一種上下堆疊多顆芯片時減少芯片間互連線的方法技術

本發明專利技術公開了一種上下堆疊多顆芯片時減少芯片間互連線的方法，包括：在上下堆疊多顆芯片中的每個芯片上設置雙向控制單元；每個芯片的微控制器標準系統總線中輸入數據總線信號和輸出數據總線信號連接至雙向控制單元；每個芯片的微控制器標準系統總線中數據總線讀寫使能信號連接至每個雙向控制單元；通過互連線將雙向控制單元分別上下連接。本發明專利技術采用了雙向控制單元整合微控制器標準系統總線中輸入數據總線和輸出數據總線的信號線，減少用微控制器標準系統總線做管腳互連的上下堆疊芯片間互連線的數量，降低互連封裝后的片上系統芯片成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及芯片堆疊
，尤其涉及。
技術介紹
由于數字和模擬電路不能同時隨著集成電路制造工藝尺寸的不斷縮小而等比例縮小，所以當工藝不斷越來越先進的時候，用同一種工藝把數模混合片上系統實現在同一顆芯片上的成本就會越來越不優化。如圖I所示，現在基于芯片堆疊技術，把片上系統中的數字邏輯單元和模擬電路分開，把面積能夠隨著工藝尺寸不斷縮小而等比例縮小的數字邏 輯單元實現在先進的小尺寸工藝芯片上，把面積不能隨著工藝尺寸不斷縮小而等比例縮小的模擬電路實現在折舊完畢且價格低廉的大尺寸工藝芯片上，用微控制器標準系統總線做管腳互連上下堆疊芯片的方法也隨之出現。微控制器標準系統總線的信號數量是固定的，不會隨著系統片上外設的增多而增多，但由于系統總線本身包括數據總線，地址總線和控制總線，再加上現在的微控制器都是16位，32位或者64位的，所以總線總信號數量就會很多，比如ARM的標準系統總線AMBA，其信號總數為130個左右。這么多的信號線意味著更多的輸入輸出管腳，這就會增加上下堆疊芯片的面積，增加不必要的成本；這么多的信號線也意味著互聯線的增多，封裝成本也會增加。從而整個片上系統芯片的成本就會很高。
技術實現思路
本專利技術克服了現有技術中輸入輸出管腳數量越多造成芯片面積越大、芯片封裝成本上升的缺陷，提出了。本專利技術采用了雙向控制單元整合微控制器標準系統總線中的輸入輸出數據總線信號線，減少了互連線的數量，降低互連封裝后的片上系統芯片成本。本專利技術提出了，包括步驟一在所述上下堆疊多顆芯片中的每個芯片上設置至少一個雙向控制單元；步驟二 所述每個芯片的微控制器標準系統總線中至少一根輸入數據總線信號和至少一根輸出數據總線信號連接至所述雙向控制單元；步驟三所述每個芯片的微控制器標準系統總線中數據總線讀寫使能信號連接至每個所述雙向控制單元；步驟四通過至少一根互連線將所述雙向控制單元分別上下連接。其中，進一步包括步驟五將所述每個芯片的微控制器標準系統總線中的二根以上的信號線進行分組，分組后每個組通過一根互連線進行上下連接。其中，所述微控制器標準系統總線包括輸入數據總線、輸出數據總線、控制信號總線、地址信號總線。其中，當芯片間傳輸數據時，包括步驟Al :發送方芯片將數據通過發送方微控制器標準系統總線中輸出數據總線上的至少一根信號線傳輸至發送方雙向控制單元；步驟A2 :所述發送方雙向控制單元調節至輸出狀態，將所述數據傳輸至所述至少一根互連線；步驟A3 :所述至少一根互連線將所述數據傳輸至接收方雙向控制單元；步驟A4 :所述接收方雙向控制單元調節至輸入狀態，將所述互連線的數據通過接收方微控制器標準系統總線中的輸出數據總線上的至少一根信號線傳輸至接收方芯片。其中，進一步包括 步驟A5 :所述接收方芯片完成數據接收后，所述發送方雙向控制單元調節至輸入狀態，所述接收方雙向控制單元調節至輸出狀態，從而所述接收方芯片轉為所述發送方芯片，所述發送方芯片轉為所述接收方芯片；重新執行所述步驟Al至步驟A4，完成微控制器標準系統總線中輸入輸出數據總線上數據的反向傳輸。其中，進一步包括步驟BI :當所述發送方微控制器標準系統總線的信號線進行分組后，所述每個分組內二根以上信號線的并行信號數據轉為串行信號數據，分別分時傳輸至與所述分組連接的所述一個輸入輸出管腳上，通過與所述輸入輸出管腳相連接的互連線傳輸到接收方芯片上;步驟B2:當所述接收方芯片接收到串行信號數據時，所述接收方芯片將所述串行信號數據轉為每個分組內的并行數據，所述每個分組內的并行數據最終轉換成所述接收方微控制器標準系統總線的并行信號數據。其中，所述上下堆疊多顆芯片是由微控制器標準系統總線信號作為輸入輸出管腳進行上下互連。