一種標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路及測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路性能測試領(lǐng)域，特別是涉及一種標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在0.18um及以上工藝節(jié)點(diǎn)(如0.35um)的集成電路芯片設(shè)計(jì)的時(shí)候，功耗是在速度和面積之外考慮的次要因素。隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是邁入65nm/55nm工藝節(jié)點(diǎn)時(shí)，晶體管的數(shù)量和時(shí)鐘的頻率迅速增長，電路的功耗也越來越大，功耗已經(jīng)成為約束芯片設(shè)計(jì)的一個(gè)主要因素，是衡量集成電路性能的重要指標(biāo)，功耗問題越來越受到集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的關(guān)注。
[0003]集成電路的功耗分可為動(dòng)態(tài)功耗和靜態(tài)功耗。動(dòng)態(tài)功耗是指電路進(jìn)行邏輯翻轉(zhuǎn)的時(shí)候所消耗的功耗。靜態(tài)功耗是指電路在不進(jìn)行邏輯翻轉(zhuǎn)的時(shí)候所消耗的功耗，是由CMOS門的靜態(tài)功耗產(chǎn)生的。在應(yīng)用于移動(dòng)便攜式設(shè)備時(shí)，靜態(tài)功耗影響移動(dòng)便攜式設(shè)備的待機(jī)時(shí)間，因此顯得尤為重要。
[0004]標(biāo)準(zhǔn)單元作為集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，其功耗的大小直接影響芯片的功耗。故在使用標(biāo)準(zhǔn)單元進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)單元的動(dòng)態(tài)功耗和靜態(tài)功耗進(jìn)行測試來評(píng)估芯片的功耗。動(dòng)態(tài)功耗的數(shù)量級(jí)較大，測試相對(duì)容易，而靜態(tài)功耗的測試則相對(duì)復(fù)雜。靜態(tài)功耗主要體現(xiàn)為集成電路中器件的漏電流，理想條件下，芯片的引腳和地之間是開路的，但是實(shí)際情況中，他們之間為高阻狀態(tài)，由于自由電子的存在，加上電壓后可能會(huì)有微小的電流流過，這種電流就是漏電流。漏電流測試時(shí)需要滿足以下兩個(gè)條件:
[0005]I)晶體管的數(shù)量要足夠多，使漏電流足夠大，以便使用現(xiàn)有測試儀器可以更為精準(zhǔn)的測量。
[0006]2)針對(duì)由大量標(biāo)準(zhǔn)單元組成的測試電路在工作時(shí),要求所有標(biāo)準(zhǔn)單元在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)保持為同一邏輯狀態(tài)。
[0007]由于漏電流測試的復(fù)雜性，現(xiàn)有技術(shù)中的測試方法很難準(zhǔn)確、高效地測試出漏電流，漏電流的測試成為一個(gè)難題，如何準(zhǔn)確、便捷的測試出電路的漏電流，以便了解電路的性能，在后續(xù)芯片設(shè)計(jì)中提出解決方案已成為芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路及測試方法，用于解決漏電流測試難度大、效率低等問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路，所述測試電路包括多個(gè)串接的基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，各基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電路及目標(biāo)單元電路，其中:
[0010]所述目標(biāo)單元電路組合有多個(gè)待測試的標(biāo)準(zhǔn)單元；
[0011]所述驅(qū)動(dòng)電路由多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元組成，用于掛載所述目標(biāo)單元電路中的各該標(biāo)準(zhǔn)單元，以使各標(biāo)準(zhǔn)單元的在穩(wěn)定狀態(tài)下的輸入保持一致，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路的漏電流不大于所述目標(biāo)單元電路的漏電流。
[0012]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)單元為高閾值電壓緩沖器。
[0013]優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)單元的輸入端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連，輸出端懸空。
[0014]優(yōu)選地,所述目標(biāo)單元電路中待測試的標(biāo)準(zhǔn)單元的數(shù)量設(shè)定為I?10個(gè)。
[0015]優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路中的標(biāo)準(zhǔn)單元的總數(shù)至少設(shè)定為10000個(gè)。
[0016]優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)單元為兩輸入與非門。
[0017]更優(yōu)選地，所述兩輸入與非門為高閾值電壓與非門，低閾值電壓與非門或標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓與非門中的一種。
[0018]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試方法，包括以下步驟:
[0019]步驟一:以第一數(shù)量η個(gè)基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)串聯(lián)連接組成第一測試電路，所述基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)由第二數(shù)量X1個(gè)驅(qū)動(dòng)單元和第三數(shù)量Y1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元組成，測試所述第一測試電路的總漏電流值Ialll，所述總漏電流Ialll包括η X X1個(gè)驅(qū)動(dòng)單元和η X Y1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元的漏電流總和；
[0020]步驟二:將基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中的標(biāo)準(zhǔn)單元替換為驅(qū)動(dòng)單元，構(gòu)成第二測試電路，所述基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)由第四數(shù)量X2個(gè)驅(qū)動(dòng)單元組成，測試所述第二測試電路的總漏電流值Iall2,所述總漏電流Iall2包括η X X2個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的漏電流總和；
[0021]步驟三:計(jì)算出單個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的漏電流值Itjffl=Iall2Zi(IiXX2)；
[0022]步驟四:計(jì)算出單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元的漏電流值IrffflXiii — (XiA2) XIam]/(η X Y1)。
[0023]優(yōu)選地，步驟一和步驟二中采用Verilog代碼來測試所述第一測試電路和第二測試電路的漏電流。
[0024]如上所述，本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路及測試方法，具有以下有益效果:
