TWI272696B - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Description

1272696 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於晶片上熱感測器（裝配於晶片内之溫产叶） 之溫度控制内容的微調。 & 【先前技術】 高效率半導體積體電路在高速下彼此平行地 此引起晶片溫度升高的問題。 ° # 當晶片溫度高於特定限度時，晶片内的電晶體有破損或 • 較的危險。因此需要用於控制晶片溫度並防止此箄雷曰 • 體故障的技術。 此4電日日 ' 。。其中-種技術係在半導體積體電路内裝配一種熱感測 益’以及當晶片溫度超過預定值時減小計算速度或停止叶 算㈤如，參考日本專利申請案Κ0ΚΑκ開案第1〇_41偏 該技術中，在執行微調測試 j a傻將决疋熱感測器溫度控制

=的微調資料儲料保險絲電路内，以便校準熱感測器 之溫度，例如在產品裝運前。 不過在傳統微調測試中，i私％ ffi m . ^ 由於抓用用於正常操作中的 k ^虎路控’測試中將電诉，雷 …子冤源電壓供應至晶片内的核心。相應 地’由於發生於核心内的洩 ^^ ^，属所產生的熱，無法精確地執 订測试。 【發明内容】 路應用於使用一第 之一第二電源電壓 依據本發明之-方面的半導體積體電 電源電壓及與獨立於該第-電源電壓 103818.doc 1272696 的系、，先，並具有被提供該第一電源電壓之一第— 置放於該箆一 F Θ ^ ^ 域内之一熱感測器以及一第一輪入路徑， ::輸入路徑係置放於該第-區域内，並將決定該熱感 "°之控制内容的微調資料供應至該熱感測器。 心 【實施方式】 以下將參考附圖詳細說明本發明之一方面的半導體積體 電路。 1·概要 、，本發明之範例中，首先，提供與核心電源分離地熱感 測器電源，使得供應至熱感測器t電源電壓獨立於供應至 核心之電源電壓。 “ 其次，提供一輸入路徑，以將微調資料輸入熱感測器， 且不用通過核心。 採用以上配置，由於可在無電源電壓供應至核心的狀態 下執行用於溫度校準之微調測試，可實現精確微調測試， 而不會在微調測試中產生核心内的熱。 2·具體實施例 接下來說明吾人視為最佳的若干具體實施例。 應注意，在以下說明中，術語「晶片内部」意味著晶片 上的整個區域，而術語「晶片外部」意味著除晶片上整個 區域外的區域。明確地說，當驗證於積體電路時，晶片内 部與晶片外部之辨別點在於作為邊界之接點（終端）（接點位 置屬於晶片内部）。 (1)第一具體實施例 103818.doc 1272696 圖1顯示依據第一具體實施例的半導體積體電路。 依據弟一具體實施例的半導體積體電路由LV (低電壓）區 域11、HV (高電壓）區域12及用作其介面的電壓轉換器27及 2 8組成。 LV區域11係接受第一電源電壓的區域，例如，包括計算 單元（資料路徑單元）及各種控制電路。HV區域12係接受高 於第一電源電壓之第二電源電壓的區域，並包括熱感測器 18。由於第一及第二電源電壓係由不同電源產生，所以彼 此獨立。 LV區域11中置放有微調暫存器控制器13、保險絲電路（保 險絲盒）14、外部輸入/輸出電路15、微調暫存器16A、16B 及16C以及溫度管理模組丨7。 保險絲電路14儲存由裝運前執行的溫度校準決定之微調 資料。微調暫存器控制器13及微調暫存器16A、1沾及16(： 以環形彼此串聯連接，並構成微調資料之串聯傳送路徑。 微凋暫存器16 A保留用於調整熱感測器丨8之微調資料，其 係在正常操作中從保險絲電路14載入。 至於微調暫存器16B及16C，當存在例如複數個熱感測器 時，其可用作保留微調資料（用於調整熱感測器）的電阻器， 或者當存在除熱感測器外的欲調整之電路區塊時，微調暫 存為16B及16C可用作保留微調資料以調整電路區塊之電 阻器。 溫度官理模組17根據由例如熱感測器丨8偵測到之警報信 號Alert (晶片溫度）減小計算單元之運轉速度（供應至計算 103818.doc 1272696 單元之時鐘頻率）或停止計算單元之計算（時鐘信號）。 HV區域12中置放有熱感測器18、微調電阻器^及選擇器 20及2卜 ' 提供熱感測器18以管理LV區域丨丨内的溫度，熱感測器18 -由例如警報電路組成。 警報電路藉由比較由能帶隙參考（BGR)電路建立的無溫 度相依性之參考電位與接面二極體的具有溫度相依性之開 啟電壓（Vf)偵測一晶片溫度升高，並輸出警報信號Alert。 _ 當警報電路用於熱感測器18内時，驅動熱感測器i 8之電 源電壓值無法等於或小於接面二極體的開啟電壓。此 • 係將熱感測器18置放於HV區域12内的原因之一。 微調電阻器19與資料輸入終端23、電阻器控制信號輸入 終端24及資料輸出終端26連接。 Μ调測試（溫度校準）中，從晶片外部將熱感測器丨8之微 調資料輸入資料輸入終端23。透過從資料輸入終端23至熱 感測器18之第一輸入路徑（箭頭A1)將微調資料直接供應至 _ 熱感測器18，而不通過LV區域11。 應注意，在正常操作中，透過從保險絲電路14至熱感測 器18之弟二輸入路徑（箭頭B1)將儲存於保險絲電路14内的 • 熱感測器18之微調資料傳送至熱感測器18。 選擇器20與模式選擇輸入終端22連接，而選擇器21與警 報輸出終端25連接。 當將測試模式信號輸入模式選擇輸入終端22時，由於選 擇器20選擇從資料輸入終端23至熱感測器18的第一輸入路 103818.doc 1272696 徑’微調資料係從晶片外部輸入$ 1询八至熱感測器1 8。 同時’選擇器21選擇第-輸出路徑（箭頭A2)，以透料 報輸出終端25將熱感測器18所輸出之警報信號輸出至晶： 外部，而不通過LV區域11。 當將正常操作模式信號輸入至掇 芏杈式選擇輸入終端22時， 由於選擇器20選擇了從保險絲電 、 电給、，工過電壓轉換器27到達 熱感測器1 8的第二輸入路徑，所 所以將儲存於保險絲電路14 内的微調資料傳送至熱感測器丨8。 此時，選擇器21選擇從埶咸測哭π _ 评攸…、级冽裔18經過電壓轉換器28到 達溫度管理模組17的第二輪出敗你m，、 出路仫（刖頭B2)，以便將熱感 測器18所輸出之警報信號Alert傳逆 寻运至LV區域1丨内的溫度 管理模組17。 資料輸出終端26係一終端，用v *他 ^ 用以在从调測試中將保留於 微調電阻器19内的微調資料輪出$曰 只|丁平別至晶片外部，而不通過Lv 區域11。

