專利名稱：具有用于實速轉換故障測試多內核的通用時鐘控制模塊的多時鐘片基系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及允許進行實速轉換故障測試的多時鐘片基系統。
背景技術：
上述類型的多時鐘片基系統是電子設備的部件，該電子設備通 常包括i)至少一個內核(處理器或微控制器或數字IP)，包括至少 兩個異步時鐘域，這兩個異步時鐘域是為了彼此間交換(發射和/或 接收)測試數據而設的，ii)時鐘發生器單元，該單元安排為用來為 至少一些時鐘域供應主時鐘信號，和iii)至少兩個時鐘控制模塊(或
塊)，分別安排為用于根據所述主時鐘信號和根據控制信號定義功能 時鐘信號。控制信號設計為用來將時鐘控制模塊設置為使得測試數據 能夠從相應的發出方時鐘域傳送到至少一個接收方時鐘域的測試正 常模式，或者設置為將測試時鐘強加到功能時鐘信號上以實現掃描鏈 移位的移位模式(shift mode)。
數字IP (〃版權〃)是包括順序邏輯(觸發器/寄存器)和/或組 合邏輯的邏輯塊并且設計為用于實現至少一種功能。
如本領域技術人員所知，時鐘域是異步的，當生成供"發出方" 時鐘域使用的功能時鐘信號以便發出方時鐘域將測試數據發送到一 個或多個"接收方"時鐘域時，這一功能時鐘信號的發出方投送邊沿可 能暫時位于供(多個)接收方時鐘域使用的相應(多個)功能時鐘信 號的接收方采集邊沿之后。由于發出方投送邊沿會在接收方的釆集邊 沿之后引發發出方時鐘域發射測試數據，因此會丟失測試數據并且轉 換故障實速測試會失敗。
圖1中示意性地圖解說明了這一情形。上面的時序圖代表由與 發出方時鐘域相關聯的時鐘控制模塊生成的功能時鐘信號，而下面的
3時序圖代表由與接收方時鐘域相關聯的時鐘控制模塊生成的功能時 鐘信號。
為了確保測試數據在異步時鐘域之間的傳遞，通常會使用兩種 解決方案。第一種解決方案是在內核中添加生成同步時鐘信號的專用 塊(或模塊)，該專用塊具有時鐘域對齊功能。第二種解決方案是在 內核中添加使所有時鐘信號同步的專用塊(或模塊)，該專用塊具有 時鐘域對齊功能和時鐘同步器。各個這些解決方案需要付出額外的開 發時間和工作量，因為這些塊很復雜(從時序閉合和時鐘樹構建的角 度而言)并且取決于多時鐘片基系統設計。因此這些解決方案要為致 力于多時鐘片基系統概念的項目付出實際成本。
發明內容
所以，本發明的目的是通過不在功能時鐘方案中加入約束條件 來改善這種情況。
出于這一目的，給出了一種多時鐘片基系統，比如在技術領域 部分給出的那種多時鐘片基系統，并且其中各個時鐘控制模塊(CCi)
與下列部件相連接
_同步裝置，該同步裝置安排為用于將其時鐘控制模塊從移位 模式切換到正常模式(和反過來)，和
-延遲裝置，該延遲裝置安排為用于在將時鐘控制模塊設定為 (測試的)正常模式的時候，將供發出方時鐘域使用的功能時鐘信號 的發出方投送邊沿推后，以使這一發出方投送邊沿暫時位于供(多個) 接收方時鐘域使用的時鐘信號的各個相應接收方采集邊沿之前，所述 接收方時鐘域是發出方時鐘域必須要將測試數據發送到的時鐘域。
這一多時鐘片基系統的延遲裝置可以安排為用于將供發出方時 鐘域使用的功能時鐘信號的發出方投送邊沿推后一個時間段，該時間 段至少等于這一發出方投送邊沿和供(多個)接收方時鐘域使用的(多 個)相應功能時鐘信號的采集邊沿之間的最遠時間距離。
本發明還提供一種包括多時鐘片基系統(比如前面介紹的多時 鐘片基系統)的電子設備。
在研究了下文的詳細說明和附圖之后，本發明的其它特征和優 點將會變得顯而易見，其中
