專利名稱：包括數(shù)據(jù)保持鎖存器的鎖存電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎖存電路領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及包括數(shù)據(jù) 保持鎖存器的鎖存電路。
背景技術(shù)：
靜態(tài)漏電流正成為尺寸不足100納米的CMOS工藝器件總功 耗中的一個(gè)重要因素。相應(yīng)地，減少漏電流的技術(shù)正變得更重要。 停止漏電流的一種方式是在電路閑置時(shí)切斷電路的電源。減少漏電 流的另一種方法是使用位于邏輯門與Vdd和Vss電源之間的高閾值 PMOS"頭部"晶體管或高閾值NMOS"腳部"晶體管，在系統(tǒng)閑置時(shí) 斷開CMOS邏輯門和電源的連接。此技術(shù)通常稱為多閾值 CMOS(MTCMOS)。
雖然上述技術(shù)確實(shí)減少了在電路閑置時(shí)由于漏電流而產(chǎn)生的功 耗，但它們的缺陷是，無(wú)論是切斷電源還是與電路隔開，存儲(chǔ)的時(shí) 序電路(鎖存器和觸發(fā)器)的邏輯狀態(tài)都會(huì)丟失。有一些鎖存電路設(shè) 計(jì)通過(guò)包括由單獨(dú)的永久啟用的電源供電的少量器件，在大部分其 電路下電時(shí)保持存儲(chǔ)的狀態(tài)。此類器件有時(shí)稱為"保持觸發(fā)器"。一 種已知類型的保持觸發(fā)器具有與通常的主從鎖存器分開的附加鎖存 器，它在其余電路下電時(shí)保持存儲(chǔ)的狀態(tài)。這種類型的鎖存電路有 時(shí)稱為"氣球觸發(fā)器"，并且附加數(shù)據(jù)保持鎖存器稱為"氣球鎖存器"。
雖然保持鎖存器具有減少靜態(tài)漏電流和避免狀態(tài)丟失以使處理 可快速恢復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，但它們本身確實(shí)有缺點(diǎn)。需要提供控制信號(hào)以 控制狀態(tài)保存到氣球(數(shù)據(jù)保持)鎖存器并將保存的狀態(tài)恢復(fù)回主鎖 存器。由于一般存在較大數(shù)量的鎖存器，并且需要為這些鎖存器提 供適當(dāng)?shù)谋４婧突謴?fù)控制信號(hào)，因此必須在有關(guān)的整個(gè)系統(tǒng)中廣泛
分布這些控制信號(hào)。附加的電路布局、面積、功耗和與這些高扇出 保存和恢復(fù)控制信號(hào)相關(guān)聯(lián)的其它開銷是重大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
從一個(gè)方面來(lái)看，本發(fā)明提供一種具有數(shù)據(jù)信號(hào)輸入、掃描信 號(hào)輸入、時(shí)鐘信號(hào)輸入、復(fù)位信號(hào)輸入、掃描使能信號(hào)輸入及數(shù)據(jù)
信號(hào)輸出的鎖存電路，所述鎖存電路包括
功能路徑鎖存器，具有活動(dòng)模式和不活動(dòng)模式在所述活動(dòng)模 式中，所述功能路徑鎖存器可操作響應(yīng)在所述時(shí)鐘信號(hào)輸入接收的 時(shí)鐘信號(hào)來(lái)存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸入接收的數(shù)據(jù)信號(hào)值并在所述數(shù) 據(jù)信號(hào)輸出輸出所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；而在所述不活動(dòng)模式中，所述功 能路徑鎖存器不能夠存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；以及
數(shù)據(jù)保持鎖存器，可操作以在所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述不 活動(dòng)模式時(shí)保存來(lái)自所述功能路徑鎖存器的所述數(shù)據(jù)信號(hào)值，并在 所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述活動(dòng)模式時(shí)將所述數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到 所述功能路徑鎖存器；其中