依據如上所述配置之半導體積體電路，在將產品裝運 前執行之溫度校準的微調測試中，可透過第—輸入路徑傳 匕微《周=貝料’第冑人路從資料輸人終端經過微調電 P器19及選擇器20延伸至熱感測器18，而不通過^^區域 11，如箭頭A1所示。 另外，在微調測試中，纟熱感測器18搞測到並指示晶片 溫度之警報信號Alen亦可透過第一輸出路徑（從熱感測器 18絰過選擇态21延伸至警報輸出終端乃，而不通過乙^^區域 11，如箭頭A2所示）輸出至晶片外部。 103818.doc ^272696 相應地’由於可在無電源電

執行微,至LV區域11的狀態下 巩仃式，微調測試中L 實現精確的微調。 如1不會產生熱，從而可 為提供參考，圖2顯示用作本發 體電路。此情形中，微調測 已歹、的半導體積 入微調資料，而正常操作中載入^輸入/輸出電路15輸 微調資料。 、 ：子於保險絲電路14内的 邀= ㈣區域u傳送至hv區域η， =言號勤係從Hv區域12傳送至Lv區域u (箭頭⑽ 、特定言之’由於微調測試中除HV區域12外，還必須將電 源電壓供應至LV區域U，所以溫度校準精度㈣區域㈣ 產生之洩漏電流造成的熱而劣化。 應注意，在本發明之範例中，於正常操作中載入微調資 料的方法並不限於從保險絲電路14載入微調資料的方法。 例如，可在初始化程序中從晶片R〇M外部载人微調資料， 或者可從測試接針載入。 如上所述，依據第一具體實施例之半導體積體電路，由 於可精確地執行熱感測器之微調測試，故可增強晶片性能 及可靠性。 (2)第二具體實施例 第二具體實施例作為第一具體實施例之範例，係關於將 電源電壓施加於LV區域及η V區域的方法。 如概要一節所述，在本發明之範例中，從電源至核心分 103818.doc 1272696 離地配置熱感測器電源，使得供應至熱感測器之電源電壓 獨立於供應至核心之電源電壓。 為使供應至熱感測器之電源電壓獨立於供應至核心之電 源電壓，可將包括核心（例如ALU (算術及邏輯單元））之1乂 區域11連接至電源終端Pi，並可將包括熱感測器之HV區域 12連接至不同於電源終端？1之電源終端p2，如圖3所示。

