
王云涛 | 浅析芯片测试验证专利申请
上海知锦知识产权代理事务所
专利代理师
随着技术的发展,芯片的复杂度和集成度不断提高。从高性能CPU、GPU、NPU、DSP到SoC,芯片内部集成的模块越来越多,生产制造过程中的失效模式也相应增多。同时,随着5G、AI等新兴技术的不断涌现,芯片功能复杂度爆发式增长,不同的芯片更需适配不同的应用场景。这要求芯片测试验证技术不断创新,以满足市场对高性能、低功耗、高安全性芯片的需求。
芯片测试验证通常涵盖芯片设计、制造、封装等多个环节,构成一个复杂的系统工程。由此,产生了系统化的芯片测试验证技术。这些技术不仅需要具备高度的专业性和创新性,以应对日益复杂的芯片结构和性能要求,还需要通过专利保护来确保其独特性和商业价值。专利保护为这些系统化的测试验证技术提供了法律保障,激励企业和科研机构不断投入资源进行研发创新,同时也为企业在激烈的市场竞争中提供了核心竞争力。因此,企业和科研机构应高度重视芯片测试验证技术的专利申请工作,以适应芯片产业快速发展的需求。
芯片测试验证的技术方向主要包括:
(1)动态验证技术
动态验证技术依靠仿真器对数字电路进行激励发送和结果检查。这包括白盒子测试、黑盒子测试和灰盒子测试。
(2)静态验证技术
静态验证技术包括属性检查和自动形式验证技术。属性检查通过断言结合形式验证工具对设计进行穷举检查,判断设计的正确性。
(3)系统级验证
系统级验证主要确认芯片体系结构满足所赋予的功能/性能要求。这包括构建虚拟目标系统,进行功能验证、软硬件性能验证和系统级基准测试。
(4)FPGA原型开发
FPGA原型开发用于在复杂环境下进行更复杂的功能测试。这通常在项目趋于稳定后进行,用于验证芯片在实际硬件环境中的性能。
(5)测试平台框架
测试平台框架对DUT(被测设备)创建测试序列,观察DUT的输入输出,并对输出数据与预期数据进行比对。
芯片测试验证技术的专利申请需要综合考虑技术方案的完整性、新颖性、创造性和实用性。通过充分了解芯片测试验证技术特点,再结合专利的相关法律法规,才能确保技术方案在法律框架内得到充分保护。
上述各个技术方向在专利申请过程中,通常涉及到新颖性、创造性、实用性以及完整性方面的考虑。本文主要从技术方案的完整性方面对芯片测试验证专利申请进行分析。在基于不同技术方向的芯片测试验证技术进行申请文件的撰写以及申请时,需要考虑技术方案是否完整,根据《中华人民共和国专利法(2020)》[1](简称专利法)第二十六条第三款规定:“说明书应当对发明或者实用新型作出清楚、完整的说明,以所属技术领域的技术人员能够实现为准;必要的时候,应当有附图。摘要应当简要说明发明或者实用新型的技术要点。”规定,这一规定也是作为专利申请被驳回的理由之一。
因此,在申请芯片测试验证方面的专利时,需确保申请文件中详细描述了申请专利的芯片测试验证方面的完整技术方案。例如,可以从芯片测试验证硬件设备、软件工具、测试方法、数据处理与分析等各个方面考虑技术方案的完整性,使本领域的技术人员能够理解和实施该技术方案。
专利法第二十六条第三款规定,提供了申请专利的总体法律要求,明确指出说明书应当清楚、完整,使本领域技术人员能够实现技术方案。
在申请芯片测试验证相关专利且准备申请文件的过程中,需要考虑申请保护的技术方案的完整性。《中华人民共和国专利法实施细则(2023年修订)》[2](简称细则)对专利法第二十六条第三款规定进行了进一步的细化和具体化,提供了更详细的操作指南,以便于申请人更好地理解和满足法律要求。
细则中,从说明书和权利要求书的撰写要求方面进行进一步细化规定,确保技术方案的描述清楚、完整,能够使本领域技术人员理解和实施。
进一步的,《专利审查指南(2023)》细化了《专利法(2020)》和《专利法实施细则(2023)》的要求,提供了具体的撰写和审查标准,帮助申请人和审查员更好地理解和应用法律条款。