在所述復(fù)位信號(hào)輸入接收的復(fù)位信號(hào)和在所述掃描使能信號(hào)輸 入接收的掃描使能信號(hào)控制所述功能路徑鎖存器和所述數(shù)據(jù)保持鎖 存器以
(i) 復(fù)位至少所述功能路徑鎖存器；
(ii) 將所述數(shù)據(jù)保持鎖存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所述功 能路徑鎖存器；
(iii) 選擇在所述掃描信號(hào)輸入接收的掃描信號(hào)輸入值，用于在 所述功能路徑鎖存器和所述數(shù)據(jù)保持鎖存器至少之一中存儲(chǔ)；以及
(iv) 將來(lái)自所述功能路徑鎖存器的數(shù)據(jù)信號(hào)值保存到所述數(shù)據(jù) 保持鎖存器。
本技術(shù)考慮，鎖存電路一般已經(jīng)提供有復(fù)位信號(hào)和掃描使能信 號(hào)。提供復(fù)位信號(hào)以確保適當(dāng)?shù)膹?fù)位行為，諸如上電復(fù)位行為，使
得系統(tǒng)在需要時(shí)將從預(yù)定義的已知條件啟動(dòng)。復(fù)位信號(hào)強(qiáng)制鎖存器
為某個(gè)已知狀態(tài)，無(wú)論那是0還是1，本文均包括了兩種可能性。
掃描使能信號(hào)一般提供用于許多集成電路設(shè)計(jì)內(nèi)的鎖存器，以允許 執(zhí)行調(diào)試和診斷操作，由此可將鎖存的信號(hào)值捕獲到串行掃描鏈中 以及從集成電路中恢復(fù)。還可能為診斷目的經(jīng)串行掃描鏈將信號(hào)值 插入鎖存器。復(fù)位信號(hào)和掃描使能信號(hào)一般已經(jīng)提供到集成電路內(nèi) 的大部分鎖存器，并且本技術(shù)再使用這兩個(gè)信號(hào)附加地提供與作為 一個(gè)整體的鎖存電路內(nèi)數(shù)據(jù)保持鎖存器有關(guān)的所需保存和恢復(fù)控制 功能。該技術(shù)考慮在現(xiàn)有使用復(fù)位和掃描使能信號(hào)中的正交性和冗 余性，并利用此組合使用這兩個(gè)信號(hào)以附加地編碼保存和恢復(fù)控制 并將其傳送到鎖存電路。雖然經(jīng)復(fù)位信號(hào)和掃描使能信號(hào)的數(shù)據(jù)保 持鎖存器功能控制可在各種不同情況中有用，但它在功能路徑鎖存 器和數(shù)據(jù)保持鎖存器連接到單獨(dú)的電源域的環(huán)境中特別有用。此類 布置允許在功能路徑鎖存器不活動(dòng)時(shí)使其電源域下電，而數(shù)據(jù)保持 鎖存器的電源域保持供電，使得可在功能路徑鎖存器的不活動(dòng)模式 期間保持其中的數(shù)據(jù)信號(hào)值。
如果數(shù)據(jù)保持鎖存器由門形成，這些門具有與比功能路徑鎖存 器的門更低的靜態(tài)漏電流電平和更慢的切換時(shí)間相關(guān)聯(lián)的閾值電 壓，則可進(jìn)一步增強(qiáng)鎖存電路的節(jié)能能力。功能路徑鎖存器一般更 可能在實(shí)現(xiàn)期望級(jí)別的處理性能以及相應(yīng)快速使用所需的集成電路 內(nèi)關(guān)鍵路徑上，但泄漏門是合乎需要的，而數(shù)據(jù)保持鎖存器對(duì)速度 不是如此關(guān)鍵，因此可在其結(jié)枸中使用更慢但更功率有效的門。
數(shù)據(jù)保持鎖存器可提供一個(gè)附加功能，該功能在用于驅(qū)動(dòng)與正
常數(shù)據(jù)輸出信號(hào)分開的掃描^:據(jù)輸出信號(hào)的情況下有助于減少功耗 和提高速度。這使得在集成電路的正常操作(功能)模式期間正常數(shù) 據(jù)輸出信號(hào)無(wú)需驅(qū)動(dòng)與掃描輸出相關(guān)聯(lián)的任何連接或電路。
數(shù)據(jù)保持鎖存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信號(hào)值的能力在要將該數(shù)據(jù)信號(hào)值多 次恢復(fù)到功能路徑鎖存器的情況下還可使用。這在研究特定故障或
情況期間要在多種場(chǎng)合下從特定已知狀態(tài)重新啟動(dòng)電路時(shí)可用于診 斷操作。
