分為多個(gè)區(qū)域的圖示。

圖6為根據(jù)實(shí)施例的涉及操作多芯片封裝件內(nèi)的集成電路管芯以支持主動(dòng)互連冗余的說(shuō)明性步驟的流程圖。

圖7為根據(jù)實(shí)施例的用于使用被動(dòng)冗余方案來(lái)初始化圖3中的至少一些驅(qū)動(dòng)器塊的說(shuō)明性步驟的流程圖。

圖8為根據(jù)實(shí)施例的示出JTAG測(cè)試電路可以如何被用于支持多芯片封裝件中的混合互連冗余方案的圖示。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例涉及集成電路，并且更具體地，涉及包含多個(gè)集成電路管芯的集成電路封裝件。

由于集成電路制造技術(shù)向更小的工藝節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展，在單個(gè)集成電路管芯上設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)(有時(shí)被稱為片上系統(tǒng))變得越來(lái)越有挑戰(zhàn)性。設(shè)計(jì)模擬和數(shù)字電路以支持期望的性能水平同時(shí)最小化泄露和功耗可能是非常耗時(shí)和代價(jià)高的。

單管芯封裝件的一種替代形式為多個(gè)管芯被放置在單個(gè)封裝件內(nèi)的布置。包含多個(gè)互連管芯的此類(lèi)封裝件有時(shí)候可被稱為系統(tǒng)級(jí)封裝件(SiP)、多芯片模塊(MCM)或多芯片封裝件。將多個(gè)芯片(管芯)放入單個(gè)封裝件中可以允許每個(gè)管芯使用最合適的技術(shù)工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)(例如，存儲(chǔ)器芯片可以使用28nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而射頻模擬芯片可以使用45nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn))、可以增加管芯到管芯接口的性能(例如，將來(lái)自單個(gè)封裝件內(nèi)的一個(gè)管芯的信號(hào)驅(qū)動(dòng)至另一個(gè)管芯基本上比將來(lái)自一個(gè)封裝件的信號(hào)驅(qū)動(dòng)至另一個(gè)封裝件的更容易，從而降低相關(guān)聯(lián)的輸入-輸出緩沖器的功耗)、可以釋放輸入-輸出引腳(例如，與管芯到管芯連接相關(guān)聯(lián)的輸入-輸出引腳比與封裝件到板的連接相關(guān)聯(lián)的引腳更小)并且可以幫助簡(jiǎn)化印刷電路板(PCB)設(shè)計(jì)(即，在正常的系統(tǒng)操作期間，多芯片封裝件被安裝在其上的PCB的設(shè)計(jì))。

一般來(lái)講，能夠?qū)Χ嘈酒庋b件內(nèi)的一個(gè)或一個(gè)以上管芯執(zhí)行測(cè)試以確保在多芯片封裝件上的管芯能夠恰當(dāng)?shù)乇舜送ㄐ攀瞧谕?。圖1為包含多個(gè)集成電路(IC)管芯的說(shuō)明性多芯片封裝件100的示意圖，該多個(gè)IC管芯包含至少第一IC管芯102-1和第二IC管芯102-2。在封裝件100上的集成電路管芯可以為任何合適的集成電路，諸如可編程邏輯器件、專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)和專(zhuān)用集成電路(ASIC)。可編程邏輯器件的示例包含可編程陣列邏輯(PAL)、可編程邏輯陣列(PLA)、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPLA)、電可編程邏輯器件(EPLD)、電可擦除可編程邏輯器件(EEPLD)、邏輯單元陣列(LCA)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)，僅舉出幾例。

如圖1所示，封裝件100可以包含連接管芯102-1和管芯102-2的多個(gè)互連路徑104(例如，在多芯片封裝件中的中間基板上形成的導(dǎo)電信號(hào)跡線)。通過(guò)以此方式來(lái)配置，管芯102-1和102-2可以通過(guò)經(jīng)由路徑104發(fā)送控制和數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)彼此通信。多芯片封裝件100包含兩個(gè)集成電路管芯的圖1的示例僅為說(shuō)明性的。通常，多芯片封裝件100可以包含三個(gè)或更多個(gè)管芯、四個(gè)或更多個(gè)管芯或相對(duì)彼此橫向堆疊或一個(gè)堆疊在另一個(gè)頂部的任何期望數(shù)量的芯片。

由于制造和組裝缺陷，在多芯片封裝件上的管芯間信號(hào)路徑有時(shí)候遇到意外的故障，諸如開(kāi)路連接或短路連接，這降低最終封裝件組件的合格率(yield)。根據(jù)實(shí)施例，多芯片封裝件100可以具備能夠幫助增加封裝件的最終組件合格率的電路。具體地，多芯片封裝件100可以具備組合各種不同的冗余技術(shù)的混合或“混合式”冗余方案，其幫助提高潛在斷開(kāi)的管芯間連接的封裝件的容限。

