[发明专利]扫描电路

说明书

本申请涉及扫描电路。通过确定电路设计的最小泄漏状态且接着选择使所述电路设计保持在其最低泄漏状态的逻辑门来选择用于q门控的特定逻辑门。取决于实施所述最小泄漏状态所需的输入，可将所述门选择为NOR或OR门。用经选择以实施所述最小泄漏状态的门实施的q门控可在选定操作模式期间启用。可用自动测试模式产生ATPG工具来确定电路的所述最小泄漏状态。

本申请为发明名称为“扫描电路”的原中国发明专利申请的分案申请。原申请的中国申请号为201180049155.9；原申请的申请日为2011年9月15号，其国际申请号为PCT/US2011/051745。

技术领域

本发明大体上涉及集成电路设计。更具体地说，本发明涉及设计具有减少的泄漏电力的集成电路。

背景技术

通常使用例如基于扫描的设计等测试性设计技术来设计集成电路(IC)，在基于扫描的设计中，在IC设计中包含扫描触发器以促进IC的测试模式操作。扫描触发器类似于标准触发器，但包含扫描输入、扫描输出和启用输入。所述启用输入使扫描触发器在操作模式与测试模式之间来回切换。当启用输入被断言时，扫描触发器在扫描模式下起作用，其中可经由扫描输入和扫描输出发射测试输入和测试输出。当启用输入被解除断言时，扫描触发器作为标准触发器而操作，其中经由数据输入来接收输入。

在基于扫描的设计中，将设计中的寄存器转换为扫描触发器102，其如图1中所示缝合在一起，以在测试操作模式期间作为过大移位寄存器而操作。在测试模式期间，首先执行移位操作，其中经由扫描触发器102使测试向量移位到电路中。所述测试向量传播经过IC内部电路的组合逻辑，其在本文中也称为“逻辑锥(cone of logic)”104。接着可执行捕获操作，其中测试响应由扫描触发器102捕获。当移入下一测试向量时，来自逻辑锥的响应数据被移除。

在每次移位期间，较大数目的扫描触发器响应于测试向量输入而同时来回切换。这些来回切换导致贯穿整个逻辑锥的额外来回切换活动。移位期间的来回切换活动可能大大超过在电路的正常操作模式期间发生的来回切换活动。来回切换活动消耗大量的电力，这可不利地影响电路在测试期间的正确操作，且可降低电路的可靠性。

一种用于降低移位操作期间的电力消耗的测试性设计技术称为“门控q(gated-q)”设计。根据门控q设计，将逻辑门添加到电路设计，在每一扫描触发器的q输出与逻辑锥之间。在移位操作期间断言到逻辑门的移位线。移位线的断言导致从逻辑门到逻辑锥的输出在移位操作期间保持在单一状态。以此方式，每一扫描触发器的q输出将在移位模式期间被“门控”。

图2中展示q门控的实例，其中OR(“或”)门202门控扫描触发器输出。当例如在移位操作期间断言移位线206时，OR门202将每一输入处的逻辑“1”驱动到逻辑锥204。因为到逻辑锥204的输入保持在逻辑“1”，所以逻辑锥204中的组合逻辑电路在移位操作期间并不来回切换，因此大幅降低动态电力消耗。

图3中展示q门控的另一实例，其中NOR(“或非”)门302使到逻辑锥304的输入保持在单一状态。NOR门302响应于移位线306的断言而在移位操作期间保持到逻辑锥304的每一输入处的逻辑“0”。使从对应扫描触发器308到NOR门302中的每一者的输入反相，使得当移位线306未经断言时，NOR门302发射从扫描触发器308接收的相同值。使到逻辑锥304的输入保持在单一状态防止了贯穿逻辑锥的来回切换活动的传播，且从而防止实质的动态电力损耗。

虽然参看图2和图3所述的q门控实例大幅降低了因组合逻辑的所传播来回切换而原本将消耗的电力，例如动态电力损耗，但IC设计还遭受静态电力损耗。因组合逻辑中的电流泄漏而导致的静态电力损耗可能甚至比当前IC设计中的动态电力更大。术语“泄漏电力”是指当电路的晶体管处于其断开状态时，电路设计因泄漏电流而消耗的电力。