將理解，并不需要為集成電路內(nèi)的所有鎖存器提供數(shù)據(jù)^限持功 能。 一些鎖存器可能沒有體系結(jié)構(gòu)的重要性，并且在低功率才莫式期 間在此類鎖存器內(nèi)保存臨時(shí)狀態(tài)毫無(wú)益處。在此類環(huán)境中，無(wú)需承 受與在此類情況內(nèi)提供數(shù)據(jù)保持鎖存器相關(guān)聯(lián)的電路開銷。作為數(shù) 據(jù)保持鎖存器存在之處恢復(fù)功能控制的一部分，使用復(fù)位信號(hào)具有
以下優(yōu)點(diǎn)作為恢復(fù)信令一部分的復(fù)位信號(hào)中相同的改變可用于復(fù) 位不具有數(shù)據(jù)保持能力的那些鎖存器，由此當(dāng)存在此類混合類型鎖 存器時(shí)簡(jiǎn)化作為 一個(gè)整體的集成電路的控制。
從另一方面來(lái)看，本發(fā)明提供一種具有數(shù)據(jù)信號(hào)輸入、掃描信 號(hào)輸入、時(shí)鐘信號(hào)輸入、復(fù)位信號(hào)輸入、掃描使能信號(hào)輸入及數(shù)據(jù) 信號(hào)輸出的鎖存電路，所述鎖存電路包括
功能路徑鎖存器部件，用于在活動(dòng)模式中響應(yīng)在所述時(shí)鐘信號(hào) 輸入接收的時(shí)鐘信號(hào)，存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸入接收的數(shù)據(jù)信號(hào)值 并在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸出輸出所述數(shù)據(jù)信號(hào)值，而在不活動(dòng)^f莫式中， 不存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；以及
數(shù)據(jù)保持鎖存器部件，用于在所述功能路徑鎖存器部件進(jìn)入所 述不活動(dòng)模式時(shí)保存來(lái)自所述功能路徑鎖存器部件的所述數(shù)據(jù)信號(hào)
值，并在所述功能路徑鎖存器部件進(jìn)入所述活動(dòng)模式時(shí)將所述數(shù)據(jù) 信號(hào)值恢復(fù)到所述功能路徑鎖存器部件；其中
在所述復(fù)位信號(hào)輸入接收的復(fù)位信號(hào)和在所述掃描使能信號(hào)輸 入接收的掃描使能信號(hào)控制所述功能路徑鎖存器部件和所述凄t據(jù)保 持鎖存器部件以
(i) 復(fù)位至少所述功能路徑鎖存器部件；
(ii) 將所述數(shù)據(jù)保持鎖存器部件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所 述功能路徑鎖存器部件；
(iii) 選擇在所述掃描信號(hào)輸入接收的掃描信號(hào)輸入值，用于在
所述功能路徑鎖存器部件和所述數(shù)據(jù)保持鎖存器部件至少之一中存
儲(chǔ)；以及
(iv)將來(lái)自所述功能路徑鎖存器部件的數(shù)據(jù)信號(hào)值保存到所述 數(shù)據(jù)保持鎖存器部件。
從又一方面來(lái)看，本發(fā)明提供一種控制鎖存電路的方法，所述 鎖存電路具有數(shù)據(jù)信號(hào)輸入、掃描信號(hào)輸入、時(shí)鐘信號(hào)輸入、復(fù)位 信號(hào)輸入、掃描使能信號(hào)輸入及數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，所述鎖存電路包括
功能路徑鎖存器，具有活動(dòng)模式和不活動(dòng)模式在所述活動(dòng)模 式中，所述功能路徑鎖存器可才喿作響應(yīng)在所述時(shí)鐘信號(hào)輸入接收的 時(shí)鐘信號(hào)來(lái)存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸入接收的數(shù)據(jù)信號(hào)值并在所述數(shù) 據(jù)信號(hào)輸出輸出所述數(shù)據(jù)信號(hào)^i;而在所述不活動(dòng)模式中，所述功 能路徑鎖存器不能夠存儲(chǔ)所述凄丈據(jù)信號(hào)值；以及
數(shù)據(jù)保持鎖存器，可操作以在所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述不 活動(dòng)模式時(shí)保存來(lái)自所述功能^各徑鎖存器的所述數(shù)據(jù)信號(hào)值，并在 所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述活動(dòng)模式時(shí)將所述數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到 所述功能路徑鎖存器；所述方法包括