例如，互連路徑的第一部分可以經(jīng)由“被動(dòng)”冗余方案來(lái)支持，該“被動(dòng)”冗余方案利用雙凸點(diǎn)連接來(lái)提供“總是起作用的”控制通道，而該互連路徑的第二部分可以經(jīng)由“主動(dòng)”冗余方案來(lái)支持，該“主動(dòng)”冗余方案利用可以被選擇性地切換到使用以修復(fù)一個(gè)或一個(gè)以上有缺陷的連接的備用電路。與該第二部分相關(guān)聯(lián)的主動(dòng)冗余方案可以經(jīng)由與第一部分相關(guān)聯(lián)的控制通道來(lái)初始化。通過(guò)以此方式來(lái)配置，可以在基本上沒(méi)有面積或連接數(shù)開(kāi)銷(xiāo)的情況下提供強(qiáng)健的管芯間連接。

圖2為示出能夠在多芯片封裝件上的兩個(gè)不同的集成電路管芯之間傳送的不同類(lèi)型的信號(hào)的圖示。如圖2所示，第一IC管芯200可以被耦合至第二IC管芯201。具體地，加電重置(POR)信號(hào)可以經(jīng)由路徑202從管芯200流至管芯201，以同時(shí)復(fù)位兩個(gè)管芯，而初始化和其它系統(tǒng)模式控制信號(hào)可以經(jīng)由路徑204在兩個(gè)管芯之間傳送以同步該兩個(gè)管芯。負(fù)責(zé)生成POR信號(hào)并且負(fù)責(zé)向多芯片封裝件中的其它管芯分配該P(yáng)OR信號(hào)的管芯200有時(shí)候可以被稱為“主”管芯，而從主管芯接收該P(yáng)OR信號(hào)的管芯201在本文中可以被稱為“從”管芯。如果需要，其它類(lèi)型的監(jiān)控信號(hào)也可以從主管芯傳送至從管芯。

除了上述的復(fù)位/同步和其它監(jiān)控信號(hào)以外，用戶數(shù)據(jù)信號(hào)(或“任務(wù)模式”信號(hào))也可以經(jīng)由數(shù)據(jù)路徑206在管芯200和管芯201之間傳送。理想地，路徑202、204和206全部完全起作用并且無(wú)故障地在主管芯和從管芯之間恰當(dāng)?shù)貍魉托盘?hào)。然而，實(shí)際上，路徑202、204和206中的至少一個(gè)連接可能是不可靠的，并可能由于意外的開(kāi)路故障(作為示例)而被斷開(kāi)。根據(jù)實(shí)施例，控制路徑202和204中的潛在故障可以經(jīng)由被動(dòng)冗余方案而減輕(例如，經(jīng)由雙凸點(diǎn)布線方案，其經(jīng)由一對(duì)導(dǎo)線而不是僅一條導(dǎo)線傳送相同信號(hào))，而(多個(gè))數(shù)據(jù)路徑206中的潛在故障可以使用主動(dòng)冗余方案(例如，響應(yīng)于檢測(cè)到斷開(kāi)的連接，將備用輸入-輸出驅(qū)動(dòng)器塊切換至使用)來(lái)固定。

主動(dòng)冗余方案在圖3中被說(shuō)明。如圖3所示，主管芯200和從管芯201中的每個(gè)管芯可以包含多個(gè)輸入-輸出(IO)驅(qū)動(dòng)器塊302，而每個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊302可以用于驅(qū)動(dòng)連接主管芯和從管芯的對(duì)應(yīng)管芯間線路(lane)300。圖3中的管芯間線路300中的每個(gè)可以包括多芯片封裝件(諸如封裝件100)中的一個(gè)或一個(gè)以上互連路徑(例如，一個(gè)或一個(gè)以上互連路徑104)。在圖3的示例中，每個(gè)線路300包含兩根導(dǎo)線，其可以用于沿主管芯和從管芯之間的任一方向在運(yùn)送一個(gè)差分信號(hào)或兩個(gè)單端信號(hào)。這僅是說(shuō)明性的。每個(gè)IO驅(qū)動(dòng)器塊302可以經(jīng)配置驅(qū)動(dòng)線路300，該線路300包括僅一條導(dǎo)線、兩條或兩條以上導(dǎo)線、三條或三條以上導(dǎo)線、四條或四條以上導(dǎo)線、八條或八條以上導(dǎo)線、十六條或十六條以上導(dǎo)線等。

每個(gè)IO驅(qū)動(dòng)器塊302可以用作核心管芯上邏輯電路304和耦合至管芯間線路300的輸入/輸出引腳之間的接口。邏輯電路304可包含時(shí)序和/或組合邏輯，其可以經(jīng)配置經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器塊302從IO引腳接收數(shù)據(jù)和向IO引腳輸出數(shù)據(jù)。例如，邏輯電路304可以為可編程集成電路(諸如可編程邏輯器件(PLD))上的可編程“軟”邏輯電路的一部分。作為另一示例，邏輯電路304可以為專(zhuān)用集成電路(ASIC)上的不可重新配置的“硬”邏輯電路的一部分。