专利法、细则、专利审查指南中关于技术方案完整性的规定,以及相互之间的联系可以参考下图1:

图1
图1中,在细则第20条第1款中详细规定了说明书的各个部分如何体现技术方案的完整性。技术领域这部分应明确指出发明或实用新型所属的技术领域,帮助审查员和其他非审查人员快速了解技术方案的应用范围;背景技术部分应详细描述现有技术的现状,包括现有技术的优点和存在的问题,这有助于突出发明或实用新型的创新点;发明内容是说明书的核心部分,需要清楚地描述发明或实用新型所要解决的技术问题、采用的技术方案以及与现有技术相比的有益效果;如果说明书中有附图,应对每幅附图进行简略说明,确保附图能够清楚地展示技术方案的关键特征;具体实施方式这部分应详细描述实现发明或实用新型的具体步骤和方法,包括产品的机械构成、电路构成或化学成分等,确保本领域技术人员能够根据说明书实现该发明或实用新型。
可见,细则的二十二条第一款的规定对权利要求书的各个权利要求的技术方案完整性进行规定;二十三条二款的规定对独立权利要求的技术方案完整性进行了详细规定。这是因为,独立权利要求是专利范围保护的核心,即最大保护范围,它定义了发明或实用新型的基本技术方案,确保技术方案的完整性和可实现性。也就是说,独立权利要求必须包含解决技术问题所必需的最低限度的技术特征。如果独立权利要求描述不完整,本领域技术人员将无法理解和实施该技术方案。
同时,独立权利要求的完整性确保了专利申请的核心技术方案能够被清晰、准确地描述,使审查员能够更好地理解和评估技术方案的创新性和实用性。有助于审查员判断技术方案是否能够解决所提出的技术问题。独立权利要求的技术方案完整性是专利申请能够获得授权的关键。
而从属权利要求技术方案则对独立权利要求技术方案进行进一步限定,提供更具体的技术特征。从属权利要求技术方案细化独立权利要求的技术方案,增加技术方案的细节和具体实施方式,从属权利要求技术方案可以解决新的技术问题或对独立权利要求中的技术特征进行进一步的细化和限定以及增加一些可选但是必须的技术特征,以更清晰地界定发明创造的保护范围/提供更多的实施方式或选择,在确保技术方案的完整性和可实现性的基础上,增加专利的保护范围和法律效力,从而有助于应对潜在的侵权行为,提供更全面的法律保护。
上图1中《专利审查指南(2023)》[3]进一步细化了技术方案完整性的相关规定,提供了具体的撰写和审查标准。
根据《中华人民共和国专利法(2020)》、《中华人民共和国专利法实施细则(2023)》以及《专利审查指南》的相关规定,撰写芯片测试验证方面的专利申请文件时,需要确保技术方案的完整性和可实现性。可以参考以下撰写建议进行撰写:
(1)从独立权利要求的撰写上体现技术方案的完整性
在撰写独立权利要求时,应从技术问题出发,确保独立权利要求能够从整体上反映发明或实用新型的技术方案,并记载解决技术问题的全部必要技术特征。
首先,明确技术问题,即在说明书中直观描述现有技术的不足和本发明所要解决的技术问题。
本文以一份涉及系统级验证技术方向和测试平台框架技术方向的中国发明专利申请文件,名称为“通用验证组件、平台、交互方法、电子设备及存储介质”为例进行详细说明。
在该专利申请文件中技术问题可以从说明书背景技术的内容确定,如图2所示:

图2
从技术问题这一角度分析,在专利申请文件中直接体现出技术问题,从便于审查角度,该专利首先直观给出现有技术不足,进而合理给出技术问题的论述。
其次,确定必要技术特征:分析解决技术问题所需的关键技术特征,以及围绕该关键技术特征,能够完整构成技术方案、实现相应功能,解决技术问题的非关键技术特征;并确保这些必要技术特征在独立权利要求中得到体现。
在上述专利申请文件中,基于确定的技术问题,提出了一种通用验证组件,包括模型接口代理模块和模型数据存储模块。模型接口代理模块用于连通模型模块和第一模块(如设计模块或测试模块),并进行数据交互;模型数据存储模块用于存储交互数据。此外,还提供了设计接口代理模块和设计数据存储模块,进一步扩展了验证组件的功能。