-圖1示意性圖解說明現有技術中多時鐘片基系統的發出方時 鐘域(上圖)和接收方時鐘域(下圖)的功能時鐘信號的時序圖的兩 個比較用實例，
-圖2示意性圖解說明按照本發明的多時鐘片基系統的實施方 式的實例，
-圖3示意性圖解說明用于按照本發明的多時鐘片基系統的通
用時鐘控制模塊的實施方式的實例，
-圖4示意性圖解說明按照本發明的多時鐘片基系統的發出方 時鐘域和兩個接收方時鐘域的時鐘信號時序圖的比較用實例。
附圖不僅可以用于完善本發明，而且如果需要的話，可以用于 幫助確定本發明的含義。
具體實施例方式
最初參照圖2來介紹按照本發明的多時鐘片基系統D。 在下面的介紹中將會作為實例考慮裝備電子設備(比如移動電 話)的多時鐘片基系統D。但是，本發明并不局限于這種類型的電子 設備(或應用)。它適用于任何類型的電子設備，這些電子設備可以 適合或不適合通信(電信)，并且需要至少一個內核(即，處理器或 微控制器)來執行程序(或(多個)軟件)或命令。所以，也可以是 例如個人數字助手(PDA)、計算機(可能是便攜型的)、游戲或者 音頻或視頻播放器、電視機或者機頂盒。
而且在下面的介紹中，將會考慮包括僅僅一個內核的多時鐘片 基系統D，以簡化本發明的介紹。但是，本發明并不局限于單一內核 的片基系統。實際上，它適用于包括至少一個內核并且能夠執行(多 個)轉換故障測試的任何多時鐘片基系統。更加一般地講，本發明既 不受內核個數的限制，也不受時鐘域個數的限制。如圖2中示意性示出的，按照本發明的多時鐘片基系統D包括 至少一個時鐘發生器單元CGU、至少一個內核(處理器或微控制器或 數字IP) CE和每時鐘域(內部或外部) 一個通用時鐘控制模塊(或 塊)UCi (i = l到o)。
內核CE包括至少兩個異步時鐘域CDi (i二l到o—未示出)，這 至少兩個異步時鐘域是為了在它們之間交換(即，發射和/或接收) 數據而設的。
時鐘域CDi是一組至少一個終歸為邏輯型的電子部件，并且時 鐘域CDi安排為用于按照由時鐘信號clki定義的具體速率來執行針 對數字數據的(多個)操作。換句話說，時鐘域CDi是一組時鐘由給 定時鐘信號控制的寄存器。在正常工作(即，除了轉換故障測試之外) 當中，時鐘域CDi的時鐘是由"主"時鐘信號(時鐘發生器單元CGU 的輸出)定義的，因為UCCB (CCi+SM+DM)是直通的，而在轉換故障 測試期間，時鐘域CDi的時鐘是由UCCB生成的所謂"功能"時鐘信號 定義的。
時鐘發生器單元CGU安排為用于為某些或全體時鐘域CDi供應 主時鐘信號。為了這一目的，可以由脈沖發生器(比如供應具有非常 精確周期的周期性脈沖的晶體)為其提供輸入，時鐘發生器單元借助 PLL ("鎖相環")由這些周期性脈沖定義具有不同頻率的不同時鐘信
號
在非限定性圖示實例中，內核C E包括o個分別接收o個不同時 鐘信號clkl到clko的時鐘域CD1到CDo。在這些時鐘信號當中，只 有標有clkl到clkn的時鐘信號來源于時鐘發生器單元CGU。最后一 個時鐘信號clko來源于外部時鐘，與時鐘發生器單元CGU無關。但 是這僅僅是個例子。時鐘發生器單元CGU可以為各個時鐘域CDi有效 地定義主時鐘信號。
投送邊沿設計為用來在從發出方時鐘域到接收方時鐘域的受測 路徑上投送一次激勵。采集邊沿設計為用來采集由接收方時鐘域對所 投送激勵的響應。
內核CE的各個時鐘輸入與通用時鐘控制模塊(或塊)UCi連接，
6如圖3中所示，通用時鐘控制模塊UCi包括彼此相連的時鐘控制模塊 CCi、同步模塊SM和延遲模塊DM。