響應(yīng)在所述復(fù)位信號(hào)輸入^姿收的復(fù)位信號(hào)和在所述掃描使能信 號(hào)輸入接收的掃描使能信號(hào)，控制所述功能路徑鎖存器和所述數(shù)據(jù) 保持鎖存器以
(i) 復(fù)位至少所述功能路徑鎖存器；
(ii) 將所述數(shù)據(jù)保持鎖存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所述功 能路徑鎖存器；
(iii) 選擇在所述掃描信號(hào)輸入接收的掃描信號(hào)輸入值，用于在 所述功能路徑鎖存器和所述數(shù):提保持鎖存器至少之一 中存4諸；以及
(iv) 將來(lái)自所述功能路徑鎖存器的數(shù)據(jù)信號(hào)值保存到所述數(shù)據(jù) 保持鎖存器。
結(jié)合附圖閱讀下面說(shuō)明性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，將明白本發(fā)明的 上述和其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示意地示出執(zhí)行恢復(fù)才喿作的鎖存電路操作； 圖2示意地示出執(zhí)行復(fù)位操作的鎖存電路操作； 圖3示意地示出執(zhí)行保存操作的鎖存電路操作； 圖4示意地示出執(zhí)行掃描操作的鎖存電路操作； 圖5是示出用于控制圖1到圖4鎖存電路操作的復(fù)位信號(hào)和掃
描使能信號(hào)組合的表格；以及
圖6示意地示出一種設(shè)備，該設(shè)備可包括具有數(shù)據(jù)保持鎖存器
和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鎖存電路的多個(gè)鎖存電路，所有鎖存電路通過(guò)相同的復(fù)
位和掃描使能信號(hào)控制。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一般位于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理設(shè)備內(nèi)的鎖存電路2。將理解， 此類設(shè)備一般將具有集成電路的形式，并且將包括成百上千或成千 上萬(wàn)個(gè)鎖存電路。此鎖存電^^包括觸發(fā)器鎖存器形式的功能鎖存 器，而功能鎖存器具有由弱反饋布置中相應(yīng)反相器形成的主部分4 和從部分6，其中一個(gè)反相器受時(shí)鐘信號(hào)的門控。傳輸門8、 10以 正常方式將觸發(fā)器鎖存器內(nèi)的這些鎖存器分開。將理解，此功能路 徑鎖存器在此示例中為具有主從鎖存器4、 6的觸發(fā)器形式，但本 技術(shù)還應(yīng)用于此功能路徑鎖存器可采用不同形式的實(shí)施例，例如， 它可包括單個(gè)鎖存元件。
此功能路徑鎖存器4、 6、 8、 10在通過(guò)正常功能(操作^莫式處 理期間使用的鎖存電路2的主功能路徑上時(shí)，它由使用低閾值電壓 的快速門形成。此類快速門在很大程度上有靜態(tài)漏電流的缺點(diǎn)，但 操作速度的提高合乎需要。
數(shù)據(jù)保持鎖存器(氣球鎖存器)由反饋反相器12、 14形成。數(shù)據(jù) 保持鎖存器12、 14由具有比功能路徑上器件更低的靜態(tài)漏電流的 較慢高壓閾值器件形成。功能路徑鎖存器器件在第 一電源域上形
成，該電源域可對(duì)應(yīng)于功能路徑鎖存器在其活動(dòng)模式和其不活動(dòng)模
式而選擇性地上電和斷電。數(shù)據(jù)保持鎖存器12、 14在單獨(dú)電源域 上，其不論功能路徑鎖存器的模式如何都永久性供電。
鎖存電路2具有接收數(shù)據(jù)信號(hào)值的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入D、接收掃描 信號(hào)值的掃描信號(hào)輸入SI、接收時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)輸入bclk、 nclk、接收復(fù)位信號(hào)的復(fù)位信號(hào)輸入nreset、接收掃描使能信號(hào)的 掃描使能信號(hào)輸入SE以及生成數(shù)據(jù)信號(hào)輸出值的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出Q。
