[发明专利]估计输入/输出电路的延迟的方法和相应的设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有输入/输出电路的电子设备和用于估计输入/输出延迟的方法。

背景技术

为了估计集成电路内的输入/输出I/O电路的性能，期望测量该电路的输入与输出之间的延迟。I/O电路的延迟是重要的参数，因为它影响集成电路的总定时。

然而，因为通常不可能访问这种I/O电路的输入端，因为这些端典型地连接到集成电路的核心侧(core side)，所以在测量I/O单元时存在许多困难。

美国专利6,563,335B2公开了一种半导体设备的测试方法，用于估计输入/输出I/O电路的延迟。延迟估计电路被设置在芯片核心部分的基本单元区域中。测试单元包含第一延迟电路和延迟估计开关电路，所述第一延迟电路具有由互连层连接的若干级逆变器(inverter)。所述测试单元可在第一测量模式与第二测量模式之间切换，所述第一测量模式用于测量I/O电路的输入与I/O电路输出之间的延迟，所述第二测量模式用于经由第一延迟电路测量所述I/O电路的输入与输出之间的延迟。然而，根据本方法，测试单元需要被包含在半导体设备上，该半导体设备消耗半导体芯片上大量的芯片面积。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有输入/输出电路的电子设备，在该输入/输出电路内，可在不必直接访问输入/输出电路的输入端的情况下确定该输入/输出电路的输入信号的转变。

这个目的通过根据权利要求1所述的一种电子电路和根据权利要求6所述的一种用于估计输入/输出电路的延迟的方法来解决。

所以，提供了一种电子设备。该设备包含第一电源电压域中的输出/输出电路，以及驱动该输入/输出电路的输入的缓冲器。该缓冲器包含第一和第二开关。该缓冲器被设置在第二电源电压域中。控制电路耦合到该缓冲器，用于控制逆变器的第一和第二开关，以使在I/O电路的输入信号的转变期间，两个开关都临时保持在导通状态，并且消弧电流(crowbar)流过该缓冲器。因此，控制该开关，从而有意地提供消弧电流，以得到明显更高的信号，使得其可被容易地测量。所检测到的消弧电流的出现可用于确定输入/输出电路的延迟。

根据本发明的方面，该电子设备还包含耦合到缓冲器的测量电路。该测量电路测量第二电源电压域中的电流，流过该缓冲器的消弧电流仅当缓冲器中的两个开关同时都处于导通状态时才出现。此情况将对应输入信号的大约50％的转变，该输入信号将输入/输出电路的输入驱动至高或低。由于在输入/输出电路的输入处确定该转变的中点，这可用于确定所述输入/输出电路的延迟。

根据本发明的方面，该缓冲器包含耦合在第一和第二开关之间的第一和第二电阻器。该第一和第二电阻器用于控制流过缓冲器的电流，并线性化缓冲器的输出。根据第一和第二电阻的值来确定用于驱动输入/输出电路的输入端的缓冲器的输出电流，以使用于输入/输出电路的驱动信号的值可通过选择该第一和第二电阻器来设置。

根据本发明的其他方面，电容耦合到缓冲器的输出。该电容用于确定施加到输入/输出电路的输入信号的输入扭转(slew)。

根据本发明的优选方面，第二测量电路耦合到输入/输出电路的输出，以测量输入/输出电路的输出信号。该输入/输出电路的输入/输出延迟根据第一和第二测量电路的测量来确定。因此，输入/输出电路的延迟可在无需访问输入/输出电路的实际输入端的情况下来确定。

本发明还涉及一种用于估计电子设备内的输入/输出电路的延迟的方法。该输入/输出电路被设置在第一电源电压域中。输入/输出电路的输入由缓冲器驱动，该缓冲器耦合到输入/输出电路并包含第一和第二开关。该缓冲器被设置在第二电源电压域中。控制第一和第二开关，以使在输入/输出电路的输入信号的转变期间，两个开关都临时保持在导通状态，并且消弧电流流过该缓冲器。

根据本发明，测量由连接到I/O电路的输入和输出级的电路所汲取的电流，并据此计算I/O电路的延迟，而不是测量与该I/O电路的输入和输出处的电压有关的延迟。这可实现如下：在从高到低或从低到高的转变的大致中点处，瞬时增大I/O电路的输入中的电流，以检测输入转变的中点。这可通过负载和短路电流的组合来实现，所述短路电流在设备切换期间流过该设备。

附图说明

本发明的实施例和优势现将参考附图来描述。

图1示出CMOS逆变器的电路图。

图2示出在没有负载的条件下根据图1的逆变器的开关的仿真曲线图。

图3示出驱动I/O单元的逆变器的电路图。

图4示出根据图3的电路的电压和电流测量的定时的曲线图。