此情形中，在產品裝運前執行的微調測試中，以開放狀 態放置電源終端P1，並將電源電壓Hv供應至電源終端P2， ® 從而可執行HV區域12内的熱感測器之微調測試，而不向LV 區域11供應電源電壓LV。 應注意在產品裝運後，可藉由供應電源電壓Lv至電源終 鈿P1並供應電源電壓HV至電源終端p2來執行正常操作。 另外，為使供應至熱感測器之電源電壓獨立於供應至核 心之電源電壓，可在晶片内置放一電壓產生電路34，以彼 此獨立地控制電源電壓LV之產生/關閉及電源電壓Hv之產 生/關閉，其分別在例如圖4中顯示。 _ 此情形中，在產品裝運前執行的微調測試中，電源電壓 • LV被關閉或設定為〇ν，並藉由電壓產生電路34產生電源電 壓Η V，從而可執行η V區域12内的熱感測器之微調測試，而 不向LV區域11供應電源電壓lv。 應注意在產品裝運後，可藉由供應電源電壓Lv至lv區域 Π並供應電源電壓HV至HV區域12來執行正常操作。 (3)第三具體實施例 第三具體實施例係第一具體實施例之修改方案，且具有 103818.doc 1272696 三具體實施例係關於第 一具體實施例中的半導 僅使用電源電壓vcc之特徵。即，第 一電源電壓等於第-雷呢$ ^ 布一电源電壓之第 體積體電路。 圖5顯不依據第三呈濟眘 八實^例的半導體積體電路。 依據弟二具體實施例的丰

J旧千V體積體電路由核心區域丨i A 及感測器區域12 A組成。 體實施例無用作兩區域間 第三具 因為僅使用電源電壓Vcc， 之介面的電壓轉換器。 核〜區域11A係包括算術單元（例如alu卜各種控制電路 等的區域，感測器區域i 2 A係置放熱感測器i 8之區域。儘管 僅使用-種⑽）電源電壓’供應至核心區域uA之第一電 源電壓獨立於供應至感測器區域12A之第二電源電壓。 核心區域11A中置放有微調暫存器控制器13、保險絲電路 14、外部輸入/輸出電路15、微調暫存器16八、16^及16匸， 以及溫度管理模組17。 保險絲電路14儲存由裝運前執行的溫度校準決定之微調 資料。微調暫存器控制器13及微調暫存器16A、16B及i6c 以環形彼此串聯連接，並構成微調資料之串聯傳送路徑。 微調暫存器16A保留用於調整熱感測器18之微調資料，其 係在正常操作中從保險絲電路14載入。 至於微調暫存器16B及16C，當存在例如複數個熱感測器 時，其可用作保留微調資料（用於調整熱感測器）的電阻器， 或者當存在除熱感測器外的欲調整之電路區塊時，微調暫 存器1 6B及1 6C可用作保留微調資料以調整電路區塊之電 阻器。 103818.doc • 12 - 1272696 溫度官理模組17根據由例如熱感測器丨8偵測到之警報信 號Alert (晶片溫度）減小計算單元之運轉速度（供應至計算 單元之時鐘頻率）或停止計算單元之計算（時鐘信號）。 感測器區域12A中置放有熱感測器18、微調電阻器19及選 擇器20及21。 提供熱感測器18以管理LV區域11内的溫度，熱感測器18 由例如警報電路組成。 微凋電阻器19與資料輸入終端23、電阻器控制信號輸入 終端24及資料輸出終端26連接。 微調測試（溫度校準）中，從晶片外部將熱感測器18之微 調資料輸入資料輸入終端23。透過從資料輸入終端23至熱 感測器18之第一輸入路徑（箭頭A1)將直接供應至熱感測器 1 8 ’而不通過核心區域丨丨a。 應注意，在正常操作中，透過從保險絲電路14至熱感測 器18之第二輸入路徑（箭頭B1)將儲存於保險絲電路μ内的 熱感測器1 8之微調資料供應至熱感測器丨8。 選擇器20與模式選擇輸入終端22連接，而選擇器21與警 報輸出終端25連接。 當將測試模式信號輸入模式選擇輸入終端22時，由於選 擇器20選擇從資料輸入終端23至熱感測器18的第一輸入路 & ’ K調資料係從晶片外部輸入至熱感測器丨8。 同時，選擇器2i選擇第一輸出路徑（箭頭A2)，以透過警 報輸出終端25將熱感測器18所輸出之警報信號Alen輸出至 晶片外部，而不通過核心區域j i A。 1038l8.doc ** 13 - 1272696 當將正常操作模式信號輸人至模式選擇輸人終端22時， 由於選擇盗20選擇了從保險絲電路14至熱感測器18的第二 輸入路控，所以將儲存於保險絲電路14内的微調資料供應 至熱感測器18。 斤此時’選擇器21選擇從熱感測器18至溫度管理模組口的 ^二輸出路徑(箭頭B2)，以便將熱感測器以所輸出之警報 信號Alert傳送至核心區域UA内的溫度管理模組17。 貧料輸出終端26係一終端，用以在微調測試中將保留於 微調電阻器19内的微調資料輸出至晶片外部，而不通過核 心區域11A。 如上所述加以配置的半導體積體電路亦可獲得與第一具 體實施例相同的優點。 (4)第四具體實施例 第四具體實施例顯示第三具體實施例之範例，並且係關 於將電源電壓應用於核心區域及感測器區域之方法。 在圖6所示之範例中，為使供應至感測器區域之電源電壓 獨立於供應至核心區域之電源電壓，將核心區域UA連接至 電源終端P1，並將感測器區域12A連接至不同於電源終端 P1之電源終端P2。 採用此配置，在產品裝運前執行的微調測試中，以開放 狀態放置電源終端P1，並將電源電壓Hv供應至電源終端 Ρ2，從而可執行感測器區域12Α内的熱感測器之微調測試， 而不向核心區域11Α供應電源電壓yce。 應注意在產品裝運後，可藉由將電源電壓Vcc供應至電源 103818.doc · -14- 1272696 終端P1及P2而執行正常操作。 另外，在® 7所示之範例中，為使供應至感測器區域之電 源電壓獨立於供應至核心區域之電源電壓，在晶片内置放 電壓產生電路34，以彼此獨立地控制供應至核心區域丨j a 的電源電壓Vcc之產生/關閉及供應至感測器區域12A的電 源電壓Vcc之產生/關閉 採用此配置，在產品裝運前執行的微調測試中，供應至 核心區域11A的電源電壓¥(^被關閉或設定為〇 v，並藉由電 壓產生電路34產生供應至感測器區域12A之電源電壓 Vcc，從而可執行感測器區域12a内的熱感測器之微調測 試，而不向核心區域11A供應電源電壓Vcc。 應注意在產品裝運後’可藉由將電源電壓VCC供應至核心 區域11A及感測器區域12A而執行正常操作。 (5)第五具體實施例 第五具體實施例作為第一至第四具體實施例之修改方 案’並且係關於晶片内熱感測器之佈局，以及在晶片内置 放複數個熱感測器時之電路配置。 圖8顯示依據第五具體實施例之晶片佈局。 四個核心31A、31B、31C及31D及對應於此等核心31A、 31；6、31(：及310之四個記憶體32八、328、32<：及320係一對 一關係，並在晶片10上置放I/O (輸入/輸出）電路33。

