从设计缺陷中动态恢复和还原的装置、系统和方法

摘要

本发明披露了用于从集成电路中的设计缺陷恢复的装置、系统和方法。所述装置包括错误检查模块、控制设置模块、重试模块和恢复模块。所述错误检查模块发现在操作期间发生了错误。所述控制设置模块根据更改一个或多个系统信号的逻辑路径的一组系统控制设置来更改一个或多个系统控制寄存器的内容。所述重试模块执行所述操作。所述恢复模块发现成功执行了所述操作。

说明书

技术领域

本发明涉及错误恢复，并且更具体地说，涉及从集成电路中的设计缺陷进行动态错误恢复。

背景技术

当公司设计和生产集成电路时，会执行大量模拟和测试来发现和纠正集成电路设计中的缺陷。由于时间和技术的制约，公司将模拟和测试最频繁发生的系统状态置于较高的优先级。在除了最简单的集成电路以外的所有集成电路中，很难模拟和测试每个可能的系统状态和逻辑路径。解决一个设计缺陷还可能导致其他错误，这使模拟和测试过程进一步复杂化。

集成电路不断增加的尺寸和复杂性使在大量生产集成电路之前发现和纠正设计缺陷变得更加困难。一旦集成电路投入生产，更改电路设计成本高昂并会延迟与此集成电路有关的任何产品的发布。当在现场发现设计缺陷时，成本将更加高昂。现场越来越需要可在系统级别上从设计缺陷恢复的集成电路。

更高的模拟和仿真能力帮助提高了早期设计缺陷检测和排除的效率，特别是在简单的集成电路中。但是，每个集成电路中的逻辑路径数的增长如此迅速，以致在合理的时间内以合理的成本模拟每个逻辑路径已经变得很困难。由于具有这种困难，在生产和发布集成电路之前，数量越来越多的边界情况和不常使用的逻辑路径得不到模拟和测试。通常，从未被模拟或测试的边界条件中仍存在设计缺陷，这些缺陷只有在现场生产后才能发现。

通过上面的介绍，应显而易见的是，需要用于从集成电路中的设计缺陷恢复的装置、系统和方法。有益地，此类装置、系统和方法使得集成电路能够在现场在系统级别处从设计缺陷恢复。

发明内容

开发本发明以响应本领域的现状，具体地说，响应本领域中尚未完全通过当前可用的动态设计缺陷恢复方法解决的问题和需要。因此，开发了本发明以提供用于从集成电路中的设计缺陷动态恢复和还原的装置、系统和方法，并克服本领域中上面介绍的许多或全部缺点。

帮助系统从集成电路中的设计缺陷恢复的装置具备多个模块，所述模块配置为功能性地执行以下必要的步骤：发现错误发生，根据一组系统控制设置来更改一个或多个系统控制寄存器的内容，执行操作，以及判定是否成功执行所述操作。所描述的实施例中的这些模块包括错误检查模块、控制设置模块、重试模块和恢复模块。

在一个实施例中，所述错误检查模块发现发生了错误。在进一步的实施例中，所述错误检查模块发现所述错误在操作期间发生。

在一个实施例中，所述控制设置模块根据一组系统控制设置来更改一个或多个系统控制寄存器的内容。在进一步的实施例中，该组系统控制设置更改一个或多个系统信号的逻辑路径。

在一个实施例中，所述恢复模块发现所述操作成功执行。在另一个实施例中，所述恢复模块发现系统已从所述错误恢复。

还提供了从集成电路中的设计缺陷恢复的本发明的系统。所述系统可以包括电路板、集成电路和外部接口。

具体地说，在一个实施例中，所述电路板为一个或多个电子设备提供了绝缘基座。在进一步的实施例中，两个所述设备包括所述集成电路和所述外部接口。

在一个实施例中，所述集成电路主要执行实现上述与所述装置的操作有关的功能所需的步骤。在另一个实施例中，所述集成电路还具有知识数据库，所述知识数据库具有一个或多个错误的列表以及与每个错误对应的一个或多个系统控制设置。