主管芯200和從管芯201可以均包含多個(gè)IO驅(qū)動(dòng)器塊302(例如，驅(qū)動(dòng)器塊302-1、302-2、302-3、302-4等)，其包含備用驅(qū)動(dòng)器塊(或備用“行”)302^*。正常的非備用驅(qū)動(dòng)器塊(或正常行)302中的每個(gè)可以被耦合至對(duì)應(yīng)的線路300。備用塊302^*可以被耦合至備用線路300^*。在所有的正常線路300起作用時(shí)，所有的正常驅(qū)動(dòng)器塊302可以被激活而備用塊302^*保持未使用(即，備用線路300^*保持閑置)。然而，在正常線路300中的一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)將在有缺陷的線路處及其下方的IO路由向下移位一個(gè)塊并將備用塊302^*切換至使用以利用備用線路300^*，正常驅(qū)動(dòng)器塊302中的該一個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊可以被停用/繞過(guò)。

例如，考慮50個(gè)正常線路和一個(gè)備用線路被耦合在主管芯200和從管芯201之間的情況。如果全部50個(gè)正常線路正常工作，則頂部的50個(gè)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器塊302將簡(jiǎn)單地直接路由到達(dá)或來(lái)自邏輯電路304的信號(hào)。然而，如果第17條正常線路斷開(kāi)(例如，如果第17條線路的兩條導(dǎo)線中的至少一條具有不良連接或處于開(kāi)路)，則第1至16驅(qū)動(dòng)器塊302將仍然經(jīng)配置直接路由信號(hào)，而第17-50個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊中的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊將路由下一個(gè)塊上的信號(hào)，以便備用驅(qū)動(dòng)器塊302^*將被切換至使用。通過(guò)以此方式來(lái)配置，第17條斷開(kāi)線路現(xiàn)在將閑置；第18條起作用的線路將有效替代第17條斷開(kāi)線路；第19條起作用的線路將有效替代第18條線路；以此類(lèi)推。備用線路300^*現(xiàn)在將經(jīng)配置充當(dāng)?shù)?0條最底端的起作用的線路。然而，不管備用驅(qū)動(dòng)器塊302^*是否被切換至使用，邏輯電路304將只與頂部的50個(gè)正常驅(qū)動(dòng)器塊直接通信(例如，核心邏輯既不需要發(fā)送信號(hào)到備用驅(qū)動(dòng)器塊，也不接收來(lái)自備用驅(qū)動(dòng)器塊的信號(hào))。

仍然參考圖3，每個(gè)IC管芯200和201中的每個(gè)IO驅(qū)動(dòng)器塊302可以包含驅(qū)動(dòng)器電路310、驅(qū)動(dòng)器電路控制寄存器312、第一輸入復(fù)用器(或多路復(fù)用器)324-1、第二輸入復(fù)用器324-2、第一輸出復(fù)用器326-1、第二輸出復(fù)用器326-2、時(shí)鐘信號(hào)路由復(fù)用器328以及第一和第二邊界測(cè)試單元322-1和322-2。在圖3的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊驅(qū)動(dòng)一對(duì)導(dǎo)線的示例中(例如，參看導(dǎo)線300-1和300-2)，驅(qū)動(dòng)器電路310可以包含至少一對(duì)定向驅(qū)動(dòng)器。作為示例，驅(qū)動(dòng)器電路310可以包含兩個(gè)單端接收器、差分接收器、兩個(gè)單端輸出驅(qū)動(dòng)器和/或用于支持?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)以及其它類(lèi)型的單端或差分控制信號(hào)的傳輸?shù)牟罘州敵鲵?qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器電路控制寄存器312可以存儲(chǔ)設(shè)置驅(qū)動(dòng)器電路310的模式和方向性的控制位。

輸入多路復(fù)用器324-1可以具有經(jīng)耦合以從驅(qū)動(dòng)器電路310接收信號(hào)的第一輸入端、耦合至路徑332以從后續(xù)的驅(qū)動(dòng)器塊接收信號(hào)的第二輸入端以及耦合至第一測(cè)試單元322-1的輸出端。同樣，輸入多路復(fù)用器324-2可以具有經(jīng)耦合以從驅(qū)動(dòng)器電路310接收信號(hào)的第一輸入端、耦合至路徑332以從后續(xù)的驅(qū)動(dòng)器塊接收信號(hào)的第二輸入端以及耦合至第二測(cè)試單元322-2的輸出端。在多路復(fù)用器324-1和324-2的第一輸入端處接收的信號(hào)也可以經(jīng)由路徑332′被反饋至在前的驅(qū)動(dòng)器塊。

輸出多路復(fù)用器326-1可以具有經(jīng)耦合以從第一測(cè)試單元322-1接收信號(hào)的第一輸入端、耦合至路徑330以從在前的驅(qū)動(dòng)器塊接收信號(hào)的第二輸入端以及耦合至驅(qū)動(dòng)器電路310的輸出端。同樣，輸出多路復(fù)用器326-2可以具有經(jīng)耦合以從第二測(cè)試單元322-2接收信號(hào)的第一輸入端、耦合至路徑330以從在前的驅(qū)動(dòng)器塊接收信號(hào)的第二輸入端以及耦合至驅(qū)動(dòng)器電路310的輸出端。在多路復(fù)用器326-1和326-2的第一輸入端處接收的信號(hào)也可以經(jīng)由路徑330′被反饋至后續(xù)的驅(qū)動(dòng)器塊。