在核心 31A、31B、31C及31D及記憶體32A、32B、32C 及32D之間***各包括熱感測器之溫度感測電路μα、 30B、3 0C及3 0D。溫度感測電路30A、30B、30C及30D藉由 103818.doc -15- 1272696 例如信號路徑PATH彼此串聯連接。 核心31A、31B、31C及31D之每一核心包括處理器内之算 術單元，例如圖形處理單元（GPU)及中央處理單元（CPU)。 另外，記憶體32A、32B、32C及32D係例如嵌入式DRAM (eDRAM) 〇 晶片上熱二極體（OTD)及警報電路等偵測電路可用作溫 度感測電路30A、30B、30C及30D内之熱感測器。溫度感測 電路30A、30B、30C及30D係放置在第一及第二具體實施例 内之HV區域中，或第三及第四具體實施例内之感測器區域 中〇 同時將信號路徑PATH置放於HV區域或感測器區域内。 即，信號路徑PATH内不存在需要供應至^又區域或核心區域 的電源電壓LV之電路（中繼器等）。 圖9至12顯示依據第五具體實施例之半導體積體電路。 圖9至10對應於第一及第二具體實施例之修改方案，與如 圖1、3、4及8内所示之組件相同的組件由與此等圖式中的 參考數字相同之參考數字表示。另外，一丨丨至12對應於第 三及第四具體實施例之修改方案，與如圖，5、6、7及8内所 示之組件相同的組件由與此等圖式中的參考數字相同之參 考數字表示。 LV區域11及核心區域11A中分別置放有微調暫存器控制 器13、保險絲電路14、外部輸入/輸出電路15、微調暫存器 16A、16B、16C、16D、16E及16F，以及溫度管理模組17| 保險絲電路14儲存由裝運前執行的溫度校準決定&微調 103818.doc -16- 1272696 資料。微調暫存器控制器13及微調暫存器16A、16B、i6c、 16D、16E及16F以環形彼此串聯連接，並構成微調資料之 串聯傳送路徑。 正常操作中，微調暫存器16A、16B、16C及16D保留從保 險絲電路14載入之微調資料，以調整熱感測器18八、18B、 18C及18D。微調電阻器16E及16F係保留用於調整除熱感測 器外的電路區塊之微調資料的電阻器。 脈度管理模組17根據由例如熱感測器1 § a、1 8B、1 8 C及 • 1 8D偵測到之警報信號Alert (晶片溫度）減小計算單元之運 轉速度（供應至計算單元之時鐘頻率）或停止計算單元之計 算（時鐘信號）。 HV區域12及感測器區域12A具有熱感測器18A、18B、18C 及18D、微調電阻器19A、19B、19C及19D以及選擇器20A、 20B、20C、20D、21A、21B、21C及 21D。 微調電阻器19A、19B、19C及19D在微調測試（溫度校準） • 中保留透過資料輸入終端23從晶片外部輸入的微調資料。 微調電阻器19A、19B、19C及19D係在資料輸入終端23與資 . 料輸出終端26之間串聯連接，並構成微調資料之串聯傳送 路徑。 微調測試中，從資料輸入終端23輸入熱感測器18 A、 UB、18C及18D之微調資料。透過從資料輸入終端23延伸 至熱感測器18A、18B、18C及18D之第一輸入路徑將微調資 料傳送至個別熱感測器18A、18B、18C及18D，而不通過LV 區域11或核心區域11A。 103818.doc -17- 1272696 在正常操作中，透過從保險絲電路14延伸至熱感測器 18A、18B、18C及18D之第二輸入路徑將儲存於保險絲電路 14内的熱感測器18A、18B、18C及18D之微調資料傳送至個 別熱感測器18A、18B、18C及18D。 選擇器20A、20B、20C及20D與模式選擇輸入終端22連 接。選擇器21A、21B、21C及21D可分別與警報輸出終端 25A、25B、25C及25D連接，如圖9&u所示，或者可透過 選擇器29與單一共同警報輸出終端25連接，如圖10及12所 示0 當將測試模式信號輸入模式選擇輸入終端22時，由於選 擇器20A、20B、20C及20D選擇從資料輸入終端23至熱感測 器18A、18B、“(:及“!）的第一輸入路徑，微調資料係從晶 片外部分別輸入至熱感測器18A、18B、18C及18D。 此時，選擇器21A、21B、21C及21D選擇第一輸出路徑， 以便透過警報輸出終端25、25A、25B、25C及25D將熱感測 器18A、18B、18C及18D所輸出之警報信號八卜忖輸出至晶 片外部，而不通過LV區域11或核心區域UA。 當將正常操作模式信號輸入至模式選擇輸入終端22時， 由於選擇器20A、20B、20C及20D選擇從保險絲電路14經過 電壓轉換器27A、27B、27C及27D延伸至熱感測器18八、 18B、18C及18D的第二輸入路徑，儲存於保險絲電路“内 之微調資料係分別傳送至熱感測器18A、18B、18(：及18〇。 此時，選擇器21A、21B、21C及21D選擇從熱感測器18A、 18B、18C及18D經過電壓轉換器28Α、28β、28C及28d延伸 103818.doc -18- 1272696 至溫度管理模組1 7的第二輸出路徑，以便將熱感測器丨8 a、 1 8B、18C及18D所輸出之警報信號Alert傳送至LV區域11或 核心區域11A内的溫度管理模組17。 資料輸出終端26係一終端，用以在微調測試中將保留於 微調電阻器19A、19B、19C及19D内的微調資料輸出至晶片 外部，而不通過LV區域11或核心區域11 a。 由於如上所述加以配置的半導體積體電路可在晶片内置 放複數個熱感測器，其可更精確地管理晶片内溫度，此外 還具有與第一至第四具體實施例内相同的優點。 (6)第六至第八具體實施例 第六至第八具體實施例係第五具體實施例之修改方案， 並且係關於晶片内熱感測器之佈局。 圖13顯示依據第六具體實施例之晶片佈局。 第六具體實施例中，記憶體（嵌入式DRAM) 32A、32B、 32C及32D共享溫度感測電路3〇a、30B、30C及30D之電源。 因此’與溫度感測電路3〇A、30B、30C及30D相同，記憶體 32A、32B、32C及32D係置放在第一及第二具體實施例内之 HV區域中，或第三及第四具體實施例内之感測器區域中。 當無法減小記憶體32A、32B、32C及32D之電源的電壓 時’此具體實施例較為有效。藉由將溫度感測電路3〇A、 3 0B、30C及3 0D及記憶體μα、32B、32C及32D置放成彼此 相鄰，可使其容易地共享電源。 圖14顯示依據第七具體實施例之晶片佈局。 第七具體實施例中，1/()電路33共享溫度感測電路3〇A、 103818.doc -19- 1272696 3 0B、30C及3 0D之電源。因此，與溫度感測電路30A、30B、 3 0C及30D相同，I/O電路33係置放在第一及第二具體實施例 内之Η V區域中，或第三及第四具體實施例内之感測器區域 中〇 當無法減小I/O電路33之電源時，此具體實施例較為有 效。藉由將溫度感測電路30Α、30Β、30C及30D置放於I/O 電路33附近，可容易地共享電源。 圖15顯示依據第八具體實施例之晶片佈局。 第八具體實施例中，記憶體（嵌入式DRAM) 32Α、32Β、 32C及32D及I/O電路33共享溫度感測電路30A、30B、30C 及3 0D之電源。因此，與溫度感測電路30A、30B、30C及30D 相同，記憶體32A、32B、32C及32D及I/O電路33係置放在 第一及第二具體實施例内之HV區域中，或第三及第四具體 實施例内之感測器區域中。 當記憶體32A、32B、32C及32D之電源電壓及I/O電路33 無法隨核心31A、31B、31C及31D之電壓減小而減小時，此 具體實施例較為有效。當溫度感測電路30A、30B、30C及 30D、記憶體32A、32B、32C及32D以及I/O電路33係一起置 放於一些位置時，其可容易地共享電源。 3.應用範例 接下來將說明依據本發明之半導體積體電路的應用範 例。 圖16顯示一圖形處理單元（GPU)之晶片佈局。 晶片10包括算術單元區塊41A、41B、41C及41D，其中消 103818.doc -20- 1272696 耗較大功率因此必須監視溫度，故將熱感測器丨8 (〇TD)、