在进一步的实施例中，所述外部接口连接到所述电路板并且与所述集成电路通信。所述外部接口从单独的设备接收对所述知识数据库的更新。

还提供了用于从集成电路中的设计缺陷恢复的本发明的计算机程序产品。在一个实施例中，所述计算机程序产品发现在操作期间发生了错误。所述计算机程序产品从知识数据库检索一组与所述错误关联的系统控制设置。所述知识数据库是一个或多个错误的列表以及与每个错误对应的一个或多个系统控制设置。所述计算机程序产品根据该组系统控制设置来更改一个或多个系统控制寄存器的内容。所述计算机程序产品发现所述操作成功执行。

还提供了用于向客户提供知识数据库以便从集成电路中的设计缺陷恢复的本发明的方法。所披露的实施例中的方法主要包括执行上述与所述装置和系统的操作有关的功能所需的步骤。在一个实施例中，所述方法包括向客户提供知识数据库。所述方法还可以包括为所述客户更新所述知识数据库。

本说明书中对功能、优点的参考或类似语言并非暗示可以与本发明一起实现的所有功能和优点应在本发明的任何单个实施例中。相反，应当理解，引用所述功能和优点的语言指与实施例一起描述的特定功能、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书中对功能、优点的讨论和类似语言可以(但并不一定)指相同的实施例。

此外，本发明的所述功能、优点和特性可以以任何适当的方式组合在一个或多个实施例中。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个特定功能或优点的情况下实现本发明。在其他情况下，可以在特定实施例中认识到可能不存在于本发明的所有实施例中的其他功能和优点。

从以下说明，本发明的这些功能和优点将变得更加显而易见，或者通过实现如下文所述的本发明，可以了解本发明的这些功能和优点。

附图说明

为了容易地理解本发明的优点，将通过参考附图中示出的特定实施例说明上面简要介绍的本发明的更具体的说明。应当理解，这些附图仅示出了本发明的典型实施例，并且因此不应被视为限制其范围，将通过使用附图以其他特性和详细信息来介绍和说明本发明，这些附图是：

图1是示出根据本发明的用于从集成电路中的设计缺陷恢复的系统的一个实施例的示意性方块图；

图2是示出根据本发明的知识数据库的一个实施例的示意性方块图；

图3是示出根据本发明的集成电路的一个实施例的示意性方块图；

图4是示出根据本发明的设计缺陷恢复方法的一个实施例的示意性流程图；以及

图5是示出根据本发明的设计缺陷恢复方法的进一步实施例的示意性流程图。

具体实施方式

将本说明书中描述的多个功能单元标记为模块，以便更具体地强调它们的实现无关性。例如，模块可以被实现为包括定制VLSI电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管或其他分离组件之类的现用半导体的硬件电路。模块还可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备之类的可编程硬件设备中实现。

模块还可以在软件中实现，以便由各种类型的处理器执行。例如，标识的可执行代码的模块可以包括一个或多个物理或逻辑的计算机指令块，所述块可以例如组织为对象、过程或功能。然而，标识的模块的可执行代码不需要在物理上位于一起，但是可以包括存储在不同位置的不同指令，当所述指令被逻辑地结合时，将包括所述模块并实现模块的所述目的。

实际上，可执行代码的模块可以是单个指令或多个指令，并且甚至可以分布在数个不同的代码段上、多个不同的程序中，以及跨多个存储器设备。同样，操作数据可以在模块中被标识和在此示出，并且可以包括在任何适当的形式中并组织在任何适当类型的数据结构中。操作数据可以被收集为单个数据集，或可以分布在包括不同存储设备的不同位置上，并且可以至少部分地仅作为电子信号存在于系统或网络中。

本说明书中对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用指结合该实施例描述的特定功能、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书中出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以(但是并非一定)都指相同的实施例。

引用计算机可读介质可以采取任何能够生成信号、导致信号生成、或导致在数字处理装置上执行机器可读指令的程序的形式。计算机可读介质可以通过传输线、光盘、数字视盘、磁带、贝努利驱动器、磁盘、穿孔卡片、闪存、集成电路，或其他数字处理装置存储器设备来实现。

