[发明专利]SoC片上NBTI退化检测系统

说明书

本发明涉及一种SoC片上NBTI退化检测系统，包括测量环形振荡器、参考环形振荡器、第一计数器模块和第二计数器模块，测量环形振荡器连接电源端和第一计数器模块，参考环形振荡器连接电源端和第二计数器模块。测量环形振荡器接收表征与SoC片上的被测电路处于同种老化环境下的外部电路信号，并在停止接收外部电路信号后，与参考环形振荡器同时接入电源端输入的电压并开始振荡，测量环形振荡器和参考环形振荡器在振荡时分别输出波形至第一计数器模块和第二计数器模块，第一计数器模块和第二计数器模块对接收的波形进行电平计数，分别得到用于对被测电路进行NBTI退化检测的电平数量，以此判断被测电路是否已经发生NBTI退化，操作简便可靠，测试便利性高。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及一种SoC片上NBTI退化检测系统。

背景技术

集成电路尤其是片上系统(SoC)可靠性受到高度关注，存在多种失效机理，例如热载流子注入效应(Hot Carrier Injection，HCI)、负偏置温度不稳定性(Negative BiasTemperature Instability，NBTI)、正偏置温度不稳定性(Positive Bias TemperatureInstability，PBTI)、时间依赖电介质击穿(Time Dependent Dielectric Breakdown，TDDB)等。在特征尺寸为纳米量级时代，NBTI效应是影响SoC可靠性的最主要因素，它导致PMOS管阈值电压上升、饱和漏电流下降等一系列问题，从而影响SoC工作频率和输出摆幅等电路特性。

传统的NBTI效应检测方式是通过比较PMOS管阈值电压得到电路退化信息，根据其所检测PMOS管的退化情况判断是否发生NBTI效应。传统的NBTI效应检测方式测试方法较为复杂，需要一定存储空间保存测试数据用于比较得出PMOS管的阈值电压的变化值，存在测试便利性低的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种测试便利性高的SoC片上NBTI退化检测系统。

一种SoC片上NBTI退化检测系统，包括测量环形振荡器、参考环形振荡器、第一计数器模块和第二计数器模块，所述测量环形振荡器连接电源端和所述第一计数器模块，所述参考环形振荡器连接所述电源端和所述第二计数器模块，

所述测量环形振荡器用于接收表征与SoC片上的被测电路处于同种老化环境下的外部电路信号，并在停止接收所述外部电路信号后，与所述参考环形振荡器同时接入电源端输入的电压并开始振荡，所述测量环形振荡器和所述参考环形振荡器在振荡时分别输出波形至所述第一计数器模块和所述第二计数器模块，所述第一计数器模块和所述第二计数器模块对接收的波形进行电平计数，分别得到用于对被测电路进行NBTI退化检测的电平数量。

上述SoC片上NBTI退化检测系统，测量环形振荡器接收表征与SoC片上的被测电路处于同种老化环境下的外部电路信号，并在停止接收外部电路信号后，与参考环形振荡器同时接入电源端输入的电压并开始振荡，测量环形振荡器和参考环形振荡器在振荡时分别输出波形至第一计数器模块和第二计数器模块，第一计数器模块和第二计数器模块对接收的波形进行电平计数，分别得到用于对被测电路进行NBTI退化检测的电平数量。通过统计第一计数器模块和第二计数器模块在测量时间内得到的电平数量就能确定两个环形振荡器各自的输出频率，以此判断被测电路是否已经发生NBTI退化，操作简便可靠，测试便利性高。

附图说明

图1为一实施例中SoC片上NBTI退化检测系统的结构图；

图2为一实施例中环形振荡器电路的原理图；

图3为一实施例中整流滤波电路的原理图；

图4为一实施例中第一计数器模块的原理图；

图5为一实施例中D触发器的原理图；