復(fù)用器328可以具有耦合至輸入多路復(fù)用器324-1的輸出端的第一輸入端、耦合至多路復(fù)用器326-1的第一輸入端的第二輸入端，以及耦合至分配時(shí)鐘樹(shù)314的輸出端，該分配時(shí)鐘樹(shù)314在所有的驅(qū)動(dòng)器塊302之間共享(例如，復(fù)用器328可以經(jīng)配置向時(shí)鐘樹(shù)314路由傳入或傳出時(shí)鐘信號(hào))。時(shí)鐘樹(shù)314可以經(jīng)配置向驅(qū)動(dòng)器電路310中的一個(gè)或一個(gè)以上發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)以記時(shí)該接收器/驅(qū)動(dòng)器電路。

以此方式布置，復(fù)用器324-1、324-2、326-1和326-2可以以第一模式(即，通過(guò)將來(lái)自第一多路復(fù)用器輸入端的信號(hào)路由至該多路復(fù)用器輸出端)來(lái)配置，以在測(cè)試單元和驅(qū)動(dòng)器電路之間直接路由信號(hào)，或可以以第二模式(即，通過(guò)將來(lái)自第二多路復(fù)用器輸入端的信號(hào)路由至該多路復(fù)用器輸出端)來(lái)配置，以將信號(hào)路由至相鄰的驅(qū)動(dòng)器塊(例如，路由至在前的驅(qū)動(dòng)器塊行或在后的驅(qū)動(dòng)器塊行)。

在驅(qū)動(dòng)器塊302的每個(gè)中的測(cè)試單元322可以充當(dāng)聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)邊界掃描鏈的一部分。在正常(非測(cè)試)操作期間，該邊界掃描鏈可以被繞過(guò)。在測(cè)試期間，在主管芯中的JTAG邊界掃描鏈可以被用于迫使測(cè)試圖案在外部被發(fā)送至從管芯，而在從管芯中的JTAG邊界掃描鏈可以被用于觀察對(duì)應(yīng)的收到的測(cè)試圖案以測(cè)試由制造問(wèn)題導(dǎo)致的某些故障，或反之亦然。使用邊界掃描鏈來(lái)檢測(cè)連接故障以及通過(guò)將備用驅(qū)動(dòng)器塊切換至使用來(lái)固定不良連接的后續(xù)響應(yīng)在本文中可以被稱為“主動(dòng)”管芯間連接冗余。

因此，在圖3的示例中，替換單位等于一個(gè)線路(即，一個(gè)冗余區(qū)域具有一個(gè)備用連接)。如上所述，每個(gè)線路可以包含任何合適數(shù)量的導(dǎo)線(例如，至少一條導(dǎo)線、至少兩條導(dǎo)線、三條或三條以上導(dǎo)線、十條或十條以上導(dǎo)線等)。根據(jù)另一實(shí)施例，在主管芯200上的驅(qū)動(dòng)器塊可以被劃分為多個(gè)區(qū)域或群組，每個(gè)區(qū)域或群組具有其自己的備用IO驅(qū)動(dòng)器塊。

圖4示出一種合適的布置，其中主管芯200包含三個(gè)獨(dú)立的主動(dòng)冗余區(qū)域400，其服務(wù)不同的相應(yīng)從管芯。具體地，具有i個(gè)正常行302和備用行302^*的第一冗余區(qū)域400-1可以經(jīng)由(i+1)個(gè)線路耦合至第一從管芯201-1中的對(duì)應(yīng)冗余區(qū)域400-1。具有j個(gè)正常行302和備用行302^*的第二冗余區(qū)域400-2可以經(jīng)由(j+1)個(gè)線路耦合至第二從管芯201-2中的對(duì)應(yīng)冗余區(qū)域400-2。具有k個(gè)正常行302和備用行302^*的第三冗余區(qū)域400-3可以經(jīng)由(k+1)個(gè)線路耦合至第三從管芯201-3中的對(duì)應(yīng)冗余區(qū)域400-3。圖4的主管芯包含用于支持與三個(gè)從管芯通信的三個(gè)冗余區(qū)域的示例僅是說(shuō)明性的。通常，主管芯200可以包含用于支持與一個(gè)或一個(gè)以上從管芯、四個(gè)或四個(gè)以上從管芯、十個(gè)或十個(gè)以上從管芯等連接的任何數(shù)量的冗余區(qū)域。

圖5示出另一種合適的布置，其中主管芯包含用于支持與從管芯通信的多個(gè)冗余區(qū)域，其中該從管芯包含與主管芯的冗余區(qū)域數(shù)量相同的冗余區(qū)域。具體地，具有m個(gè)正常行302和備用行302^*的第一冗余區(qū)域500-1可以經(jīng)由(m+1)個(gè)線路耦合至從管芯201中的對(duì)應(yīng)冗余區(qū)域500-1。具有n個(gè)正常行302和備用行302^*的第二冗余區(qū)域500-2可以經(jīng)由(n+1)個(gè)線路耦合至從管芯201中的對(duì)應(yīng)冗余區(qū)域500-2。