此外，本发明的所述功能、结构或特性可以以任何适当的形式组合在一个或多个实施例中。在以下说明中，提供了大量特定的详细信息，如编程、软件模块、用户选择、网络事务、数据库查询、数据库结构、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等的实例，以便彻底理解本发明的实施例。但是，本领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个特定的细节的情况下实现本发明，或者可以通过其他方法、组件、材料等实现本发明。在其他情况下，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免使本发明的各方面变得模糊不清。

图1示出了用于从集成电路中的设计缺陷恢复的系统100。在一个实施例中，系统100包括电路板102、集成电路104、控制寄存器106、知识数据库108、错误恢复模块110、设备112、外部接口114和电源模块116。

在一个实施例中，电路板102是由绝缘材料(通常是玻璃纤维)制成的薄板，上面安装有包括集成电路在内的一个或多个组件来形成执行特定功能的一个电路或一组电路。电路板102可以是印刷电路板(PCB)、印刷线路板(PWB)或试验电路板。

在一个实施例中，将集成电路104安装在电路板102上。参考图3提供并详细描述了集成电路104的一个实例。在一个实施例中，集成电路104是带有单个半导体衬底和互连的电子组件(例如形成一个或多个处理特定功能的电路的晶体管、电阻器、电容器和二极管)阵列的小片或芯片。在进一步的实施例中，集成电路104包括控制寄存器106、知识数据库108和错误恢复模块110，它们配置为帮助集成电路104从集成电路104的设计缺陷中恢复。参考图2提供并详细介绍了知识数据库108的一个实例。集成电路104还可以包括配置为执行一项或多项功能的其他模块或电路。

参考图3提供并详细介绍了控制寄存器106、知识数据库108和错误恢复模块110。通常，错误恢复模块110发现在操作期间集成电路104上发生了错误，并更改一个或多个控制寄存器106以便更改一个或多个系统信号的逻辑路径。在一个实施例中，错误恢复模块110从知识数据库108检索一组与所述错误相关的系统控制设置。

在一个实施例中，设备112是连接到集成电路104并由集成电路104控制的设备。设备112可以是传感器、磁盘或光盘驱动器、计算机硬件、家用或便携式电子设备，也可以是能够从集成电路104接收信号的其他设备。在一个实施例中，将设备112安装在电路板102上。在另一个实施例中，设备112电气地连接到电路板102以从集成电路104接收信号。在进一步的实施例中，集成电路104执行操作来控制设备112，并且集成电路104使用错误恢复模块110在操作期间从错误恢复以控制设备112。

在一个实施例中，外部接口114也安装在电路板102上。外部接口114提供接口以便集成电路104接收来自用户、客户机、计算机、网络或模块的命令、指令和微代码更新。所述外部接口可以是一个或多个按钮、键盘、通用串行总线(USB)端口、串行端口、电气与电子工程师协会(IEEE)1394端口、麦克风、无线适配器或其他可以接收数据的接口。在一个实施例中，集成电路104从外部接口114接收对知识数据库108的更新。

在一个实施例中，电路板102和安装在电路板102上的组件由电源模块116供电。电源模块116可以是存储并提供电力的电池或配置为接收外部电力的适配器。电源模块116还可以为设备112提供电力，或从设备112接收电力。

图2示出了与图1的知识数据库108基本类似的知识数据库200的一个实施例。在一个实施例中，知识数据库200由在集成电路上存储和运行的微代码来定义。知识数据库200可以是微代码的一部分，或是查找表或其他可由微代码访问的数据结构。在另一个实施例中，知识数据库200存储在与集成电路分离，但是可由集成电路访问的永久性存储装置中。在一个实施例中，知识数据库200包括错误列表202、恢复设置列表204、恢复策略列表206、错误计数列表208和恢复失败计数列表210，每个列表的表项都与错误列表202中列出的错误相对应。