[0025]本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路及測試方法，測試以驅(qū)動(dòng)單元和標(biāo)準(zhǔn)單元構(gòu)成的測試電路的總漏電流值，再將目標(biāo)單元電路中的標(biāo)準(zhǔn)單元替換為驅(qū)動(dòng)單元，測試驅(qū)動(dòng)單元的漏電流值，最后通過計(jì)算得到單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元的漏電流值。此方法簡單易操作，能準(zhǔn)確、便捷的測試出標(biāo)準(zhǔn)單元的漏電流。
【附圖說明】
[0026]圖1顯示為本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的第一測試電路的示意圖。
[0027]圖2顯示為本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的基本單元結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖3顯示為本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試方法流程圖。
[0029]圖4顯示為本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的第二測試電路的示意圖。
[0030]元件標(biāo)號(hào)說明
[0031]I 標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路
[0032]11 基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)
[0033]111 驅(qū)動(dòng)電路
[0034]1111 驅(qū)動(dòng)單元
[0035]112 目標(biāo)單元電路
[0036]1121 標(biāo)準(zhǔn)單元
[0037]η 第一數(shù)量
[0038]X1 第二數(shù)量
[0039]Y1 第三數(shù)量
[0040]X2 第四數(shù)量
[0041]Ialll第一測試電路的總漏電流值
[0042]Iall2第二測試電路的總漏電流值
[0043]1ffl單個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的漏電流值
[0044]10ff2單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元的漏電流值
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0046]請(qǐng)參閱圖1至圖4。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0047]如圖1及圖2所示，本發(fā)明提供一種標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路1，所述測試電路I包括多個(gè)串接的基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11，各基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11包括驅(qū)動(dòng)電路111及目標(biāo)單元電路112，其中:
[0048]所述驅(qū)動(dòng)電路111由多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元1111組成，如圖2所示，在本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)單元1111為高閾值電壓緩沖器，根據(jù)不同的測試需要，高閾值電壓緩沖器可以更換為其他器件。
[0049]所述驅(qū)動(dòng)電路111用于掛載所述目標(biāo)單元電路112中的各該標(biāo)準(zhǔn)單元1121，以使各標(biāo)準(zhǔn)單元1121的在穩(wěn)定狀態(tài)下的輸入保持一致，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路111的漏電流不大于所述目標(biāo)單元電路112的漏電流。
[0050]所述目標(biāo)單元電路112組合有多個(gè)待測試的標(biāo)準(zhǔn)單元1121，所述標(biāo)準(zhǔn)單元1121的輸入端與驅(qū)動(dòng)電路111的輸入端相連，輸出端懸空。
[0051]所述標(biāo)準(zhǔn)單元1121可以根據(jù)需要測試的標(biāo)準(zhǔn)單元的不同而進(jìn)行更換，可以是任意需要測試的標(biāo)準(zhǔn)單元，如反相器、或非門、三態(tài)門等。如圖1及圖2所示，在本實(shí)施例中測試的標(biāo)準(zhǔn)單元1121為兩輸入與非門，所述兩輸入與非門由兩個(gè)PMOS和兩個(gè)NMOS構(gòu)成。所述標(biāo)準(zhǔn)單元1121可以是高閾值電壓與非門，低閾值電壓與非門或標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓與非門中對(duì)的一種，可根據(jù)測試要求做具體選擇。
[0052]為了使電路性能穩(wěn)定，所述目標(biāo)單元電路112中待測試的標(biāo)準(zhǔn)單元1121的數(shù)量設(shè)定為I?10個(gè)，如圖2所示，在本實(shí)施例中，基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11中的目標(biāo)單元電路112由5個(gè)兩輸入與非門組成，兩輸入與非門的輸入端與緩沖器的輸入端相連，輸出端懸空。標(biāo)準(zhǔn)單元1121的輸出端懸空是為了不引入任何新的漏電流，給測試帶來未知數(shù)，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0053]所述標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路I中的標(biāo)準(zhǔn)單元1121的總數(shù)至少設(shè)定為10000個(gè)，測試電路中標(biāo)準(zhǔn)單元1121的數(shù)量要足夠多，使漏電流足夠大(至少將漏電流放大一萬倍)，才能滿足漏電流的測試要求，利用現(xiàn)有測試儀器可以更為精準(zhǔn)的測量出漏電流值，數(shù)量越大測量的精確性越高。為滿足測試要求，在本實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)單元1121的總數(shù)設(shè)定為10000個(gè)，則根據(jù)電路結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單元1111的數(shù)量為4000個(gè)。如圖2所示，2個(gè)緩沖器和5個(gè)兩輸入與非門構(gòu)成一個(gè)基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11，2個(gè)緩沖器分為兩組，5個(gè)兩輸入與非門并聯(lián)連接，兩輸入與非門的輸出端懸空，緩沖器的兩個(gè)輸入端分別和與非門的兩個(gè)輸入端相連。如圖1所示，2000個(gè)基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11構(gòu)成所述標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路1，其中通過緩沖器的串聯(lián)連接實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)單元的串聯(lián)連接。
[0054]所述標(biāo)準(zhǔn)單元漏電流的測試電路I的版圖通過基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11的版圖的重復(fù)來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，版圖可用2000個(gè)基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11的重復(fù)來實(shí)現(xiàn)，用腳本實(shí)現(xiàn)2000個(gè)基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)11的串聯(lián)連接，可節(jié)省繪制版圖的時(shí)