[发明专利]用于配置半导体电路的装置和方法

说明书

背景技术

复杂半导体器件如微控制器(μC)或ASIC的制造容易出现错误。由于随着结构尺寸变得越来越小而使掺杂成为统计过程，因此即使长期的错误也在制造过程中不可避免。甚至有迹象表明，尽管存在巨大的努力和进步未来错误的出现率还将上升。产率，即正确工作的器件与制造好的器件数量的比值对主导的制造过程来说大约是90％(即在此已经有10％的废品)，但是还有可能出现低得多的值。用于提高产率的机制因此直接降低了成本。此外出于测试和制造的考虑强化了能够在现场应付出现错误的器件的要求。

为了在运行时容忍在制造存储器器件如闪存、RAM或ROM时的错误，目前已经部分采用的手段是使用纠错码(ECC)。在这种手段中除了存储数据位之外还一起存储校验位。校验位使得在只有一位(或已知最大数量的位)出现错误时可以通过附加逻辑检测和校正该错误。这使得整个器件(或者一个器件的相应子部件)即使在出现错误时也提供正确的结果。校验位的一起存储需要很多的附加花费，而必要的附加逻辑实际上不会引起很多的附加成本。

半导体电路、尤其是计算器系统中的错误也可能在该电路运行时出现。在大多数情况下不可能在出现永久错误时也保证系统形式的高度可用性。几个例外之一是用于存储器的ECC机制。对于处理器中、尤其是CPU中的瞬时错误，公知恢复或复位措施。但对于执行单元中的错误还不知道用于容许永久错误的现实的、廉价的概念。

发明内容

本发明要解决的第一技术问题是改善μC或半导体器件的制造过程的产率，尤其是通过也能使用具有错误功能单元的器件来改善。本发明要解决的第二技术问题是提高器件在运行时的可用性。为此要提供用于识别器件中出现错误的执行单元(例如核、ALU、处理器)的装置，而且实现“优雅降级”或使用该器件的系统在运行时的紧急启动。

考察一种半导体电路如μC，该半导体电路包含至少两个相同或相同类型的功能单元。在制造过程结束时、在安装时、在诊断时或在运行时的测试阶段，借助测试程序识别潜在的有错的功能单元。这优选可以借助例如在切换和比较单元中示出的切换和比较功能来进行，该切换和比较单元将一个功能单元的输出信号与至少一个另外的功能单元的输出信号和/或与其它参考值相比较。在存储元件中存储哪些功能单元出现了错误。这些功能单元例如由切换和比较单元或者通过中断装置停用。尽管器件包含有错的功能单元，但是该器件仍然能够使用并工作。

优选地描述一种用于配置具有至少两个相同或相同类型的功能单元的半导体电路的方法，其特征在于，在相同或相同类型的功能单元的至少一个功能单元中出现错误时识别并停用有错的单元。

优选地描述一种方法，其特征在于，半导体电路的所述配置作为制造过程、测试过程、诊断过程或维护过程的过程步骤进行。

优选地描述一种方法，其特征在于，半导体电路分别有至少两个相同或相同类型的功能单元可以切换到这样一个运行模式下，在该运行模式中这些功能单元执行相同的函数、指令、程序段或程序，并且可以将这些功能单元的输出信号相比较。

优选地描述一种方法，其特征在于，识别有错的功能单元是这样来进行的，将该功能单元的输出信号与参考值相比较。

优选地描述一种方法，其特征在于，所述切换的启动和/或至少两个功能单元的输出信号的交替比较和/或输出信号与参考值的比较可以用外部的制造装置、测试装置或诊断装置执行，该外部的制造装置、测试装置或诊断装置不是半导体电路的部件。

优选地描述一种方法，其特征在于，至少为半导体电路的识别为有错的功能单元建立配置状态和/或错误状态。

优选地描述一种方法，其特征在于，功能单元的停用这样进行，将关于该功能单元的配置状态或错误状态的信息存储在存储装置中，使得该信息可以在半导体系统初始化和/或运行时被读取出，并且处理所存储的信息，使得不能在运行时使用标记为有错的单元。

优选地描述一种方法，其特征在于，半导体电路的至少一个功能单元的配置状态或错误状态的获得和/或该信息在存储装置中的存储可以通过外部的制造装置、测试装置或诊断装置执行，该外部的制造装置、测试装置或诊断装置不是半导体电路的部件。

优选地描述一种方法，其特征在于，不可逆地停用被识别为有错的单元。

优选地描述一种方法，其特征在于，中断与半导体电路的功能单元的电连接或者中断半导体电路的功能单元之间的电连接。

优选地描述一种方法，其特征在于，中断在半导体电路上的电连接通过机械作用于半导体电路来实现。

优选地描述一种方法，其特征在于，中断在半导体电路上的电连接通过化学作用于半导体电路来实现。