在一个实施例中，错误列表202是已知在集成电路中发生的错误的列表。错误列表202中的表项可以是机器可读的错误代码、人工可读的字符串、系统代码、操作名称或其他错误表示。对于错误列表202中列出的每个错误，在恢复设置列表204中列出了一个或多个系统控制设置。在一个实施例中，恢复设置列表204中的系统控制设置是已知在先前恢复尝试中解决了错误列表202中的对应错误的系统控制寄存器设置。系统控制设置204可以是特定的控制设置，也可以是可允许的控制设置的范围，并可用于设置系统时钟的频率，确定先入先出(FIFO)队列在转发数据之前存储多少数据，设置总线调解方法，定义直接存储器存取(DMA)数据传输块大小，禁用一个或多个DMA引擎，或者控制集成电路中其他子系统的行为。恢复设置204可以更改一个或多个系统信号遵循的逻辑路径。

在一个实施例中，恢复策略列表206包括定义应实施系统控制设置204的时间量以允许系统从错误列表202中的对应错误恢复的策略。恢复策略206可以包括保持新的控制设置，在特定持续时间或时钟周期之后还原先前的控制设置，在从错误列表202的对应错误恢复之后还原先前的控制设置，或者是其他恢复策略。

在一个实施例中，由知识数据库200保存一个或多个错误统计表，例如错误计数列表208和恢复失败计数列表210。在一个实施例中，错误计数列表208包括错误列表202中的每个错误在集成电路中发生的次数的列表。在一个实施例中，恢复失败计数列表210是恢复设置列表204中的对应恢复设置未能解决错误列表202中的对应错误的次数的列表。诸如错误计数列表208和恢复失败计数列表210之类的错误统计表可用于衡量恢复设置列表204中的设置以及恢复策略列表206中的策略是否成功，并且可用于更新或创建新的设置204或策略206。

图3示出了可以与图1的集成电路104基本类似的集成电路300的一个实施例。如上所述，通常，集成电路300是带有单个半导体衬底和互连的电子组件(例如形成一个或多个处理特定功能的电路的晶体管、电阻器、电容器和二极管)阵列的小片或芯片。在一个实施例中，集成电路300具有控制寄存器302、知识数据库304和错误恢复模块308，它们配置为帮助集成电路300从集成电路300的设计缺陷恢复。集成电路300还可以包括配置为执行其他功能的其他模块或电路。

在一个实施例中，控制寄存器302可以与图1的控制寄存器106基本类似。在进一步的实施例中，控制寄存器302是配置为存储一个或多个系统控制设置的板载系统存储寄存器。在另一个实施例中，控制寄存器302存储为各个板载子系统发出控制信号的位。控制寄存器302可以是锁存器、触发器或其他电子存储结构。存储在控制寄存器302中的数据可以设置系统时钟的频率，确定先入先出(FIFO)队列在转发数据之前存储多少数据，设置总线调解方法，定义直接存储器存取(DMA)数据传输块大小，禁用一个或多个DMA引擎，或者控制集成电路300中的其他子系统的行为。

在一个实施例中，知识数据库304可以与图1的知识数据库108和图2的知识数据库200基本类似。如上所述，知识数据库304包括一个或多个错误的列表以及与每个错误对应的一个或多个系统控制设置。知识数据库304还可以具有恢复策略，和/或一个或多个与列表中的每个错误对应的错误统计表。在一个实施例中，由集成电路300的制造商向客户提供知识数据库304中的数据。在进一步的实施例中，由更新模块306更新知识数据库304。

在一个实施例中，更新模块306使用一个或多个错误或系统控制设置来更新知识数据库。更新模块306可以更改现有错误的系统控制设置以响应失败的恢复，或添加带有对应恢复设置的新的错误记录来响应尚未包括在知识数据库304中的错误。更新模块306可以根据错误恢复模块308提供的信息，根据知识数据库304中的错误统计表，或者根据其他集成电路报告的错误来更新知识数据库304。在一个实施例中，更新模块306通过网络远程地更新知识数据库304。集成电路300的制造商可以为更新模块306提供知识数据库的更新。

在一个实施例中，错误恢复模块308可以与图1的错误恢复模块110基本类似。如上所述，通常，错误恢复模块110发现在操作期间在集成电路300上发生了错误，并更改一个或多个控制寄存器302以便更改一个或多个系统信号的逻辑路径。在一个实施例中，错误恢复模块308检索一组与知识数据库304中的错误相关的系统控制设置。在一个实施例中，错误恢复模块308包括错误检查模块310、控制设置模块312、随机数发生器模块314、重试模块316、恢复模块318、设置重置模块320、继续模块322和重新启动模块324。