圖5的主管芯包含用于支持與從管芯中的兩個(gè)冗余區(qū)域通信的兩個(gè)冗余區(qū)域的示例僅是說(shuō)明性的。通常，主管芯200和從管芯201可以均包含任何數(shù)量的冗余區(qū)域(例如，一個(gè)或一個(gè)以上主動(dòng)冗余群組、三個(gè)或三個(gè)以上主動(dòng)冗余群組、十個(gè)或十個(gè)以上冗余群組等)。包含使用多個(gè)主動(dòng)冗余群組的圖4和5的實(shí)施例可以幫助增加可以進(jìn)行的管芯間連接修復(fù)的數(shù)量。因此，在給定個(gè)別連接的合格率的情況下，要實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)冗余區(qū)域的數(shù)量可以被具體選擇或調(diào)節(jié)以匹配期望的組件合格率要求。

圖6為用于操作圖3的電路以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)冗余方案(有時(shí)候被稱為主動(dòng)冗余“校正”或“修復(fù)”方案)的說(shuō)明性步驟的流程圖。在步驟600，在主管芯和/或從管芯上的該JTAG邊界掃描單元可以被用于廣播和捕獲橫跨雙向管芯間連接而傳輸?shù)臏y(cè)試圖案。作為示例，測(cè)試圖案可以為交替的0和1(例如，01010101...)、可以為系列1后面跟0(例如，11110000...)、可以為一系列0后面跟1(例如，0001111...)、可以為位的隨機(jī)序列(例如，1101011100...)等。

在步驟602，可以掃描出在每個(gè)邊界掃描鏈處捕捉的測(cè)試圖案。JTAG控制器隨后可以用于分析所捕捉的測(cè)試圖案以確定哪個(gè)線路斷開(kāi)(如果有的話)。在任一冗余區(qū)域中，如果故障線路的數(shù)量超出可修復(fù)線路的最大數(shù)量，則可以拒絕該組件。例如，如果主管芯僅具備一個(gè)可修復(fù)區(qū)域，如果不止一個(gè)線路存在缺陷，則該組件可以被拒絕。然而，如果主管芯具備三個(gè)可修復(fù)區(qū)域，假定每個(gè)缺陷處于單獨(dú)的可修復(fù)區(qū)域中，則該組件可能能夠容許高達(dá)三個(gè)有缺陷的線路。

在步驟604，冗余復(fù)用器(例如，圖3中的復(fù)用器324和326)可以經(jīng)配置繞過(guò)有故障的線路。由于在有故障的線路上方的每個(gè)復(fù)用器應(yīng)當(dāng)以傳遞模式(pass-through mode)來(lái)配置，而在該有故障的線路處或下方的每個(gè)復(fù)用器應(yīng)當(dāng)以“路由至鄰近行”模式來(lái)配置為以繞過(guò)不良連接，因此，復(fù)用器可以使用溫度計(jì)碼來(lái)控制(例如，具有一系列0后面跟一系列1的位流，或反之亦然)。步驟600、602和604可以針對(duì)每個(gè)主動(dòng)冗余區(qū)域來(lái)執(zhí)行。

一旦(多個(gè))有故障的線路已經(jīng)使用主動(dòng)冗余方案修復(fù)，則在多芯片封裝件中的主管芯和從管芯隨后可以被置于正常操作(步驟606)。

為了主動(dòng)冗余方案適當(dāng)?shù)仄鹱饔?，JTAG邊界掃描測(cè)試單元322和在每個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊中的復(fù)用器的設(shè)置可能必須在獨(dú)立的管芯之間被協(xié)調(diào)，以便可以初始化適當(dāng)?shù)拈_(kāi)始路由配置。根據(jù)實(shí)施例，“被動(dòng)”冗余方案可以用于在主管芯和(多個(gè))從管芯之間傳送初始化信號(hào)、加電重置信號(hào)、參考電壓信號(hào)和其它控制信號(hào)。具體地，被動(dòng)管芯間冗余方案可以為雙凸點(diǎn)路由方案，其中每個(gè)控制信號(hào)通過(guò)一對(duì)復(fù)制導(dǎo)線被發(fā)送/接收兩次。這種雙凸點(diǎn)方案可能快速消耗可用IO引腳的數(shù)目，因此，在示例性實(shí)施例中，該備用冗余僅用于重要的初始化/控制信號(hào)，在任何初始化過(guò)程可以被期望完成之前，該初始化/控制信號(hào)對(duì)于主管芯和(多個(gè))從管芯之間的適當(dāng)通信是必要的。

作為示例，考慮在主管芯和從管芯之間存在5000條跡線的情形。在這5000條跡線中，可能只有10-20條跡線(例如，5-10個(gè)信號(hào))利用雙凸點(diǎn)被動(dòng)冗余布線方案。因此，用于支持被動(dòng)冗余的跡線開(kāi)銷(xiāo)的量是相當(dāng)少的(作為示例，少于0.2％的開(kāi)銷(xiāo))。