時鐘控制模塊CCi安排為用于根據主時鐘信號和根據控制信號
在轉換故障測試期間定義功能時鐘信號，或者用于在轉換故障測試之 外的時候將主時鐘信號從時鐘發生器單元CGU (或外部時鐘)傳遞到
相應的時鐘輸入端。
控制信號設計為用于在轉換故障測試期間將時鐘控制模塊CCi 設置為(測試)正常模式(使得測試數據能夠從相應的發出方時鐘域 CDi傳送到至少一個接收方時鐘域CDi')或者設置為將測試時鐘強加 在功能時鐘信號上以允許掃描鏈移位的移位模式。這些控制信號是由 多時鐘片基系統D之外的測試控制模塊提供的。
圖3中圖解說明了時鐘控制模塊CCi的實施方式的非限定性實 例。在這個實例中，時鐘控制模塊CCi包括
-第一寄存器R1，包括第一輸入端，用于接收掃描使能信號 se，該掃描使能信號se用來控制移位和正常模式的設定；第二輸入 端，用于接收信號ccb—si，該信號ccb—si供時鐘控制模塊掃描鏈使 用；第三輸入端，用于接收時鐘信號clk—raux;和輸出端fflq，
-第二寄存器R2，包括與第一寄存器Rl的輸出端連接的第一 輸入端；第二輸入端，用于接收時鐘信號elk—mux;和輸出端ff2q，
-第三寄存器R3，包括與第二寄存器R2的輸出端連接的第一 輸入端；第二反相輸入端，用于接收時鐘信號elk—mux;和輸出端 ccb—so，用于時鐘控制模塊掃描鏈輸出，
-邏輯0R門G1，包括與第二寄存器R2的輸出端連接的第一
輸入端；第二輸入端，用于接收掃描使能信號Se;和輸出端，用于
依據第一和第二輸入端上接收到的信號來供給信號or—output。這個 門Gl用于在移位模式下強加測試時鐘，
-鎖存寄存器LA，包括與邏輯0R門的輸出端連接的第一輸入 端；第二反相輸入端，用于接收信號elk—mux;和輸出端，用于供給 信號outjatch。這個寄存器LA用于避免在out—latch時鐘信號上 出現任何毛刺信號，
7-邏輯AND門G2，包括與鎖存寄存器LA的輸出端連接的第一 輸入端；第二輸入端，用于接收信號elk—mux;和輸出端，用于基于 在第一和第二輸入端上接收到的信號來供給信號并且定義功能時鐘 信號。這個門G2的目的是"門選"時鐘，和
-多路復用器M1，包括與邏輯AND門G2的輸出端連接的第一 輸入端；第二輸入端，用于接收主時鐘信號elk—in;第三輸入端， 用于接收控制信號ccb—use，該控制信號ccb—use用于將時鐘控制模 塊CCi旁路；和輸出端elk—out,用于基于所接收到的控制信號 ccb—use供給由邏輯AND門G2輸出的功能時鐘信號或者主時鐘信號 elk—in，這個輸出端clk一out向相應時鐘域CDi的時鐘輸入端饋送信
號
同步模塊SM安排為，在它接收控制信號時，用于將與其連接的 時鐘控制模塊CCi從移位模式切換到正常模式，以及反過來切換。
圖3中圖解說明了同步模塊SM的實施方式的非限定性實例。在 這個實例中，同步模塊SM包括
-第一寄存器R4，包括第一輸入端，用于接收掃描使能信號 se;第二輸入端，用于接收測試時鐘信號tck，該測試時鐘信號tck 用于在不按功能頻率進行的所有掃描測試模式中使用；和輸出端，
-第二寄存器R5，包括通過延遲模塊DM的多路復用器M3與
第一寄存器R4的輸出端連接的第一輸入端；第二輸入端，用于接收
測試時鐘信號tck;和輸出端，用于供給信號sel。第一寄存器R4 和第二寄存器R5用于將兩個功能時鐘脈沖重新與測試時鐘信號tck 同步當沒有旁路第一寄存器R4時，重新與兩個tck脈沖同步，或 者當旁路了第一寄存器R4時(這種情況是在將脈沖推后的時候出現 的)，重新與一個tck脈沖同步，