在一个实施例中，错误检查模块310发现在集成电路300执行操作期间发生了错误。在一个实施例中，错误检查模块310可以通过轮询包含错误信息的系统状态寄存器来发现错误。在另一个实施例中，错误检查模块310接收警告错误检查模块310已经发生错误的中断。错误检查模块310可以随后检查状态寄存器来发现错误类型，或者导致错误的操作。所述操作是集成电路300能够执行的多个操作中的一个操作。

在一个实施例中，控制设置模块312根据配置为更改一个或多个系统信号的逻辑路径的一组系统控制设置来更改一个或多个系统控制寄存器302的内容。在进一步的实施例中，控制设置模块312从知识数据库304的表项中检索与错误检查模块310发现的错误对应的一组系统控制设置。

在另一个实施例中，控制设置模块312从随机数发生器模块314检索一组系统控制设置，随机数发生器模块314从有效系统控制设置的列表中选择一组随机的系统控制设置。有效或可允许的系统控制设置的列表可以硬编码到随机数发生器模块314中，或者随机数发生器模块可以从知识数据库304中的默认表项检索有效系统控制设置的列表。在另一个实施例中，当知识数据库304中不存在用于错误的系统控制设置时，或者当知识数据库304中为错误列出的系统控制设置没有解决错误时，控制设置模块312从随机数发生器模块314检索一组系统控制设置。

在一个实施例中，重试模块316执行导致错误的操作。因为控制设置模块312更改了系统控制寄存器302中的一个或多个系统设置，所以执行所述操作期间遵循的逻辑路径现在可以是没有设计缺陷或错误的逻辑路径。

在一个实施例中，恢复模块318发现成功执行操作。在一个实施例中，在自重试模块316执行操作以来已经过了预定的时间量或时钟周期数时，恢复模块318发现成功执行所述操作。在另一个实施例中，集成电路300的子系统发信号通知恢复模块318成功执行了所述操作。在进一步的实施例中，恢复模块318轮询状态寄存器来判定是否成功执行了所述操作。

在一个实施例中，设置重置模块320将控制寄存器302返回先前的状态以响应恢复模块318发现操作成功执行。在进一步的实施例中，设置重置模块320根据与知识数据库304中的错误对应的恢复策略表项来将控制寄存器302返回到先前的状态。设置重置模块320可以立即或在预定的时间量或时钟周期数之后将控制寄存器302返回到先前的状态。当解决错误的控制设置导致系统性能下降或其他负面影响时，这是有用的。

在一个实施例中，继续模块322保存一个或多个并发执行的操作的状态以响应错误检查模块310发现错误，并继续执行操作以响应恢复模块318发现操作成功执行。在一个实施例中，并非所有并发执行的操作都在它们的执行中处于可以保存它们的状态并继续它们的执行的点。

在一个实施例中，重新启动模块324保存一个或多个并发执行的操作的列表以响应错误检查模块310发现错误，并重新启动操作的执行以响应恢复模块318发现操作成功执行。在一个实施例中，某些并发执行的操作由继续模块322继续，而在其执行中并未处于可以继续的点的操作将由重新启动模块324重新启动。

通常作为逻辑流程图说明以下的示意性流程图。同样，所示顺序和标记的步骤指示所提供方法的一个实施例。可以构想其他步骤和方法，它们在功能、逻辑或效果上与所示方法的一个或多个步骤或其各部分等效。另外，提供所使用的格式和符号以说明所述方法的逻辑步骤，并且应理解它们并非限制所述方法的范围。尽管可以在流程图中使用不同的箭头类型和线条类型，但是应理解，它们并非限制相应方法的范围。实际上，某些箭头或其他连接符可用来仅指示所述方法的逻辑流。例如，箭头可以指示所示方法的枚举步骤之间的未指定持续时间的等待或监视周期。另外，出现特定方法的顺序可以或可以不严格地依照所示的相应步骤的顺序。