熱感測器 1 8 (Alert)、嵌入式 DRAM (eDRAM)42A、42B、42C 及42D以及高速ι/ο電路43置放於其中。 熱感測器18 (OTD)係由OTD組成並沿晶片10之邊緣放置 於算術單元區塊41A、41B、41C及41D之對稱轴上的感測器。 熱感測器18 (Alert)係各由警報電路組成並以對稱方式放 置於晶片1 0内的感測器。 另外’熱感測器18 (Alert)係放置於算術單元區塊41A、 416、410：及41〇與嵌入式〇1^1^42人、42：6'42(：及42〇之間， 並且係放置成與算術單元區塊41八、41B、41C及41D之對稱 軸呈線對稱，或與算術單元區塊41A、41B、41C及41D之對 稱軸交叉點呈點對稱。 應注意本發明之範例亦可應用於普通處理器，例如中央 處理單元（CPU)以及GPU。 圖17顯示熱感測器（警報電路）之範例。 OTD具有，例如，2 mv/°C或更小的溫度相依性。當藉由 偏壓電路44向電流源45施加一偏壓且一電流流入QTD時， 將基於晶片溫度之偵測信號輸入至差動放大器46之「負」 輸入終端。另外，將微調電路47所輸出之參考電壓vtemp 輸入至差動放大器46之「正」輸入終端。 根據輸入熱感測器1 8 (Alert)之微調電路内的微調資料決 定參考電壓Vtemp值。 當將致動信號Enable設定為「H」時，致動_NAND電路 48並依據來自差動放大器46之輸出信號將作為债測信號從 103818.doc -21- 1272696 NAND電路48輸出之警報信號Alert設定為一值。 圖18顯示圖17所示之熱感測器的一電路範例。 例如，一BGR電路用作一偏壓電路44。電流源45由P通道 MOS電晶體組成。 微調電路47由具有不同大小（驅動力）的複數個P通道 MOS電晶體組成。由於將複數個位元，例如6位元微調資料