-第三寄存器R6，包括與第二寄存器R4的輸出端連接的第一 輸入端；第二輸入端，用于接收主時鐘信號clk一in;和輸出端se2，
-第四寄存器R7，包括與第三寄存器R6的輸出端連接的第一 輸入端；第二輸入端，用于接收主時鐘信號clk一in;和輸出端se3。 第三寄存器R6和第四寄存器R7用于將來自于tck時鐘域的信號sel重新與clk一in時鐘同步，
-第一邏輯NOR門G3，包括與第四寄存器R7的輸出端se3 連接的第一輸入端；第二輸入端，用于接收掃描使能信號se;和輸 出端，用于依據在第一和第二輸入端上接收到的信號來供給信號 elk—sel—int。這個門G3用于在將掃描使能設定回1時，在(測試) 正常模式結束時將功能時鐘異步切換為測試時鐘信號tck，
-第一邏輯AND門G4，包括與第一邏輯N0R門G3的輸出端連 接的第一輸入端；第二輸入端，用于接收信號at—speed,該信號 at一speed用于轉換故障模式控制；和輸出端，用于依據在第一和第 二輸入端上接收到的信號來供給控制信號elk—sel。信號at—speed 允許實現同步模塊SM中包含的scan—enable的同步當at—speed 為低值時，將測試時鐘信號tck強加在elk—mux時鐘上，并且轉換故 障測試以tck速度進行，
-第二邏輯0R門G5，包括第一輸入端，用于接收掃描使能信 號se;第二反相輸入端，用于接收信號at—speed;和輸出端，用于 依據在第一和第二輸入端上接收到的信號來供給信號，
-第二邏輯AND門G6，包括與第二邏輯OR門G5的輸出端連 接的第一輸入端；第二輸入端，用于接收測試時鐘信號tck;和輸出 端，用于依據在第一和第二輸入端上接收到的信號來供給信號。這兩 個門G5和G6用于依據scan_enable和at—speed信號啟用測試時鐘 信號tck，和
-多路復用器M3，包括與第二邏輯AND門G6的輸出端連接的 第一輸入端；第二輸入端，用于接收主時鐘信號elk—in;第三輸入 端，用于接收由第一邏輯AND門G4輸出的控制信號elk—sel;和輸 出端，用于給出信號clk_mux。這個多路復用器M3用于在正常模式 期間在測試時鐘信號tck與功能時鐘之間切換elk—mux時鐘。
延遲模塊DM是為了將各個供發出方時鐘域使用的功能時鐘信號 的發出方投送邊沿推后而提供的，當將時鐘控制模塊CCi設置為正常 模式(在轉換故障測試期間發生)時，發出方時鐘域與它所連接的時 鐘控制模塊CCi相對應。
9所以，由延遲模塊DM引入了延遲DY (見圖4)，以便補償因不 同時鐘域之間缺乏同步而造成的供時鐘域CDi使用的功能時鐘信號
(FS1)的發出方投送邊沿與供接收方時鐘域CDi'使用的相應功能時 鐘信號(FS2，FS3)的采集邊沿之間的每次時序偏移。
因此延遲DY的值(或持續時間)取決于在不存在延遲時，供時 鐘域CDi使用的功能時鐘信號(FS1)的發出方投送邊沿與供接收方 時鐘域CDi'使用并且距發出方投送邊沿最遠的相應功能時鐘信號
(FS2)的采集邊沿之間將會出現的時間距離。更確切地講，延遲DY 的值至少等于發出方投送邊沿與最遠的接收方采集邊沿之間的時間 距離。
如圖4中所示，當由延遲模塊DM引入了選定延遲DY時，經過 延遲的功能時鐘信號的發出方投送邊沿FS1'(暫時)位于供(多個) 接收方時鐘域CD2和CD3使用的(多個)功能時鐘信號FS2和FS3 的各個相應接收方采集邊沿之前，其中接收方時鐘域CD2和CD3是發 出方時鐘域CD1必須要將測試數據發送到的時鐘域。所以，可以將測 試數據安全地從發出方時鐘域(這里是CD1)傳送到(多個)接收方 時鐘域(這是是CD2和CD3)。