圖l示出恢復(fù)操作。為了強(qiáng)制進(jìn)行此恢復(fù)操作，可將復(fù)位信號(hào) nreset設(shè)為低，并且將掃描使能信號(hào)SE也設(shè)為低。為低的掃描使能 信號(hào)SE提供到"或非(NOR)"門16的一個(gè)輸入，使得"或非"門 16的輸出由其另一輸入控制。此另一輸入來(lái)自于數(shù)據(jù)保持鎖存器 12、 14，并且是存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值dv。此存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值dv因而從"或 非"門16輸出(以反相形式)，并通過(guò)反相器18進(jìn)入功能路徑鎖存 器4、 6的主鎖存器部分4。隨后，它進(jìn)入功能路徑鎖存器4、 6的 從部分6。用于鎖存電路2的時(shí)鐘信號(hào)bclk、 nclk被保持，使得在 此恢復(fù)操作期間傳輸門IO是透明的，并且傳輸門8是不透明的。 這可通過(guò)將時(shí)鐘信號(hào)與復(fù)位信號(hào)nreset進(jìn)行"或非"運(yùn)算以生成施 加到傳輸門8、 10的時(shí)鐘信號(hào)(即bclk、 nclk)而實(shí)現(xiàn)。
將理解，在可執(zhí)行圖1所示的恢復(fù)操作前，必須將功能路徑鎖 存器返回到其操作的活動(dòng)模式，恢復(fù)其電源，使得從數(shù)據(jù)保持鎖存 器12、 14饋送到它的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)值可被適當(dāng)?shù)夭东@，并安全地保持 在功能路徑鎖存器內(nèi)。
圖2示意地示出鎖存電路2的復(fù)位操作。與圖l相比不同之處 在于，在此示例中掃描使能信號(hào)SE保持為高。此掃描使能信號(hào)SE 作為到"或非"門16的一個(gè)輸入提供，并因此強(qiáng)制此"或非"門16 的輸出為低，而不論從數(shù)據(jù)保持鎖存器12、 14提供到該"或非" 門16另一輸入的值如何。因此，反相器18的輸出被強(qiáng)制為高，并 且此輸出作為復(fù)位值饋入功能路徑鎖存器，通過(guò)該鎖存器傳播以到
達(dá)數(shù)據(jù)信號(hào)輸出Q。此最終數(shù)據(jù)輸出將為零，對(duì)應(yīng)于鎖存電路2被 復(fù)位信號(hào)強(qiáng)制為零輸出。
圖3示出保存操作。在圖3的示例中，復(fù)位信號(hào)nreset設(shè)為高， 因此"或非"門16為不活動(dòng)。觸發(fā)器主部分4內(nèi)的反饋為活動(dòng)， 取決于當(dāng)時(shí)的時(shí)鐘狀態(tài)。為了執(zhí)行保存操作，加脈沖將掃描使能信 號(hào)SE設(shè)為高值。這暫時(shí)打開了反相器20,其用于將從鎖存器內(nèi)當(dāng) 前保持的數(shù)據(jù)信號(hào)值dv引導(dǎo)到數(shù)據(jù)保持鎖存器12、 14。在掃描使 能信號(hào)SE的此加脈沖期間，反相器14保持切斷，以避免在捕獲的 新數(shù)據(jù)值dv與數(shù)據(jù)保持鎖存器12、 14內(nèi)任一現(xiàn)有值之間出現(xiàn)任何 沖突。傳輸門8在掃描使能信號(hào)SE的此加脈沖期間保持關(guān)閉，使 得掃描信號(hào)輸入SI不將掃描信號(hào)輸入值饋入功能路徑鎖存器。反 相器22、 24用作根據(jù)掃描使能信號(hào)SE的值在掃描信號(hào)值輸入SI 與數(shù)據(jù)信號(hào)輸入D之間選擇的多路復(fù)用器。
圖4示出操作的掃描模式。在此模式中，復(fù)位信號(hào)nreset再次 被保持為高，并且掃描使能信號(hào)SE被保持為高。保持為高的掃描 使能信號(hào)SE用于切換多路復(fù)用器22、 24，以選擇通過(guò)傳輸門8到 功能路徑鎖存器4、 6中的掃描信號(hào)輸入SI。數(shù)據(jù)保持鎖存器12、 14還用于捕獲經(jīng)緩沖電路(反相器26的形式)饋送到掃描數(shù)據(jù)輸出 SO(僅在圖4中示出)的掃描輸出數(shù)據(jù)值。此掃描數(shù)據(jù)輸出與功能路 徑鎖存器4、 6的正常數(shù)據(jù)輸出Q分開，由此減少了正常數(shù)據(jù)輸出 Q上的負(fù)載。
