用于集成电路设计的测量电路和方法

摘要

本发明公开了一种用于集成电路设计的测量电路和方法。其中，该用于集成电路设计的测量电路包括：熔丝；第一测量电路，与所述熔丝相连接，包括第一测量端，所述第一测量端用于向所述第一测量电路加电压以测量所述第一测量电路的电阻值；以及第二测量电路，所述第二测量电路与所述第一测量电路的电阻值相同，包括第二测量端，所述第二测量端用于向第二测量电路加电压以测量所述第二测量电路的电阻值。通过本发明，解决了现有技术中无法准确测量IP核级的熔丝的电阻值的问题，进而达到了准确测量IP核级的熔丝的电阻值的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，具体而言，涉及一种用于集成电路设计的测量电 路和方法。

背景技术

随着熔丝的理论与技术逐渐成熟，熔丝的应用范围迅速扩大。熔丝在熔烧前后的 电阻值是整个熔丝模块的集成电路设计的关键指标。现有技术中通常采用的熔丝单元 从电源到地依次由PMOS，熔丝和NMOS串联得到，对于这样的架构，对其电阻值的 测量是一个难点，因为测量点的电压直接跨接在PMOS的栅极和源极端，其电流随着 测量点的电压呈现二次方速度增长，不容易控制。如果电流太小，PMOS打开不够， 测量精度太差；如果电流太大，可能会对熔丝造成破坏或者二次熔烧。这样，就无法 准确测量IP级的熔丝的电阻值。

传统测量熔丝的方法使得集成电路设计在单元阶段和知识产权核（Intellectual  Property Core，简称为IP核）级阶段存在一个PMOS的差异，这个差异只能基于大量 的仿真和后期的测量进行部分的弥补，使得测量结果的不准确。另外，在单元阶段， 一般会将所有的单元的编程点短接成一点，因此测量电阻也只能一个一个依次测量， 严重影响单元阶段的测量速度。

针对现有技术中无法准确测量IP核级的熔丝的电阻值的问题，目前尚未提出有效 的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于集成电路设计的测量电路和方法，以解决现 有技术中无法准确测量IP核级的熔丝电阻的电阻值的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种用于集成电路设计的测 量电路。根据本发明的用于集成电路设计的测量电路包括：熔丝；第一测量电路，与 熔丝相连接，包括第一测量端，第一测量端用于向第一测量电路加电压以测量第一测 量电路的电阻值；以及第二测量电路，第二测量电路与第一测量电路的电阻值相同， 包括第二测量端，第二测量端用于向第二测量电路加电压以测量第二测量电路的电阻 值。

进一步地，第一测量电路包括：第一测量控制传输门，第一测量控制传输门的第 一端与第一测量端相连接；第一读写控制传输门，第一读写控制传输门的第一端与第 一测量控制传输门的第二端相连接，第一读写控制传输门的第二端与熔丝的第一端相 连接，其中，第一读写控制传输门的栅极与第一测量控制传输门的栅极相连接；第一 NMOS开关，第一NMOS开关的第一端与熔丝的第二端相连接，第一NMOS开关的 第二端接地，第一NMOS开关的栅极接地；以及第一PMOS，第一PMOS的第一端与 第一读写控制传输门的第二端相连接，并且与熔丝的第一端相连接。

进一步地，第二测量电路包括：第二测量控制传输门，第二测量控制传输门的第 一端与第二测量端相连接；第二读写控制传输门，第二读写控制传输门的第一端与第 二测量控制传输门的第二端相连接；第二NMOS开关，第二NMOS开关的第一端与 第二读写控制传输门的第二端相连接，第二NMOS开关的第二端接地，第二NMOS 开关的栅极接地；以及第二PMOS，第二PMOS的第一端与第二读写控制传输门的第 二端相连接，并且与第二NMOS开关的第一端相连接。

进一步地，第一测量电路与第二测量电路串联，其中，熔丝的电阻值由第一测量 电路的电阻值和第二测量电路的电阻值得到。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于集成电路设计的测 量电路的测量方法。根据本发明的用于集成电路设计的测量电路的测量方法包括：测 量电路包括第一测量电路和第二测量电路，第一测量电路连接有熔丝，测量方法包括： 测量连接电路的电阻值，得到第一电阻值，其中，连接电路包括熔丝和第一测量电路， 第一电阻值为第一测量电路的电阻值和熔丝的电阻值之和；测量第二测量电路的电阻 值，得到第二电阻值；计算第一电阻值和第二电阻值的差值；以及将差值作为熔丝的 电阻值。