图4示出了设计缺陷恢复方法400的一个实施例。错误检查模块310检查402操作期间的系统错误。如果有错误，则控制设置模块312根据一组系统控制设置来更改404一个或多个控制寄存器302的内容。所述系统控制设置可以被硬编码到控制设置模块312中，由知识数据库304提供或由随机数发生器模块314提供。

重试模块316然后重试406操作的执行。因为控制寄存器302中的系统设置被控制设置模块312更改404，所以系统数据信号在操作执行期间所采用的逻辑路径可以不同于初始执行操作期间所采用的逻辑路径。由设计缺陷造成的错误更可能出现在较少使用的逻辑路径中。更改执行操作期间使用的逻辑路径增加了系统数据信号遵循更常用的逻辑路径和无缺陷的逻辑路径的可能性。

恢复模块318然后检查408操作是否无错误地完成。在一个实施例中，恢复模块318轮询状态寄存器来检查408操作是否成功完成。在另一个实施例中，恢复模块318使用计数器或计时器来判定408操作是否无错误地完成。在进一步的实施例中，集成电路300的子系统发信号通知恢复模块318它已经成功地执行了操作。

如果无错误地完成了操作执行，则设置重置模块320重置410控制寄存器302，并且方法400返回步骤402，错误检查模块310检测402下一个错误。如果操作没有无错误地完成，则方法400返回步骤404，更改404控制寄存器302并从步骤404继续执行方法400。

图5示出了设计缺陷恢复方法500的另一个实施例。错误检查模块310检测502在操作期间是否发生了错误。错误检查模块重复错误检测步骤502直到检测502到错误。如果检测502到错误，则继续模块322保存504在错误期间正在执行且在它们的执行中处于可以重新启动的点的其他操作的状态。重新启动模块324保存504在错误期间正在执行并且不能继续而必须重新启动的其他操作的列表。

控制设置模块312检查508知识数据库304中与错误对应的表项。如果知识数据库304中存在对应于错误的错误表项202，则控制设置模块312从知识数据库304检索510对应于错误表项202的系统设置204。如果未在知识数据库304中找到对应于错误的错误表项202，则控制设置模块312从随机数发生器模块314检索一组随机的系统设置。控制设置模块312根据其检索510、512的系统设置来设置514控制寄存器302。重试模块316重试516操作的执行。

恢复模块318检查518系统是否通过成功执行操作来从错误恢复。如果操作成功完成，则继续模块322继续520继续模块322先前保存504了其状态的操作的执行。重新启动模块324还可以重新启动520来自重新启动模块324先前保存504的操作列表的操作的执行。

更新模块306更新知识数据库304。在一个实施例中，更新模块306使用一个或多个错误统计表208、210来更新知识数据库304。在另一个实施例中，更新模块306根据发生的错误和解决所述错误的系统设置使用新的错误表项202和对应的恢复设置204来更新知识数据库304。设置重置模块320根据恢复策略206设置524控制寄存器302。方法500返回步骤502，错误检查模块310检测502下一个系统错误，并且方法500继续。

如果恢复模块318未发现518系统从错误中恢复，则更新模块306更新526知识数据库304。在一个实施例中，更新模块306更新一个或多个错误统计表208、210。在另一个实施例中，更新模块306更新对应于错误表项202的恢复设置204来反映失败的恢复，即删除或更改该表项。

在一个实施例中，方法500返回步骤512来从随机数发生器模块314检索一组系统控制设置，并继续执行方法500。在另一个实施例中，方法500返回步骤510来检索同样与错误表项202对应的一组不同的系统控制设置204，并继续执行方法500。

有利地，可以实现上面介绍的装置、系统和方法的某些实施例以使用板载诊断和控制设置在现场克服集成电路中的设计缺陷。某些实施例还可以减少克服集成电路中的设计缺陷的成本和复杂性。

可以以其他特定形式实现本发明而不偏离本发明的精神和本质特性。所述实施例在所有方面都只是被视为示例性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非上述说明来指示。所有在权利要求的等效含义和范围之内的更改都旨在被包含在权利要求的范围内。