圖5是示出復(fù)位信號(hào)nreset和掃描使能信號(hào)SE的各種狀態(tài)及 它們執(zhí)行的功能的表格。表中示出的一個(gè)附加狀態(tài)是鎖存電路2的 正常操作模式，在該模式中，復(fù)位信號(hào)nreset保持為高，并且掃描 使能信號(hào)SE保持為低。在此操作模式中，功能路徑鎖存器用于根 據(jù)其時(shí)鐘控制信號(hào)bclk、 nclk及其正常觸發(fā)器操作而在其相應(yīng)主從 級(jí)4、 6之間捕獲和傳遞正常操作數(shù)據(jù)值。
圖6示意地示出可如何通過(guò)包括如上所述的數(shù)據(jù)保持鎖存器 12、 14的多個(gè)鎖存電路28以及不包括此類數(shù)據(jù)保持鎖存器的多個(gè) 鎖存電路30來(lái)形成集成電路。這兩組鎖存器28、 30均可由相同的 復(fù)位信號(hào)nreset和掃描使能信號(hào)SE驅(qū)動(dòng)。包括數(shù)據(jù)保持鎖存器12、 14的鎖存器28將顯示出前面所述的保存和恢復(fù)功能以及正常的掃 描和復(fù)位功能。不具有數(shù)據(jù)保持鎖存器12、 14的鎖存器30顯示出 其正常的行為，并響應(yīng)于復(fù)位和掃描使能信號(hào)只執(zhí)行正常的復(fù)位和 掃描操作。圖6中還示出了可從分別命令恢復(fù)操作、上電復(fù)位才喿作 (POR)、保存操作和掃描操作(SE)的輸入生成復(fù)位信號(hào)的方式。
雖然在本文參照附圖已詳細(xì)描述了本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例，但 要理解，本發(fā)明并不限于那些具體實(shí)施例，并且在不脫離如隨附權(quán) 利要求書定義的本發(fā)明范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可 實(shí)現(xiàn)其各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種鎖存電路，具有數(shù)據(jù)信號(hào)輸入、掃描信號(hào)輸入、時(shí)鐘信號(hào)輸入、復(fù)位信號(hào)輸入、掃描使能信號(hào)輸入以及數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，所述鎖存電路包括功能路徑鎖存器，具有活動(dòng)模式和不活動(dòng)模式在所述活動(dòng)模式中，所述功能路徑鎖存器可操作響應(yīng)于在所述時(shí)鐘信號(hào)輸入接收的時(shí)鐘信號(hào)，存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸入接收的數(shù)據(jù)信號(hào)值，并在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸出上輸出所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；而在所述不活動(dòng)模式中，所述功能路徑鎖存器不能夠存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；以及數(shù)據(jù)保持鎖存器，可操作以在所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述不活動(dòng)模式時(shí)保存來(lái)自所述功能路徑鎖存器的所述數(shù)據(jù)信號(hào)值，并在所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述活動(dòng)模式時(shí)將所述數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所述功能路徑鎖存器；其中在所述復(fù)位信號(hào)輸入接收的復(fù)位信號(hào)和在所述掃描使能信號(hào)輸入接收的掃描使能信號(hào)控制所述功能路徑鎖存器和所述數(shù)據(jù)保持鎖存器以(i)復(fù)位至少所述功能路徑鎖存器；(ii)將所述數(shù)據(jù)保持鎖存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所述功能路徑鎖存器；(iii)選擇在所述掃描信號(hào)輸入接收的掃描信號(hào)輸入值，用于在所述功能路徑鎖存器和所述數(shù)據(jù)保持鎖存器至少之一中存儲(chǔ)；以及(iv)將來(lái)自所述功能路徑鎖存器的數(shù)據(jù)信號(hào)值保存到所述數(shù)據(jù)保持鎖存器。