Trim<〇>、Trim<l>.......Trim<5>輸入至微調電路47，可執 行64種微調。 4·其他應用 依據本發明之範例，由於可精確地調整熱感測器之溫度 控制内容，可增強晶片性能及可靠性。 儘管在上述具體實施例中已說明在相同晶片内包括LV區 域及Η V區域的情形，以及在相同晶片内包括核心區域及感 測器區域的情形，本發明之範例亦可應用於此等區域存在 於不同晶片内的情形。 在一個包裝中容納複數個晶片的多晶片模組（MCM)情形 中’也可將LV區域及Η V區域置放於不同晶片中，將核心區 域及感測器區域置放於不同晶片中，以及獨立地置放個別 晶片之電源。 同樣在此情形中，·由於分離地置放電源，當執行熱感測 器之微調測試時核心不會出現洩漏，從而可精確地執行微 調測試。 另外，在上述具體實施例中，將第一輸入路徑及第一輸 出路桎置放於HV區域或感測器區域中。即，在第一輸入路 103818.doc -22· 1272696 徑及第一輸出路徑中無電路， 器來運轉。 例如需要電源電壓LV的中繼 上迅畀體實施例中 接地電壓VSS外）組成的範例， （除 +赞月之靶例亦可應用於存 在兩種以上電源電壓的情形。 、 另外’本發明之範例中，未转 木W別限制熱感測器丨8之 及電路配置等元件。 、八 例如，當藉由監視晶片外部之電 <电机及電壓特徵來偵測晶 片内>JHL度之部分升高時，可將S g 、 吖门于了將日曰片上熱二極體（OTD)用作熱 感測器。 ' 另外’舉例而言’當在晶片内仙溫度時，可將警報電 路用作熱感測器。 警報電路為晶片上溫度偵測電路，其比較接面二極體 (OTD)的具有溫度相依性之開啟電壓（Vf)與藉由能帶隙參 考(BGR)電路建立的無溫度相依性之參考電位。當溫度超過 一預定值時一警報信號Alert輸出。 另外，核心電源之電源電壓係設定為例如1¥或更小，熱 感測器的電源之電源電壓係設定為例如28 v。 熟習技術人士可容易地發現其他優點並且進行修改。因 此，本發明的廣泛方面並不限定於本文所示及描述之特定 細節及代表性具體實施例。因此，只要不背離隨附申請專 利範圍及其等效範圍所定義的一般發明概念的精神及範 疇，即可進行各種修改。 【圖式簡單說明】 103818.doc -23- 1272696 圖1係顯不本發明之第一具體實施例的半導體積體電路 之視圖； 圖2係顯不作為參考範例之半導體積體電路的視圖； 圖3係顯不本發明之第二具體實施例的半導體積體電路 之視圖； 圖係·、、、員示第一具體實施例之半導體積體電路的視圖； 圖係,、、、員不本發明 < 第三具體實施例的+導體積體電路 之視圖； 圖6係顯示本發日貝> @ 七月之第四具體實施例的半導體積體電路 之視圖； 圖7係顯不第四具體實施例之半導體積體電路的視圖； 圖8係顯不本發明之第五具體實施例的晶片佈局之視圖; 圖係·、、、貝tf第五具體實施例之半導體積體電路的視圖； 圖1〇係顯不第五具體實施例之半導體積體電路的視圖； 圖11係顯示第五呈_, 乐具體實施例之半導體積體電路的視圖； 圖12係顯示第五且_每 弟 /、體具施例之半導體積體電路的視圖； 圖13係顯示本發明之篦‘ i棘杳#办丨&曰u & x ^ <乐/、具體實施例的晶片佈局之視