达到的技术效果:通过增设模型接口代理模块和模型数据存储模块,使得通用验证组件能够直接与模型模块通信,扩展了验证组件的功能和种类,提高了验证环境的搭建效率,降低了操作难度。
可见,在该技术方案中,基于通用验证组件的改进功能(增设模型接口代理模块和模型数据存储模块),能够实现与模型模块的通信,因此针对于该专利申请文件要解决的技术问题来讲,提供的技术方案包含解决该技术问题的必要技术特征,针对于该技术问题,技术方案是完整的。
最后,撰写独立权利要求:独立权利要求应包括前序部分和特征部分。
前序部分:写明要求保护的发明或实用新型技术方案的主题名称和与最接近的现有技术共有的必要技术特征。
特征部分:使用“其特征是……”或类似的用语,写明发明或实用新型区别于最接近的现有技术的技术特征。
上述技术方案形成的独立权利要求为:
1.一种通用验证组件,其特征在于,应用于通用验证平台,包括:
模型接口代理模块,用于连通模型模块和与所述模型模块进行数据交互的第一模块,
所述模型接口代理模块的接口协议与所述模型模块的接口协议对应;
模型数据存储模块,用于存储所述模型接口代理模块获取的来自所述模型模块的模型交互数据。
在该专利申请文件中,基于说明书的背景技术对应现有技术的论述,可以明确通用验证组件为现有常用组件,而基于该专利申请文件解决的技术问题,其提供的通用验证组件中,新增加了模型接口代理模块,由于所述模型接口代理模块的接口协议与所述模型模块的接口协议对应,因此所述模型接口代理模块满足与模型模块直接通信连通的条件,同时可以利用模型数据存储模块存储模型接口代理模块获取的模型模块的模型交互数据,提供给需要与模型模块进行数据交互的第一模块使用。并且,通用验证组件的基本架构中包含基于对应接口协议的接口代理模块和数据存储模块
因此,该专利申请文件所提供的通用验证组件是符合通用验证组件的基本架构组成的,是可以重用的一种通用验证组件。可见,该专利申请文件所提供的通用验证组件,针对于任一种类和功能的芯片验证都可以直接利用模型接口代理模块和模型数据存储模块实现与验证环境外部的模型模块的直接连通,完成第一模块与模型模块的数据交互,从而可以实现扩展通用验证组件的功能和种类的同时,还可以实现在不同芯片验证中连通模型模块的通用验证组件的重用。
(2)从说明书撰写来体现技术方案的完整性
(2.1)关于技术领域
该专利申请文件明确指出技术领域为:芯片设计验证技术领域,具体涉及通用验证组件、平台、交互方法、电子设备及存储介质。
(2.2)关于背景技术
该专利申请文件详细介绍了现有技术的现状和存在的问题,为本发明的技术方案提供了背景支持。
(2.3)关于发明内容
该专利申请文件清晰地阐述了发明的目的、技术方案和预期效果,使本领域技术人员能够理解发明的核心内容。
(2.4)关于具体实施方式
该专利申请文件详细描述了通用验证组件的具体结构和工作原理,包括各个模块的功能和相互关系。此外,还提供了多个实施例,进一步说明了技术方案的具体应用。
例如,模型模块与设计模块之间的数据交互(该专利申请文件的说明书【0038】-【0064】段)、模型模块与测试模块之间的数据交互(该专利申请文件的说明书【0066】-【0069】段)、模型模块与设计模块及测试模块之间的双向数据交互(该专利申请文件的说明书【0070】-【0092】段)、通用验证组件的实例化和数据交互请求的执行(该专利申请文件的说明书【0114】-【0124】段)、通用验证组件在不同验证环境中的应用(该专利申请文件的说明书【0200】-【0207】段)。
可见,这些实施例详细说明了通用验证组件的结构和工作原理,以及如何在不同的验证场景中应用该组件,充分体现技术方案的完整性以及可实现性。
(2.5)关于附图
该专利申请文件提供了多幅附图,包括通用验证平台的结构示意图、通用验证组件的结构示意图、工作状态示意图等。这些附图清晰地展示了技术方案的关键特征和模块之间的关系,有助于本领域技术人员更好地理解和实施该技术方案。
