 1、Efuse是什么eFuse的全称是“电子熔断器”（electronic fuse），是一种可编程电子保险丝，是一种用于存储信息和保护芯片的非易失性存储器件。它的原理是基于电子注入和热效应。在eFuse中，短电流脉冲被应用于热致电子发射，这会使电流通过一个非常小的导线。该电流会引起电线中的材料熔断，形成一个永久性的开路。这个过程是不可逆的，一旦eFuse被熔断，就不能再次编程。（初版说明：后续补充详细说明和原理图） 2、efuse的作用 eFuse可以被用于多个应用场景，例如芯片保护、电源管理、电路校准等。在芯片保护方面，eFuse可以用于防止电路被过电压或过电流损坏，也可用于防篡改、防破解等。在电源管理方面，eFuse可以用于控制电流和电压，确保电路正常工作。在电路校准方面，eFuse可以用于校准电路参数，例如时钟频率和电流偏置等。总的来说eFuse的优点是体积小、功耗低、可编程性强、可靠性高、不易被擦除等，因此在集成电路中得到了广泛应用。 3、Efuse是如何使用的 在芯片出厂之前Efuse会被写入信息，efuse的容量通常不会很大，一些芯片efuse只有128bit，也存在部分芯片efuse容量超过1Kbit的，主要看芯片需求。 Efuse可用于存储MEM repair的存储修复数据，也可用于存储芯片的关键信息：如芯片可使用电源电压，关键时钟频率，芯片的版本号，生产日期。在厂家生产好die后，会进行测试，将芯片的信息写到efuse中去。 芯片在初次上电过程中会读取efuse中的电压字段数值，送到芯片外部的电源管理器，电源管理器在芯片初始上电前会提供一个标准的电压（假设为1.0v），在接受到efuse中的电压字段数值后会调节电压大小。如果芯片质量较好，电源管理器会将电源电压调节到较低值（0.8v），假设芯片质量一般，电压管理器将电源电压调节到稍高值（0.85v）。 完成电源电压调整后，芯片会重新进行上电复位操作。 4、Efuse的应用场景 eFuse应用范围很广，从模拟器件的调整、校准、修复到系统软件的现场更新，且被广泛应用于安全领域，但由于eFuse的『编程结点』可以通过电子显微镜看到，因此其存储的内容可以被轻易破解。efuse类似于EEPROM，是一次性可编程存储器，在芯片出场之前会被写入信息，在一个芯片中，efuse的容量通常很小，可EFuse支持反复写入，但写到总的空间就不可以再写。 简单就 eFuse功能 作以总结介绍，具体如下文： （1）Efuse被广泛利用最重要的一个原因就是能够对有缺陷的芯片进行修复，而且在修复的过程当中不需要外界的干预。对于芯片的生产以及考虑到生产的成本，最重要的一点就是芯片生产的良率，若生产出有缺陷的芯片，而又不能修复那处理的结果就只能是报废，这样的处理方式在很大程度上增加芯片的成本。Efuse技术的出现，即通过改变电路的某些电压，或者特意去关闭一些功能模块，这样即使芯片出现缺陷，但是依旧能去实现芯片要实现的某些功能。这样即使有生产出来的芯片有缺陷，通过Efuse技术去发现错误，并且对错误进行修复，这样一来芯片还是可以正常使用，所以Efuse技术在提高芯片的良率以及降低芯片的成本上有很大的贡献。另一方面，通过找到芯片易出错的地方，有助于以后芯片的改进，以前的熔丝都是单排的，只能进行一次的编程，而随着工艺的改进，现在Efuse采用的都是多排阵列，这就实现了Efuse的自我修复。 （2）利用Efuse可以降低芯片的功耗以及增加芯片的可控性，由于Efuse可以进行编程，从而可以实现芯片关闭某些工作模块，当我们不需要某些模块时可以利用Efuse的编程来限制或者是屏蔽某些功能，从而可以降低芯片的功耗，也能进一步增加芯片的可控性。 （3）可提高芯片的安全性，利用Efuse技术，密码随时都可以进行修改，能有效的降低黑客的入侵。 （4）Efuse技术还可以降低制造的成本。在第一个功能应用中我们通过对芯片的修复，能减小芯片的报废而降低一部分成本，另外一个降低成本是通过芯片的集成多种不同的应用功能模块，当客户选择不同的功能时，不需要重新设计与制造，只需要通过Efuse技术来选择功能模块。这就在另一个层面来达到降低成本的效果。 （5）随着工艺的更微小化，Efuse利用电位迁移的技术，不仅不会对周边的电路造成破坏，而且还能对在封装后的芯片进行编程，这使得Efuse在芯片中的应用更为广泛。 （6）类似启动程序、加密密钥、模拟器件配置参数等。可通过efuse 控制着系统启动方式。模拟电路受工艺制造等误差的影响，流片回来的芯片往往需要对作参数校准，调试完成后将确定的值烧写到OTP中，芯片上电后OTP的值被装载到寄存器中，模拟电路参数完成校准。通过运用eFuse技术，允许计算机芯片的动态实时重新编程。Efuse可用于存储MEM repair的存储修复数据，也可用于保存芯片量产信息，以便后续追踪，如芯片可使用电源电压，芯片的版本号，生产日期。 Efuse对于芯片而言就像一个指挥官，它能够控制芯片中很多信号的的传输或者将其停止，这样就使得芯片中的其他电路能够更快的运转，Efuse不仅再一次的拯救芯片，还能提高芯片的效率。 5、Efuse的工作模式 5.1、 相关信号  5.2、eFuse操作模式 eFuse宏有三种操作模式，具体如下： （1）编程模式（Program mode）、 （2）读取模式（Read mode）、 （3）非活动模式（Inactive mode）。 eFuse模块三种模式选择由其读选择信息（RDEN）和程序选择（PGMEN）的逻辑电平共同决定。 工作模式： Mode 编程使能 PGMEN 读取使能 RDEN 模拟电源 注意事项： （1） 编程使能和读使能不允许同时为H。 （2） 除了在编程模式或读取模式下，不允许地址输入高电平，也就是说只有在编程或读取模式下才允许AEN为高电平。 （3） 在编程模式或读取模式下，当AEN为高电平时，不允许端口(地址)切换。 （4） 既不允许读取模式直接转换到编程模式，也不允许PGM模式直接转换到读取模式。 5.3、 编程模式（Program Mode） 在燃烧前，初始Fuse输出为“0”，燃烧后写入“1”。当编程模式(读使能RDEN=L，编程使能PGMEN=H)时，由地址A[11:0]（地址输入位）指定的EFUSE位将被AEN（地址使能位）的高脉冲烧毁。程序模式的详细时序见详解。D[7:0]在程序模式下未定义。 注意:一根Fuse只能烧一次。 5.4、 读取模式（Read Mode） 如果RDEN=H，PGMEN=L，则EFUSE进入读取模式。读取模式的详细时序间详解。地址信号A[11]~A[9]为“无效”。4K = (4*1024) byte = 4096byte 2^9 = 512 组织成512×8位的一次性可编程非易失性电熔丝存储单元。其中A[11:0]为地址输入，A[0]A[8]是有效单元，D[0]D[7]是读取模式下的并行数据输出。 5.5、非活动模式（Inactivate Mode） 如果编程模式和读取模式都不活动，则EFUSE进入非活动模式。非活动模式下的首选待机条件为AEN = L，RDEN = L，PGMEN=L，D[7:0]在非活动模式下未定义。 6、Efuse设计思路 以烧录模式为例，时序图如下：  pgm模式 我们一般会在机台进行烧录，使用的接口可以是JTAG转APB，也可能是不太常用的SPI转APB或UARTM转APB，这三种接口都有一个缺点，就是配置delay比较长，所以说就堵死了我们只靠软件来进行配置的路。 包括中兴，华为等大公司采用的都是软硬件结合的方法来进行烧录，时序如下图：  gpm软硬结合时序 burn_start进入烧录状态，PGMIN中包含对PD,PS,CSB,PGENB等信号的控制，以满足efuse接口时序的setup和hold时间，进入真正的PGM状态后，配置一次ADDR，发起一次triger，来保证ADDR和strobe的时序关系。最后烧录完成，发起burn_end进入退出时序，以便进行二次烧录。 当然还有更快的设计方法，就是ADDR提前写入软件寄存器，bit[x]=1代表这个地址需要被熔断，然后只需要一次triger就可以完成所有烧录，两者区别不大，因为机台对这点时间无感。 同样的read时序也可以参考pgm时序，软硬件结合（利用counter）来满足模块的setup和hold时序要求。 |