进一步地，第一测量电路包括第一测量端，测量连接电路的电阻值包括：在第一 测量端加第一电压；测量连接电路的电流值，得到第一电流值；以及根据第一电压的 电压值和第一电流值得到第一电阻值。

进一步地，在第一测量端加第一电压之前，测量方法还包括：获取预定电压值； 获取熔丝的预判电阻值；将预定电压值和预判电阻值的商作为预判电流值；以及根据 预判电流值确定第一电压值。

进一步地，在将预定电压值和预判电阻值的商作为预判电流值之后，测量方法还 包括：判断预判电流值是否在预设电流值范围内；如果判断出预判电流值在预设电流 值范围内，则将预定电压值作为第一电压；以及如果判断出预判电流值不在预设电流 值范围内，则根据预判电流值调整预定电压值。

进一步地，如果判断出预判电流值不在预设电流值范围内，则根据预判电流值调 整预定电压包括：判断预判电流值是否小于预设电流值范围；

如果判断出预判电流值小于预设电流值范围，则增大预定电压值；以及

如果判断出预判电流值大于预设电流值范围，则减小预定电压值。

进一步地，第二测量电路包括第二测量端，测量第二测量电路的电阻值包括：在 第二测量端加第二电压，其中，第二电压与第一电压的电压值相同；测量第二测量电 路的电流值，得到第二电流值；以及根据第二电压和第二电流值得到第二电阻值。

通过本发明，采用熔丝；第一测量电路，与熔丝相连接，包括第一测量端，第一 测量端用于向第一测量电路加电压以测量第一测量电路的电阻值；以及第二测量电路， 第二测量电路与第一测量电路的电阻值相同，包括第二测量端，第二测量端用于向第 二测量电路加电压以测量第二测量电路的电阻值，解决了现有技术中无法准确测量IP 核级的熔丝的电阻值的问题，进而达到了准确测量IP核级的熔丝的电阻值的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于集成电路设计的测量电路的电路图；

图2是根据本发明实施例的集成电路设计的测量电路的测量方法的流程图；以及

图3是根据本发明实施例的确定第一电压的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领 域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于 本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种用于集成电路设计的测量电路。

图1是根据本发明实施例的用于集成电路设计的测量电路的电路图。该电路图示 意性的示出了本发明实施例的用于集成电路设计的测量电路，以下结合图1对本发明 实施例提供的用于集成电路设计的测量电路进行说明。

如图所示，该用于集成电路设计的测量电路包括熔丝R、第一测量电路和第二测 量电路。

第一测量电路与熔丝相连接，包括第一测量端，第一测量端用于向第一测量电路 加电压以测量第一测量电路的电阻值。

第二测量电路与第一测量电路的电阻值相同，包括第二测量端，第二测量端用于 向第二测量电路加电压以测量第二测量电路的电阻值。

进一步地，第一测量电路包括第一测量控制传输门N1、第一读写控制传输门N2、 第一NMOS开关N3和第一PMOS P1。其中，第一测量控制传输门N1的第一端与第 一测量端相连接。第一读写控制传输门N2的第一端与第一测量控制传输门N1的第二 端相连接，第一读写控制传输门N2的第二端与熔丝的第一端相连接，其中，第一读 写控制传输门N2的栅极与第一测量控制传输门N1的栅极相连接。第一NMOS开关 N3的第一端与熔丝的第二端相连接，第一NMOS开关N3的第二端接地，第一NMOS 开关N3的栅极接地。第一PMOS P1的第一端与第一读写控制传输门N2的第二端相 连接，并且与熔丝R的第一端相连接。

第一测量端与第一测量控制传输门N1的第一端相连接。第一测量控制传输门N1、 第一读写控制传输门N2和第一NMOS开关N3均可以用NMOS器件，第一PMOS P1 可以为PMOS器件。