Tgj 參 圖， 圖14係顯示本發明之第杏曰 乐七具體實施例的晶片佈局之視 圖； 圖15係顯示本蘇日月 # " 之弟八具體實施例的晶片佈局之視 圖； 圖16係顯7^作為應用範例之GPU的晶片佈局之視圖； 圖17係顯不熱感測器範例之視圖；以及 103818.doc -24- 1272696 圖1 8係顯示熱感測器範例之視圖。

【主要元件符號說明】 10 晶片 11 LV (低電壓）區域 11A 核心區域 12 第一區域/HV (高電壓）區域 12A 感測器區域 13 微調暫存器控制器 14 保險絲電路（保險盒） 15 外部輸入/輸出電路 16A 微調暫存器 16B 微調暫存器 16C 微調暫存器 16D 微調暫存器 16E 微調暫存器 16F 微調暫存器 17 溫度管理模組 18 熱感測器 18A 熱感測器 18B 熱感測器 18C 熱感測器 18D 熱感測器 19 微調電阻器 19A 微調電阻器 103818.doc -25- 1272696

19B 微調電阻器 19C 微調電阻器 19D 微調電阻器 20 選擇器 20A 選擇器 20B 選擇器 20C 選擇器 20D 選擇器 21 選擇器 21A 選擇器 21B 選擇器 21C 選擇器 21D 選擇器 22 模式選擇輸入終端 23 資料輸入終端 24 電阻器控制信號輸入終端 25 警報輸出終端 25A 警報輸出終端 25B 警報輸出終端 25C 警報輸出終端 25D 警報輸出終端 26 資料輸出終端 27 電壓轉換器 27 A 電壓轉換器 103818.doc -26- 1272696 27B 電壓轉換器 21C 電壓轉換器 27D 電壓轉換器 28 電壓轉換器 28A 電壓轉換器 28B 電壓轉換器 28C 電壓轉換器 28D 電壓轉換器 29 選擇器 30A 溫度感測電路 30B 溫度感測電路 30C 溫度感測電路 30D 溫度感測電路 31A 核心 31B 核心 31C 核心 31D 核心 32A 記憶體 32B 記憶體 32C 記憶體 32D 記憶體 33 I/O (輸入/輸出）電路 34 電壓產生電路 41A 算術單元區塊 103818.doc -27- 1272696

41B 算術單元區塊 41C 算術單元區塊 41D 算術單元區塊 42A 嵌入式DRAM 42B 嵌入式DRAM 42C 嵌入式DRAM 42D 嵌入式DRAM 43 高速I/O電路 44 偏壓電路 45 電流源 46 差動放大器 47 微調電路 48 NAND電路 103818.doc -28-

Claims (1)