在圖4中所示的時序圖中-
-上面的時序圖代表用于將時鐘控制模塊CCi設定為移位模式 或正常模式(專用于掃描測試)的掃描使能信號SE (或se)的時間 演進，
-下一個時序圖代表不以功能頻率進行的所有掃描測試模式中 使用的測試時鐘信號TCK (或tck)的時間演進。Tl是觸發生成供接 收方時鐘域CD2和CD3使用的功能時鐘信號FS2和FS3的采集邊沿的 信號，并且T2是觸發生成經過延遲的功能時鐘信號FS1'的發出方投 送邊沿并且從Tl延遲了延遲DY的信號，
-下一個時序圖代表由時鐘發生器單元CGU為第一時鐘域CD1 生成的主信號clkin 1的時間演進，
-下一個時序圖代表由時鐘發生器單元CGU為第二時鐘域CD2 生成的主信號clkin 2的時間演進，
10_下一個時序圖代表由時鐘發生器單元CGU為第三時鐘域CD3 生成的主信號clkin 3的時間演進，
-下一個時序圖代表由時鐘控制模塊CC1生成的功能時鐘信號 CCBout itt 1的時間演進，
-下一個時序圖代表由時鐘控制模塊CC2生成的功能時鐘信號 CCBout,—_,附2的時間演進，
-下一個時序圖代表由時鐘控制模塊CC3生成的功能時鐘信號 CCBoutrecelver 3的日寸間f寅進。
圖3中圖解說明了延遲模塊DM的實施方式的非限定性實例。在 這個實例中，延遲模塊函包括
-邏輯AND門G7，包括與時鐘控制模塊CCi的第一寄存器Rl 的輸出端fflq連接的第一反相輸入端；與時鐘控制模塊CCi的第二 寄存器R2的輸出端ff2q連接的第二輸入端；和輸出端，用于根據第 一和第二輸入端上接收到的信號來供給控制信號。這個門G7用于檢 測是否將時鐘域CDi看作發出方，和
-多路復用器M2，該多路復用器M2插入在同歩模塊SM的第一 寄存器R4和第二寄存器R5之間并且包括與第一寄存器R4的輸出 端連接的第一輸入端；第二輸入端，用于接收掃描使能信號se;第 三輸入端，用于接收由邏輯AND門G7輸出的控制信號；和輸出端， 用于依據控制信號的值向第二寄存器R5的第一輸入端饋送由第一寄 存器R4輸出的信號或者掃描使能信號se。這個多路復用器M2能夠 實現在將時鐘域CDi看作發出方(在這種情況下，將脈沖推后)的時 候旁路第一寄存器R4。
如前面所提到的，時鐘控制模塊CCi、同步模塊SM和延遲模塊 薩共同構成了UCCB (〃通用時鐘控制塊〃)。
同步模塊SM按照測試信號at一speed和scan—enable的值，在 (測試)正常模式開始和結束時，管理測試時鐘信號txk和功能時鐘 (或主時鐘信號)elk—in之間的時鐘切換。
時鐘控制模塊CCi是定義(測試)正常模式期間功能時鐘(或 主時鐘信號)elk—in的框架結構的定序器。它能夠按照分別存儲在第一寄存器Rl和第二寄存器R2中的值將時鐘域CDi的角色定義為發 出方或接收方。例如，如果在Rl和R2中分別存儲著值0和1，則時 鐘域是發出方，如果在Rl和R2中分別存儲著值1禾卩0或者1禾口 1， 則時鐘域是接收方，并且如果在R1和R2中分別存儲著值0和0，則 凍結時鐘域。
延遲模塊DM解讀時鐘域CDi的角色并且允許或不允許旁路第四 寄存器R4。在時鐘域CDi是發出方的情況下，將第四寄存器R4旁路 并且將功能時鐘脈沖(或主時鐘信號)elk—in推后。