2. 如權(quán)利要求1所述的鎖存電路，其中所述功能路徑鎖存器 連接到第一電源域，并且所述數(shù)據(jù)保持鎖存器連接到第二電源域。
3. 如權(quán)利要求2所述的鎖存電路，其中在所述功能路徑鎖存 器在所述不活動(dòng)模式時(shí)，所述第一電源域不向所述功能路徑鎖存器 提供電力，而所述第二電源域繼續(xù)向所述數(shù)據(jù)保持鎖存器供電。
4. 如權(quán)利要求3所述的鎖存電路，其中所述功能路徑鎖存器 包括具有第 一閾值電壓的一個(gè)或多個(gè)門，并且所述數(shù)據(jù)保持鎖存器 包括具有第二閾值電壓的一個(gè)或多個(gè)門，所述第一閾值電壓具有提 供比所述第二閾值電壓更快的切換和更高的靜態(tài)漏電流的電平。
5. 如權(quán)利要求1所述的鎖存電路，具有與所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸出 分開的掃描信號(hào)輸出，所述掃描信號(hào)輸出經(jīng)掃描信號(hào)輸出緩沖電路 從所述數(shù)據(jù)保持鎖存器驅(qū)動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求1所述的鎖存電路，其中所述數(shù)據(jù)保持鎖存器 中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)值可被多次^l復(fù)到所述功能路徑鎖存器。
7. 如權(quán)利要求1所述的鎖存電路，其中所述功能路徑鎖存器 為觸發(fā)器鎖存器。
8. —種具有一個(gè)或多個(gè)如權(quán)利要求1所述的鎖存電路和不包 括數(shù)據(jù)保持鎖存器的鎖存電路的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述一個(gè)或多個(gè)如 權(quán)利要求1所述的鎖存電路和不包括數(shù)據(jù)保持鎖存器的所述鎖存器 共享至少所述復(fù)位信號(hào)，并可才喿作使得作為控制所述一個(gè)或多個(gè)如 權(quán)利要求1所述的鎖存電路以將所述數(shù)據(jù)保持鎖存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 信號(hào)值恢復(fù)到所述功能路徑鎖存器的一部分執(zhí)行的所述復(fù)位信號(hào)中 的改變用來(lái)復(fù)位所述一個(gè)或多個(gè)不包括數(shù)據(jù)保持鎖存器的鎖存器。
9. 一種鎖存電路，具有凄丈據(jù)信號(hào)輸入、掃描信號(hào)輸入、時(shí)鐘 信號(hào)輸入、復(fù)位信號(hào)輸入、掃描使能信號(hào)輸入以及數(shù)據(jù)信號(hào)輸出， 所述鎖存電路包括功能路徑鎖存器部件，用于在活動(dòng)模式中響應(yīng)于在所述時(shí)鐘信 號(hào)輸入接收的時(shí)鐘信號(hào)，存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸入接收的數(shù)據(jù)信號(hào) 值并在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸出上輸出所述數(shù)據(jù)信號(hào)值，而在不活動(dòng)模式 中，不存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；以及數(shù)據(jù)保持鎖存器部件，用于在所述功能路徑鎖存器部件進(jìn)入所 述不活動(dòng)模式時(shí)保存來(lái)自所述功能路徑鎖存器部件的所述數(shù)據(jù)信號(hào) 值，并在所述功能路徑鎖存器部件進(jìn)入所述活動(dòng)模式時(shí)將所述數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所述功能路徑鎖存器部件；其中在所述復(fù)位信號(hào)輸入接收的復(fù)位信號(hào)和在所述掃描使能信號(hào)輸 