其中，所述上下堆疊多顆芯片采用硅通孔技術或者引線接合法進行上下互連。本專利技術可以整合微控制器標準系統總線中的讀寫雙向數據總線，將微控制器標準系統總線中的讀寫控制信號作為雙向控制單元的控制信號，將微控制器標準系統總線中的讀寫數據信號分別連到雙向控制單元上，雙向控制單元通過一個輸入輸出管腳傳輸數據，使讀寫數據共享一個輸入輸出管腳分時在互連線上傳輸。本專利技術既通過整合微控制器標準系統總線中的讀寫雙向數據總線，又可在上下芯片間分組串行傳輸微控制器標準系統總線中的信號線。本專利技術將信號線進行分組，對組內信號線的并行信號轉為串行信號通過互連線上傳輸，接收端將該串行信號轉為并行信號，從而在接收端被并行接收并處理，從而減少了上下互連芯片的管腳數目和芯片面積，以及互連線的數量，使互連封裝后的片上系統芯片成本大大降低。附圖說明圖I是現有技術中用微控制器標準系統總線做管腳互連上下堆疊芯片的示意圖。圖2是本專利技術減少芯片見互連線方法的流程圖。圖3是應用本專利技術方法后數據傳輸的流程圖。圖4是現有技術中輸入輸出數據總線的總線協議圖。圖5是本專利技術中整合輸入輸出數據總線的電路圖。圖6是本專利技術中分組串行傳輸微控制器標準系統總線中信號線的連接示意圖。具體實施例方式結合以下具體實施例和附圖，對本專利技術作進一步的詳細說明。實施本專利技術的過程、條件、實驗方法等，除以下專門提及的內容之外，均為本領域的普遍知識和公知常識，本專利技術沒有特別限制內容。11-發送方芯片，12-發送方微控制器標準系統總線，13-發送方雙向控制單元，21-接收方芯片，22-接收方微控制器標準系統總線，23-接收方雙向控制單元。本專利技術的，如圖2所示，包括步驟一在上下堆疊多顆芯片中的每個芯片上設置至少一個雙向控制單元； 步驟二 每個芯片的微控制器標準系統總線中至少一根輸入數據總線信號和至少一根輸出數據總線信號連接至雙向控制單元；步驟三每個芯片的微控制器標準系統總線中數據總線讀寫使能信號連接至每個雙向控制單元；步驟四通過至少一根互連線將雙向控制單元分別上下連接。本專利技術中，進一步包括步驟五將每個芯片的微控制器標準系統總線中的二根以上的信號線進行分組，分組后每個組通過一根互連線進行上下連接。本專利技術中，微控制器標準系統總線包括輸入數據總線、輸出數據總線、控制信號總線、地址信號總線。本專利技術中，當芯片間傳輸數據時，如圖3所示，包括步驟Al :發送方芯片11將數據通過發送方微控制器標準系統總線12中輸出數據總線上的至少一根信號線傳輸至發送方雙向控制單元13 ；步驟A2 :發送方雙向控制單元13調節至輸出狀態，將數據傳輸至至少一根互連線.-^4 ，步驟A3 :至少一根互連線將數據傳輸至接收方雙向控制單元23 ；步驟A4 :接收方雙向控制單元23調節至輸入狀態，將互連線的數據通過接收方微控制器標準系統總線22中的輸出數據總線上的至少一根信號線傳輸至接收方芯片21。其中，進一步包括步驟A5 :接收方芯片21完成數據接收后，發送方雙向控制單元13調節至輸入狀態，接收方雙向控制單元23調節至輸出狀態，從而接收方芯片21轉為發送方芯片11，發送方芯片11轉為接收方芯片21 ;重新執行步驟Al至步驟A4，完成微控制器標準系統總線中輸入輸出數據總線上數據的反向傳輸。本專利技術中，進一步包括步驟BI :當發送方微控制器標準系統總線12的信號線進行分組后，每個分組內二根以上信號線的并行信號數據轉為串行信號數據，分別分時傳輸至與分組連接的一個輸入輸出管腳上，通過與輸入輸出管腳相連接的互連線傳輸到接收方芯片21上本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種上下堆疊多顆芯片時減少芯片間互連線的方法，其特征在于，包括：步驟一：在所述上下堆疊多顆芯片中的每個芯片上設置至少一個雙向控制單元；步驟二：所述每個芯片的微控制器標準系統總線中至少一根輸入數據總線信號和至少一根輸出數據總線信號連接至所述雙向控制單元；步驟三：所述每個芯片的微控制器標準系統總線中數據總線讀寫使能信號連接至每個所述雙向控制單元；步驟四：通過至少一根互連線將所述雙向控制單元分別上下連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：景蔚亮，陳邦明，亢勇，
申請(專利權)人：上海新儲集成電路有限公司，
類型：發明
國別省市：