按照本發明的多時鐘片基系統D可以是用CMOS技術或用芯片工 業制造中使用的任何技術實現的集成電路(IC)。也可以由數個集成 電路(IC)組成。
本發明并不局限于如上所述的僅僅作為實例的多時鐘片基系統 和電子設備的實施方式，而是涵蓋了處于所附權利要求的范圍之內的 本領域技術人員可以想到的所有可供選用的實施方式。
1權利要求
1. 多時鐘片基系統(D)，包括至少一個內核(CE)，所述內核包括至少兩個為了在其間交換測試數據而設的異步時鐘域；時鐘發生器單元(CGU)，安排為用于為所述時鐘域中的至少一部分供應主時鐘信號；和至少兩個時鐘控制模塊(CCi)，所述時鐘控制模塊分別安排為用于根據所述主時鐘信號和根據控制信號定義所述功能時鐘信號，所述控制信號用于將所述時鐘控制模塊(CCi)設定為正常模式或移位模式，正常模式允許測試數據從起到發出方作用的相應時鐘域傳送到至少一個接收方時鐘域，移位模式將測試時鐘強加到所述功能時鐘信號上，以實現掃描鏈移位，所述多時鐘片基系統(D)特征在于，各個時鐘控制模塊(CCi)與下列部件相連接i)同步裝置(SM)，該同步裝置安排為用于將所述時鐘控制模塊(CCi)從所述移位模式切換到所述正常模式，和ii)延遲裝置(DM)，該延遲裝置安排為用于在將所述時鐘控制模塊(CCi)設定為所述正常模式的時候，將供發出方時鐘域使用的功能時鐘信號的發出方投送邊沿推后，以使所述發出方投送邊沿暫時位于供一個或多個接收方時鐘域使用的一個或多個時鐘信號的各個相應接收方采集邊沿之前，所述接收方時鐘域是所述發出方時鐘域必須要將測試數據發送到的時鐘域。
2. 按照權利要求1所述的多時鐘片基系統，其特征在亍，所述 延遲裝置(DM)安排為用于將供所述發出方時鐘域(CD1)使用的功 能時鐘信號(FS1)的發出方投送邊沿推后一個時間段，該時間段至 少等于所述發出方投送邊沿和供一個或多個接收方時鐘域(CD2，CD3) 使用的一個或多個相應功能時鐘信號(FS2， FS3)的采集邊沿之間的 最遠時間距離。
3. 電子設備，其特征在于，它包括至少一個按照前列權利要求 之一所述的多時鐘片基系統(D)。
全文摘要
一種多時鐘片基系統(D)，包括i)內核(CE)，包括為了在其間交換測試數據而設的異步時鐘域；ii)時鐘發生器單元(CGU)，安排為用于為所述時鐘域中的至少一部分供應主時鐘信號(clk1-clko)；和iii)時鐘控制模塊(CC1-CCo)，分別安排為用于根據主時鐘信號和根據控制信號定義功能時鐘信號(這些控制信號用于將時鐘控制模塊(CC1)設定為正常模式或移位模式，正常模式允許測試數據從相應發出方時鐘域傳送到至少一個接收方時鐘域，移位模式禁止這樣的測試數據傳輸)。各個時鐘控制模塊(CC1)與下列部件相連接同步裝置(SM)，該同步裝置安排為用于將時鐘控制模塊從移位模式切換到正常模式；和延遲裝置(DM)，該延遲裝置安排為用于在將這一時鐘控制模塊(CC1)設定為正常模式的時候，將供發出方時鐘域使用的功能時鐘信號的發出方投送邊沿推后，以使這一發出方投送邊沿暫時位于供接收方時鐘域使用的時鐘信號的各個相應接收方采集邊沿之前，其中接收方時鐘域是發出方時鐘域必須要將測試數據發送到的時鐘域。
文檔編號G01R31/28GK101512363SQ200780031829
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月29日 優先權日2006年8月31日
發明者保羅-亨利·普列西-孔蒂, 埃爾夫·樊尚 申請人:Nxp股份有限公司