入接收的掃描使能信號(hào)控制所述功能路徑鎖存器部件和所述數(shù)據(jù)保 持鎖存器部件以(i) 復(fù)位至少所述功能路徑鎖存器部件；(ii) 將所述數(shù)據(jù)保持鎖存器部件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所 述功能路徑鎖存器部件；(iii) 選擇在所述掃描信號(hào)輸入接收的掃描信號(hào)輸入值，用于在 所述功能路徑鎖存器部件和所述數(shù)據(jù)保持鎖存器部件至少之一中存 儲(chǔ)；以及(iv) 將來(lái)自所述功能路徑鎖存器部件的數(shù)據(jù)信號(hào)值保存到所述 數(shù)據(jù)保持鎖存器部件。
10. —種包括一個(gè)或多個(gè)如權(quán)利要求1所述的鎖存電路的集成 電路。
11. 一種控制具有數(shù)據(jù)信號(hào)輸入、掃描信號(hào)輸入、時(shí)鐘信號(hào)輸 入、復(fù)位信號(hào)輸入、掃描使能信號(hào)輸入以及數(shù)據(jù)信號(hào)輸出的鎖存電 路的方法，所述鎖存電路包括功能路徑鎖存器，具有活動(dòng)模式和不活動(dòng)模式在所述活動(dòng)模 式中，所述功能路徑鎖存器可操作響應(yīng)于在所述時(shí)鐘信號(hào)輸入接收 的時(shí)鐘信號(hào)，存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)信號(hào)輸入接收的數(shù)據(jù)信號(hào)值，并在所 述數(shù)據(jù)信號(hào)輸出上輸出所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；而在所述不活動(dòng);^莫式中，所述功能i 各徑鎖存器不能夠存^i者所述數(shù)據(jù)信號(hào)值；以及數(shù)據(jù)保持鎖存器，可操作以在所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述不活動(dòng)模式時(shí)保存來(lái)自所述功能路徑鎖存器的所述數(shù)據(jù)信號(hào)值，并在所述功能路徑鎖存器進(jìn)入所述活動(dòng)模式時(shí)將所述數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所述功能i 各徑鎖存器；所述方法包括響應(yīng)于在所述復(fù)位信號(hào)輸入接收的復(fù)位信號(hào)和在所述掃描使能 信號(hào)輸入接收的掃描使能信號(hào)，控制所述功能路徑鎖存器和所述數(shù)據(jù)保持鎖存器以(i) 復(fù)位至少所述功能路徑鎖存器；(ii) 將所述數(shù)據(jù)保持鎖存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)值恢復(fù)到所述功 能路徑鎖存器；(iii) 選擇在所述掃描信號(hào)輸入接收的掃描信號(hào)輸入值，用于在 所述功能路徑鎖存器和所述數(shù)據(jù)保持鎖存器至少之一中存儲(chǔ)；以及(iv) 將來(lái)自所述功能路徑鎖存器的數(shù)據(jù)信號(hào)值保存到所述數(shù)據(jù) 保持鎖存器。
全文摘要
描述了一種鎖存電路(2)，包括功能路徑鎖存器(4，6)，其可以為標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)器形式，連同數(shù)據(jù)保持鎖存器(12，14)。復(fù)位信號(hào)預(yù)置和掃描使能信號(hào)SE用于控制這些鎖存器以執(zhí)行復(fù)位、掃描、保存和恢復(fù)功能。保存和恢復(fù)功能用于將來(lái)自功能路徑鎖存器(4，6)的數(shù)據(jù)值dv保存到數(shù)據(jù)保持鎖存器(12，14)中并恢復(fù)此值，使得功能路徑鎖存器可下電而不丟失數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01R31/3185GK101099292SQ200580046221
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日
發(fā)明者D·W·弗林, D·W·霍沃德 申請(qǐng)人:Arm有限公司