在第一测量电路中连接有熔丝R，熔丝R连接在第一读写控制传输门N2和第一 NMOS开关N3之间，通过测量可以得到第一测量电路和熔丝R的电阻值。

进一步地，第二测量电路包括第二测量控制传输门N4、第二读写控制传输门N5、 第二NMOS开关N6和第二PMOS P2。其中，第二测量控制传输门N4的第一端与第 二测量端相连接。第二读写控制传输门N5的第一端与第二测量控制传输门的第二端 相连接。第二NMOS开关N6的第一端与第二读写控制传输门的第二端相连接，第二 NMOS开关的第二端接地，第二NMOS开关的栅极接地。以及第二PMOS P2的第一 端与第二读写控制传输门的第二端相连接，并且与第二NMOS开关的第一端相连接。

第二测量端与第二测量控制传输门N4的第一端相连接。第二测量控制传输门N4、 第二读写控制传输门N5和第二NMOS开关N6均可以用NMOS器件，并且，第二PMOS P2可以为PMOS器件。其中，第二测量电路的第二测量控制传输门N4、第二读写控 制传输门N5和第二NMOS开关N6均可以用NMOS器件分别于第一测量电路中的第 一测量控制传输门N1、第一读写控制传输门N2和第一NMOS开关N3一一对应，且， 第一测量电路中使用的NMOS器件可以与第二测量电路中使用的NMOS器件相同， 同样的，第一测量电路中使用的PMOS器件可以与第二测量电路中使用的PMOS器件 相同，因此，在对第一测量电路和第二测量电路加相同电压的时候，可以测得第一测 量电路的电流值和第二测量电路的电流值相同，进而测得第一测量电路的电阻值和第 二测量电路的电阻值相同。

进一步地，第一测量电路与第二测量电路串联，其中，熔丝的电阻值由第一测量 电路的电阻值和第二测量电路的电阻值得到。

因为在第一测量电路不连接熔丝R时，在对第一测量电路和第二测量电路加相同 电压的时候，可以测得第一测量电路的电阻值和第二测量电路的电阻值相同，所以， 将熔丝R连接在第一测量电路中之后，通过测得的第一测量电路的电流值与第二测量 电路的电流值能够得到熔丝R和第一测量电路的电阻值的和，以及第二测量电路的电 阻值，再根据测得第一测量电路的电阻值和第二测量电路的电阻值相同，得到熔丝R 和第一测量电路的电阻值的和与第二测量电路的电阻值的差值得到熔丝R的电阻值。

第一测量电路和第二测量电路的电流比较容易测量，可以采用现有技术中测量电 路电流的方法进行测量。

上述用于集成电路设计的测量电路中，能够直接测量熔丝R的电阻值，而无需像 现有技术一样在测得电阻之后还要进行仿真和后期测量的弥补，通过对第一测量电路 的电阻值和熔丝R之后与第二测量电路的电阻值取差值，可以准确得到熔丝R的电阻 值，避免受到PMOS的影响而导致的测量不准确的问题，从而提高了测量熔丝R的电 阻值的准确性。

本发明实施例还提供了一种用于集成电路设计的测量方法。

图2是根据本发明实施例的集成电路设计的测量电路的测量方法的流程图。如图 所示，该测量方法包括如下步骤：

步骤S202，测量连接电路的电阻值，得到第一电阻值，其中，连接电路包括熔丝 和第一测量电路，第一电阻值为第一测量电路的电阻值和熔丝的电阻值之和。

由本发明实施例的用于集成电路设计的测量电路可知，测量电路包括第一测量电 路和第二测量电路，第一测量电路连接有熔丝。

步骤S204，测量第二测量电路的电阻值，得到第二电阻值。

步骤S206，计算第一电阻值和第二电阻值的差值。

步骤S208，将差值作为熔丝的电阻值。

由于第一测量电路和第二测量电路的电阻值相同，加在第一测量电路和第二测量 电路的电压也相同，连接电路只包括第一测量电路和熔丝R，则用连接电路的电阻值 减去第二测量电路的电阻值能够得到熔丝R的电阻值。直接测量连接电路和第二测量 电路的电阻值不会受到PMOS的影响，将差值作为熔丝R的电阻值可以更加准去。

优选地，为了提高测量熔丝R的电阻值的测量精度，通过控制加在第一测量电路 和第二测量电路的电压值控制测量熔丝R的电阻值的测量精度。具体地，第一测量电 路包括第一测量端，测量连接电路的电阻值包括如下步骤：