1272696 十、申請專利範圍： 1· 一種半導體積體電路，其具有獨立地使用第一及第二電 源電麼之一系統，該半導體積體電路包含： 一第一區域，其被提供該第一電源電壓； 熱感測器’其係放置於該第一區域内，·以及 一第一輸入路徑，其係置放於該第一區域内並將決定 該熱感測器之控制内容的微調資料傳送至該熱感測器。 2·如請求項1之半導體積體電路，其進一步包含·· 一第二區域，其被提供該第二電源電壓； 一第二輸入路徑，其係放置於該第二區域内並將該微 調資料傳送至該熱感測器；以及 選擇器，其係放置於該第一區域内並選擇該等第一 及弟二輸入路捏之一。 3. 如請求項2之半導體積體電路，其中該選擇器在一測試中 選擇該第-輸入路徑，而在一正常操作中選擇該第二輸 入路徑。 4. 如請求項1之半導體積體電路，其進一步包含： 一資料輸出終端，其係放置於該第 £域内並輸出藉 由該弟輸入路徑輸入的該微調資料。 5·如請求項1之半導體積體電路，其進一步包含· 一第一輸出路徑，其係放置於該第 士兮劫成、、日丨的 區域内並輸出藉 由μ…、感測器谓測到之一警報信號。 6·.如請求項5之半導體積體電路，其進一步包含. 一第二輪出路徑，其將該警報信號傳=㈣二 103818.doc 1272696 内之一溫度管理模組；以及 =擇&其係放置於該第―區域内並選擇該等 及弟一輸出路徑之一。 7. 如清求項6之半導體積體電路 選擇該第-輪出路抑^ 擇在一測試中 J出路徑，而在一正常操 出路徑。 7、评邊弟一輸 8. 如請求項1之半導體積體電路，其進一步包含： ==源終端，其被提供該第—電源電麗；以及 —電源終端，其被提供該第二電源電壓。 9. 如=求項1之半導體積體電路，其進-步包含： -電壓產生電路’其產生該等第—及第 10. 如請求項1之半導體積體電路 /'、座。 該第二電源電卷。 、中及弟-電源電屢高於 11. 如請求項H)之半導體積體電路，其進—步包含： -電壓轉換器’其用作該等第 3 面。 乐—&域間之一介 12. 如請求項1之半導體積體電路 電壓具有相同值。專弟-及第二電源 13·如請求則之半導體積體電路，其中該 一串聯傳送政他 Α 輸入路役包括 、仏之一邛分，該串聯傳送路 接的複數個電阻器。 1匕3串聯連 14·如請求項1之半導體積體電路，其中 -串聯傳送路經之-部分，該串聯傳送二:入：梭包括 接的複數個電阻器。 k包含串聯連 103818.doc -2- 1272696 ϋ如請求項1之半導體積體電路，其進一步包含·· 一算術單元，其係放置於該第二區域内。 如明求項15之半導體積體電路，其中該熱感測器係鄰近 δ亥异術單元而加以定位。 17.如請求項1之半導體積體電路，其進一步包含： -記憶體及-I/O電路之至少一項，其係放置於該第二 區域内。 明求項17之半導體積體電路，其中該熱感測器係鄰近 該記憶體及該！/〇電路之至少一項而加以定位。 種圖形處理單70 ’其包含如請求項1之半導體積體電 路。 種處理态’其包括包含如請求項i之半導體積體電路的 一中央處理單元。 2!.-種提供在不同於_第二區域之—第—區域内的一熱感 測器之微調測試方法，其包含· 供應一第一電源電壓至該第一區域； 利用置放於該第一 Α » El域内之一弟一輸入路徑將微調資 料輸入該熱感測器；以及 根據該微調資料校準該熱感測器之溫度。 22·如請求項21之微調測試方法，其中利用置放於該第一區 域内之-資料輪出終端輸出該微調資料。 23.如請求項21之微調測試方法，其進一步包含： 在一正常操作中供應該第-電源電壓至：第一區域； 供應-第二電源電壓至該第二區域；以及 103818.doc 1272696 利用置放於該第二區域内之一第二輸入路徑將該微調 資料輸入該熱感測器。 24·如請求項23之微調測試方法，其中將該第一電源電壓供 應至一第一電源供應終端，並將該第二電源電壓供應至 一第二電源供應終端。 25 ·如請求項23之微調測試方法，其中藉由一電壓產生電路 產生該等第一及第二電源電壓。 26·如請求項23之微調測試方法，其中該第一電源電壓高於 該第二電源電壓。 27·如請求項26之微調測試方法，其中透過一電壓轉換器在 5亥荨弟一及第二區域間傳送資料。 28·如請求項23之微調測試方法，其中該等第一及第二電源 電壓具有相同值。 29·如請求項21之微調測試方法，其中利用置放於該第一區 域内之一第一輸出路徑輸出該熱感測器所偵測到之一警 報信號。 u 3〇·如請求項29之微調測試方法，其進一步包含：

内之一溫度管理模組。 一電源電壓至該第一區域； 警報信號輸出至該第二區域 103818.doc