圖7為用于使用被動(dòng)冗余方案用來(lái)初始化圖3的至少一些驅(qū)動(dòng)器塊的說(shuō)明性步驟的流程圖。在步驟700，JTAG邊界掃描單元和主動(dòng)冗余復(fù)用器的設(shè)置可以經(jīng)由控制信號(hào)來(lái)協(xié)調(diào)，該控制信號(hào)經(jīng)由被動(dòng)冗余布線方案來(lái)發(fā)送。例如，加電重置信號(hào)、初始化信號(hào)、同步信號(hào)和其它控制信號(hào)可以經(jīng)由雙凸點(diǎn)封裝跡線在主管芯和(多個(gè))從管芯之間傳遞。如果需要，雙凸點(diǎn)跡線可以在兩個(gè)或兩個(gè)以上冗余區(qū)域之間共享并且用于任何合適數(shù)量的從管芯。

一旦邊界掃描鏈和復(fù)用器已經(jīng)被適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)，則可以執(zhí)行主動(dòng)冗余測(cè)試以檢測(cè)有故障的線路并且如果有的話修復(fù)該有故障的線路(在步驟702)。在步驟702，圖6的步驟可以被執(zhí)行以在需要時(shí)將備用行選擇性地切換至使用。

在一個(gè)合適的實(shí)施例中，圖7的步驟可以在每次封裝件被加電時(shí)被執(zhí)行，并因此被稱為“重新診斷”方法。在另一合適的實(shí)施例中，在完成步驟702時(shí)獲得的設(shè)置(其在制造商處被診斷一次)可以被存儲(chǔ)在主管芯和/或(多個(gè))從管芯上的非易失性存儲(chǔ)器(例如，熔斷器、反熔斷器、可編程只讀存儲(chǔ)器等)中。如果預(yù)定設(shè)置只存儲(chǔ)在主管芯上，則非易失性存儲(chǔ)器可以從該主管芯讀取并在加電期間被傳送給(多個(gè))從管芯。如果預(yù)定設(shè)置存儲(chǔ)在主管芯上和(多個(gè))從管芯上，則可能不需要用于修復(fù)的初始交換。因此，該替代方法有時(shí)候可以被稱為“診斷一次”方法。在又一些其它合適的實(shí)施例中，可以使用所有冗余復(fù)用器以簡(jiǎn)單的傳遞模式來(lái)配置的非冗余方法。這在首次調(diào)試新管芯以避免適當(dāng)配置冗余的附加復(fù)雜化時(shí)可能是期望的，或如果連接合格率充分提高不再需要冗余，則這可能是期望的。

圖8為示出JTAG測(cè)試電路可以如何被用于支持混合互連冗余方案的圖示，該混合互連冗余方案包含與主動(dòng)冗余方案混合的被動(dòng)冗余方案。如圖8所示，主管芯200和從管芯201中的每個(gè)管芯可以包含驅(qū)動(dòng)器800(其可以表示圖3中的包含備用行的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊302)，該驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由中間主動(dòng)冗余復(fù)用器802和804(其可以分別等同于圖3中的多路復(fù)用器324和326)耦合至JTAG邊界掃描鏈寄存器806。

復(fù)用器802和804可以使用解碼電路(諸如冗余控制解碼器808)來(lái)配置。解碼器808可以提供控制位(例如，溫度計(jì)編碼位)以配置復(fù)用器將信號(hào)直接路由或?qū)⑿盘?hào)路由至在前/在后的驅(qū)動(dòng)器塊。解碼器808可以被冗余控制寄存器810控制。

冗余控制寄存器810和JTAG邊界掃描寄存器806可以被耦合至JTAG抽頭控制器812。JTAG抽頭控制器812可以從雙向JTAG鏈路816接收J(rèn)TAG控制信號(hào)。JTAG鏈路816可以被耦合至駐留在主管芯200中的主測(cè)試控制器814。作為示例，在主動(dòng)冗余校正操作期間獲得的預(yù)定設(shè)置可以被存儲(chǔ)在主控制器814內(nèi)的非易失性存儲(chǔ)器(NVM)815中，以用于以上結(jié)合圖7所描述的診斷一次方法。

主控制器814也可以經(jīng)由路徑818向冗余控制寄存器810和主管芯和從管芯加電后需要被初始化的任何其它電路傳送加電重置(POR)信號(hào)、初始化信號(hào)、模式同步信號(hào)和其它系統(tǒng)控制信號(hào)。具體地，JTAG鏈路816、路徑818和/或用于設(shè)置主管芯和(多個(gè))從管芯中的測(cè)試電路以便適當(dāng)操作的任何其它互連可以被提供雙凸點(diǎn)被動(dòng)冗余。