在第一测量端加第一电压。

测量连接电路的电流值，得到第一电流值。

根据第一电压的电压值和第一电流值得到第一电阻值。

在第一测量端加第一电压后，测量连接电路的第一电流值，根据欧姆定律可以得 到第一电阻值，第一电阻值是连接电路的电阻值，是熔丝R与第一测量电路的电阻值 之和。

优选地，为了提高测量的精度，在第一测量端加第一电压之前，测量方法还包括 如下步骤，具体步骤如图3所示：

步骤S302，获取预定电压值。

步骤S304，获取熔丝的预判电阻值。

步骤S306，将预定电压值和预判电阻值的商作为预判电流值。

步骤S308，根据预判电流值确定第一电压。

由于预定电压值作为第一电压加在第一测量端和第二测量端会影响测量熔丝R的 精度。例如，在预定电压值过小时，测量得到的电流过小，表示熔丝R已经被熔烧到 了高阻值的区域，一般高阻值的区域为大于三千欧姆，则需要将高于预定电压值的电 压作为第一电压值；但是不能将第一电压值调的过高，为了避免第一测量控制传输门 N1的阈值损失导致的测量误差。

为了进一步确定第一电压，在将预定电压值和预判电阻值的商作为预判电流值之 后，该测量方法还包括：判断预判电流值是否在预设电流值范围内。如果判断出预判 电流值在预设电流值范围内，则将预定电压值作为第一电压。如果判断出预判电流值 不在预设电流值范围内，则根据预判电流值调整预定电压值。

利用在预设电流值范围内的预判电流值来确定第一电压使得测量的结果更加精 确，例如，在假设熔丝在未熔烧情况下的电阻值为100欧姆，并且预设电流值范围为 0.8mA至1.2mA，则预判电流值越接近1mA，将预定电压值作为第一电压测量得到的 熔丝的电阻值越精确。

进一步地，如果判断出预判电流值不在预设电流值范围内，则根据预判电流值调 整预定电压包括：

判断预判电流值是否小于预设电流值范围。

如果判断出预判电流值小于预设电流值范围，则增大预定电压值。

如果判断出预判电流值大于预设电流值范围，则减小预定电压值。

根据预判电流值为1mA和假设的电阻值为100欧姆的情况下，将0.1V的电压作 为第一电压，然后测量连接电路的第一电流值，如果测量得到的电流值过小，则说明 熔丝已经被熔烧到高阻值的区域，那么再换一个较高的电压，例如将0.5V的电影作为 第一电压，但是，增加的电压的幅度不能过大，以避免作为测试控制传输门的NMOS 的阈值损失导致的测量误差。如果利用0.1V作为第一电压测量得到的第一电流值已经 较为显著，则证明熔丝还处于低阻值区域，可以直接用0.1V作为第一电压进行电阻值 的计算。

由于第二测量电路与第一测量电路的电阻值相同，连接电路与第一测量电路相差 熔丝R，则利用连接电路与第二测量电路的差值可以准确获得熔丝R的电阻值，第二 测量电路包括第二测量端，测量第二测量电路的电阻值包括：在第二测量端加第二电 压，其中，第二电压与第一电压的电压值相同，测量第二测量电路电流值，得到第二 电流值，根据第二电压和第二电流值得到第二电阻值。

第二电压与第一电压的电压值相同，则确定第一电压的电压值之后，对第一测量 端和第二测量端加相同的电压，然后测量连接电路的电流值和第二测量电路的电流值， 然后利用欧姆定律计算连接电路的电阻值和第二测量电路的电阻值，最后计算连接电 路的电阻值和第二测量电路的电阻值之差得到熔丝R的电阻值。

通过上述方法，利用第一测量电路和第二测量电路的电阻值相同，运用欧姆定律 测得第二测量电路的电阻值和连接电路的电阻值，准确得到熔丝R的电阻值，从而使 得测量结果更加精确。另外，由于通过上述方法能够直接测量IP核级电路的熔丝R 的电阻值，则可以利用IP核级的性质同时测量多个熔丝R的电阻值，例如8位并行 IO同时输入和输出测量多个熔丝的电阻值，提高了测量熔丝电阻值的效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的 任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。