例如,该专利申请文件提供的通用验证组件的结构图可以参见图3。该专利申请中就对于偏差以及误差进行矫正。

图3
结合图3中所示,模型接口代理模块1连通所述模型模块3,可以接收来自模型模块3的模型交互数据,同时也可以向模型模块3发送来自其他模块发出的交互数据,完成模型模块3与第一模块的数据交互。
在设计模型接口代理模块1时,基于模型模块3的接口协议,设计模型接口代理模块1的接口协议。示例性的,模型模块3与模型接口代理模块1可以通过直接程序接口(DPI,Direct Program Interface)实现数据传输。
在基于通用验证方法学搭建的通用验证平台中,所使用的语言可以为System Verilog,而处于验证环境外部的其他模块(例如模型模块3)的语言可以是不同于System Verilog的其他语言(例如C语言或C++语言),System Verilog和其他语言之间是相互独立的,DPI提供实现System Verilog与其他语言连通的接口,可以满足对于基于其他语言得到的模型模块3在System Verilog得到的通用验证平台中使用的需求。
模型数据存储模块2,可以获取所述模型接口代理模块1中得到的模型模块3的模型交互数据并进行存储,以便于通用验证平台的验证环境中搭建的其他模块(例如第一模块)使用。
进一步的,如图4所示,通用验证组件还可以包括:设计接口代理模块5,用于连通所述设计模块4和与所述设计模块4进行数据交互的所述模型模块3,所述设计接口代理模块5的接口协议与所述设计模块4的接口协议对应;
设计数据存储模块6,用于存储所述设计接口代理模块5获取的来自所述设计模块4的设计交互数据。

图4
如图4所示,设计接口代理模块5连通设计模块4,实现与设计模块4的数据交互;同时设计接口代理模块5连通与模型模块3可以进行数据交互的模型接口代理模块1,进一步的设计数据存储模块6可以存储设计接口代理模块5获取到的设计交互数据,从而为设计模块4与模型模块3之间实现所述交互提供结构基础。
上述所述的通用验证组件中,基于通用验证平台的封装性和易用性原则,设计了能够与验证环境外部的模型模块3进行通信的模型接口代理模块1和模型数据存储模块2。因此模型接口代理模块1和模型数据存储模块2具有如设计接口代理模块5和设计数据存储模块6的功能实现,也就是模型接口代理模块1和模型数据存储模块2可以实现模型模块3与设计模块4之间的数据交互之外,还可以实现测试模块02与模型模块3的数据交互,即所述第一模块可以包括测试模块02,达到扩展通用验证组件的使用范围和功能的目的。
因此,基于该专利所提供的模型接口代理模块1和模型数据存储模块2,可以实现与模型模块3的通信的基础上,基于模型接口代理模块1和模型数据存储模块2实现与第一模块的数据交互,且模型接口代理模块1和模型数据存储模块2可以实现在不同的验证环境的搭建中的重用,使得验证环境的搭建效率得以提升的同时,降低验证环境搭建时不同模块的调整所带来的操作误差。
可见,可以对改进的通用验证组件进行专利保护。
结语
芯片测试验证技术的专利申请需要综合考虑技术方案的完整性、新颖性、创造性和实用性。通过结合《专利法》的相关法律条文,确保技术方案在法律框架内得到充分保护。这不仅有助于激励创新,还能为企业在激烈的市场竞争中提供核心竞争力。
注释(上下滑动阅览)
【1】《中华人民共和国专利法(2020年修正)》[M].北京:知识产权出版社,2021
【2】《中华人民共和国专利法实施细则(2023年修订)》[M].北京:知识产权出版社,2023.
【3】《专利审查指南(2023)》[M].北京:知识产权出版社,2023.
作者:王云涛
编辑:Sharon

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