在圖8的示例中，JTAG鏈路816(例如，多導(dǎo)線總線)可以被劃分成兩個(gè)相同的管芯間互連總線816-1和816-2，而POR路徑818也可以被劃分成兩個(gè)復(fù)制管芯間互連818-1和818-2。如上所述，由于每個(gè)冗余區(qū)域需要使用相同的過(guò)程來(lái)初始化，因此多于一個(gè)的冗余區(qū)域可以共享共用JTAG鏈路或POR路徑(作為示例)。通常，雙凸點(diǎn)連接有故障的幾率是相當(dāng)?shù)偷摹Ｈ欢?，使用雙凸點(diǎn)被動(dòng)冗余僅是說(shuō)明性的。如果需要，被動(dòng)冗余方案可以包含用于每個(gè)關(guān)鍵信號(hào)的三條或三條以上復(fù)制導(dǎo)線、用于每個(gè)關(guān)鍵信號(hào)的四條或四條以上復(fù)制導(dǎo)線等。

因此，目前已經(jīng)關(guān)于集成電路的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。本文中描述的方法和裝置可以被并入任何合適的電路中。例如，它們可以被并入多種類(lèi)型的器件中，諸如可編程邏輯器件、專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)和專(zhuān)用集成電路(ASIC)?？删幊踢壿嬈骷氖纠删幊剃嚵羞壿?PAL)、可編程邏輯陣列(PLA)、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPLA)、電可編程邏輯器件(EPLD)、電可擦除可編程邏輯器件(EEPLD)、邏輯單元陣列(LCA)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)，僅舉出幾例。

在本文中的一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例中描述的可編程邏輯器件可以為包含下列部件中的一個(gè)或一個(gè)以上的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一部分：處理器；存儲(chǔ)器；IO電路；以及外圍設(shè)備。數(shù)據(jù)處理可以用在各種各樣的應(yīng)用中，諸如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、儀表裝置、視頻處理、數(shù)字信號(hào)處理或使用可編程或可再編程邏輯的優(yōu)點(diǎn)是期望的任何合適的其它應(yīng)用中?？删幊踢壿嬈骷梢杂糜趫?zhí)行各種不同的邏輯功能。例如，可編程邏輯器件可以被配置作為與系統(tǒng)處理器協(xié)同工作的處理器或控制器。可編程邏輯器件也可以用作用于仲裁對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的共享資源的訪問(wèn)的仲裁器。在又一示例中，可編程邏輯器件可以被配置作為處理器和系統(tǒng)中的其它部件中的一個(gè)部件之間的接口。

雖然操作方法以特定順序進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，其它操作可以在所描述的操作之間執(zhí)行，所描述的操作可以進(jìn)行調(diào)整，以便它們?cè)谏晕⒉煌臅r(shí)間處出現(xiàn)或所描述的操作可以在允許處理操作發(fā)生在與處理相關(guān)聯(lián)的不同時(shí)間間隔處的系統(tǒng)中分布，只要覆蓋操作的處理以期望的方式執(zhí)行。

附加實(shí)施例：

附加實(shí)施例1.一種集成電路封裝件，包括：第一集成電路管芯；第二集成電路管芯；耦合在第一集成電路管芯和第二集成電路管芯之間并使用第一類(lèi)型的冗余方案來(lái)修復(fù)的第一互連路徑；以及耦合在第一集成電路管芯和第二集成電路管芯之間并使用不同于第一類(lèi)型的冗余方案的第二類(lèi)型的冗余方案來(lái)支持的第二互連路徑。

附加實(shí)施例2.如附加實(shí)施例1所定義的集成電路封裝件，其中用于修復(fù)第一互連路徑的第一類(lèi)型的冗余方案包括主動(dòng)冗余方案，其將第一互連路徑中的有缺陷的互連路徑切換至停止使用并將備用互連路徑切換至使用。

附加實(shí)施例3.如附加實(shí)施例1所定義的集成電路封裝件，其中用于支持第二互連路徑的第二類(lèi)型的冗余方案包括被動(dòng)冗余方案，其使用至少一對(duì)復(fù)制導(dǎo)線來(lái)運(yùn)送在第一集成電路管芯和第二集成電路管芯之間的單端信號(hào)。

附加實(shí)施例4.如附加實(shí)施例1所定義的集成電路封裝件，其中正常用戶信號(hào)通過(guò)第一互連路徑傳送，并且其中加電重置信號(hào)通過(guò)第二互連路徑傳送。

附加實(shí)施例5.如附加實(shí)施例2所定義的集成電路封裝件，其中所述第一和第二集成電路管芯包含用于實(shí)現(xiàn)主動(dòng)冗余方案的聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)電路。

附加實(shí)施例6.如附加實(shí)施例5所定義的集成電路封裝件，其中所述第一集成電路管芯包含非易失性存儲(chǔ)器(NVM)，用于初始化JTAG電路的控制設(shè)置存儲(chǔ)在所述NVM上，并且其中所述第一互連路徑和第二互連路徑完全位于所述集成電路封裝件內(nèi)。

附加實(shí)施例7.如附加實(shí)施例2所定義的集成電路封裝件，其中所述第一集成電路管芯包含多個(gè)主動(dòng)冗余區(qū)域，每個(gè)主動(dòng)冗余區(qū)域包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊，該多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊包含備用驅(qū)動(dòng)器塊；第二集成電路管芯包含多個(gè)主動(dòng)冗余區(qū)域，每個(gè)主動(dòng)冗余區(qū)域包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊，該多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊包含備用驅(qū)動(dòng)器塊；以及通過(guò)第二互連路徑傳送的信號(hào)在第一和第二集成電路管芯中的多個(gè)主動(dòng)冗余區(qū)域之間共享。

附加實(shí)施例8.如附加實(shí)施例2所定義的集成電路封裝件，還包括：第三集成電路管芯；以及在第一集成電路管芯和第三集成電路管芯之間耦合并使用第一類(lèi)型的冗余方案來(lái)修復(fù)的第三互連路徑。

附加實(shí)施例9.一種操作集成電路封裝件的方法，所述集成電路封裝件包含第一集成電路管芯和第二集成電路管芯，所述方法包括：使用第一互連路徑在第一集成電路管芯和第二集成電路管芯之間傳送初始化信號(hào)；使用第二互連路徑在第一集成電路管芯和第二集成電路管芯之間傳送用戶信號(hào)；其中第二互連路徑不同于第一互連路徑；并且通過(guò)實(shí)現(xiàn)混合冗余方案來(lái)保護(hù)第一和第二互連路徑以避免故障。

附加實(shí)施例10.如附加實(shí)施例9所定義的方法，其中實(shí)現(xiàn)混合冗余方案包括：使用被動(dòng)冗余方案來(lái)支持第一互連路徑；并使用主動(dòng)冗余方案來(lái)修復(fù)第二互連路徑。

附加實(shí)施例11.如附加實(shí)施例10所定義的方法，其中使用被動(dòng)冗余方案來(lái)支持第一互連路徑包括：經(jīng)由雙凸點(diǎn)封裝跡線將加電重置(POR)信號(hào)從第一集成電路管芯發(fā)送到第二集成電路管芯。

附加實(shí)施例12.如附加實(shí)施例10所定義的方法，其中使用主動(dòng)冗余方案來(lái)修復(fù)第二互連路徑包括：使用在第一和第二集成電路管芯中的每個(gè)管芯中的聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)邊界掃描寄存器電路來(lái)廣播并捕捉預(yù)定的測(cè)試圖案。

附加實(shí)施例13.如附加實(shí)施例12所定義的方法，其中使用主動(dòng)冗余方案來(lái)修復(fù)第二互連路徑包括：分析在JTAG邊界掃描寄存器中所捕捉的測(cè)試圖案以識(shí)別在所述第二互連路徑中的有缺陷的互連路徑。

附加實(shí)施例14.如附加實(shí)施例13所定義的方法，其中使用主動(dòng)冗余方案來(lái)修復(fù)第二互連路徑包括：響應(yīng)于識(shí)別有缺陷的互連路徑，配置在第一和第二集成電路管芯中的主動(dòng)冗余復(fù)用器以繞過(guò)有缺陷的互連路徑。

附加實(shí)施例15.如附加實(shí)施例14所定義的方法，還包括：在取決于主動(dòng)冗余方案之前，使用通過(guò)第一互連路徑所傳送的信號(hào)來(lái)協(xié)調(diào)JTAG邊界掃描寄存器和主動(dòng)冗余復(fù)用器的使用。

附加實(shí)施例16.一種集成電路管芯，包括：耦合至另一集成電路管芯的外部引腳；用于將信號(hào)驅(qū)動(dòng)到外部引腳上的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊，其中多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊包含備用驅(qū)動(dòng)器塊；以及主動(dòng)冗余控制電路，其將多個(gè)驅(qū)動(dòng)器塊中的正常驅(qū)動(dòng)器切換至停止使用并將備用驅(qū)動(dòng)器塊切換至使用。

附加實(shí)施例17.如附加實(shí)施例16所定義的集成電路管芯，其中驅(qū)動(dòng)器塊包含復(fù)用器，以將正常驅(qū)動(dòng)器塊切換至停止使用并將備用驅(qū)動(dòng)器塊切換至使用。

附加實(shí)施例18.如附加實(shí)施例16所定義的集成電路管芯，其中驅(qū)動(dòng)器塊包含用于廣播并捕捉測(cè)試圖案的可旁路聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組(JTAG)邊界掃描測(cè)試單元。

附加實(shí)施例19.如附加實(shí)施例18所定義的集成電路管芯，還包括：用于向所述另一集成電路管芯傳送JTAG控制信號(hào)和加電重置信號(hào)的附加外部引腳，其中附加外部引腳經(jīng)配置實(shí)現(xiàn)被動(dòng)冗余方案。

附加實(shí)施例20.如附加實(shí)施例19所定義的集成電路管芯，其中附加外部引腳為雙凸點(diǎn)的，以便加電重置信號(hào)中的每個(gè)通過(guò)一對(duì)復(fù)制導(dǎo)線向外傳送至另一集成電路管芯。

前述僅用于說(shuō)明本發(fā)明的原理，并且可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行各種更改。前述實(shí)施例可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)或以任何組合實(shí)現(xiàn)。