Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein
elektronisches Element mit einem zu testenden elektronischen Schaltkreis
und ein Testsystem zum Testen des elektronischen Elements zu schaffen,
mittels welchem ein Test zeit- und kostensparender durchzuführen ist.
Das Problem wird mittels eines elektronischen
Elements und eines Testsystems mit Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Ein elektronisches Element weist
einen zu testenden elektronischen Schaltkreis, welcher Eingangsanschlüsse zum
Zuführen
einer Testsignalfolge, welche zum Testen des elektronischen Schaltkreises
verwendet wird, und Ausgangsanschlüsse auf, wobei an den Ausgangsanschlüssen in
Reaktion auf die Testsignalfolge Ist-Wert-Signale des zu testenden
elektronischen Schaltkreises bereitgestellt werden. Ferner weist
das elektronische Element mindestens eine Vergleicherschaltung auf.
Die mindestens eine Vergleicherschaltung weist erste Eingangsanschlüsse auf,
wobei jeder der Ausgangsanschlüsse
des zu testenden elektronischen Schaltkreises mit einem der ersten
Eingangsanschlüsse
gekoppelt ist. Ferner weist die Vergleicherschaltung zweite Eingangsanschlüsse zum
Zuführen
von Soll-Wert-Signalen und mindestens einen Ausgangsanschluss auf.
Die Vergleicherschaltung ist derart eingerichtet, dass sie die Ist- Wert-Signale mit
den Soll-Wert-Signalen vergleicht. Die Ergebnisse des Vergleiches sind
an dem mindestens einen Ausgangsanschluss der Vergleicherschaltung
bereitstellbar.
Eine Testsystem-Anordnung gemäß der Erfindung
weist einen Vektorspeicher und ein elektronisches Element mit den
oben beschriebenen Merkmalen auf. Ferner weist das Testsystem erste
Ausgangsanschlüsse,
welche mit den Eingangsanschlüssen
des zu testenden elektronischen Schaltkreises gekoppelt sind und
zweite Ausgangsanschlüsse
auf, welche mit den zweiten Eingangsanschlüssen der Vergleicherschaltung
gekoppelt sind. Zusätzlich
weist das Testsystem mindestens einen Eingangsanschluss auf, wobei
für jeden
der Ausgangsanschlüsse
der Vergleicherschaltung ein Eingangsanschluss des Testsystems vorgesehen
ist, welcher mit dem entsprechenden Ausgangsanschluss der Vergleicherschaltung
gekoppelt ist.
Mittels des erfindungsgemäßen elektronischen
Elements lässt
sich ein Test eines elektronischen Schaltkreises besonders schnell
und kostengünstig
durchführen.
Da der Vergleich zwischen Ist-Wert-Signalen und Soll-Wert-Signalen
direkt auf dem elektronischen Element durchgeführt wird, entfallen ferner
Signallaufzeiten zwischen dem elektronischen Schaltkreis und dem
Testsystem, die sogenannten „Round
Trip Delays" und
darüber
hinaus die Zeiten zum Abarbeiten der Testsystem-Pipeline. Hierdurch
wird die für
einen Test benötigte
Zeitdauer verkürzt
und damit ist es ermöglicht,
den elektronischen Schaltkreis in dem Fehlerzustand „einzufrieren". Ferner ist erfindungsgemäß vorzugsweise
nur noch ein Ausgangsanschluss für
das elektronische Element nötig,
da der Vergleich in der Vergleicherschaltung auf dem elektronischen
Element stattfindet. Dadurch stehen praktisch alle Anschlüsse des elektronischen
Schaltkreises als Eingangsanschlüsse
zur Verfügung,
was die Möglichkeiten
einer Parallelisierung der Tests des elektronischen Schaltkreises
erhöht.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung betreffen sowohl das
elektronische Element als auch die Testsystem-Anordnung zum Testen
des elektronischen Elements.
Vorzugsweise ist der elektronische
Schaltkreis ein Halbleiterchip.
Ferner ist der elektronische Schaltkreis
vorzugsweise derart eingerichtet, dass als Testsignalfolge eine
beliebige Variation einer Scantest-Signalfolge verwendet werden
kann.
Vorzugsweise ist der elektronische
Schaltkreis derart eingerichtet ist, dass ein Funktionaltest durchgeführt werden
kann, d.h. ein beliebiger funktionaler Test für die funktionelle Überprüfung der Schaltung.
Der elektronische Schaltkreis kann
derart eingerichtet sein, dass ein Analogtest mit digitalem Ausgang
durchgeführt
werden kann, d.h. ein Test einer Analogstufe, welcher digitale Ist-Wert-Signale liefert.
Das Verwenden eines Scantests ist
für einen Test
für eventuell
vorhandene Fehler eines Halbleiterchips besonders vorteilhaft, da
bei einem Halbleiterchip viele einzelne elektronische Komponenten getestet
werden müssen,
welche nicht alle einzeln von außen mit Testsignalen angesteuert
werden können.
Die Vergleicherschaltung kann derart
eingerichtet sein, dass sie Signale einer zweiwertigen (binären) Logik
verarbeiten kann.
In einer bevorzugten Weiterbildung
weist die getaktete Testsignalfolge ein derartig vorgegebenes Signalmuster
auf, dass jedes Teil-Ist-Wert-Signal einen definierten Zustand einer
speichernden Komponente und somit jedes Ist-Wert-Signal einen definierten
Zustand einer getesteten elektronischen Schaltung charakterisiert.
Das Verwenden eines derartigen Signalmusters
weist den Vorteil auf, dass eine zweiwertige Logik verwendet werden
kann, ohne dass beim Vergleich ein Ist-Wert-Signal eines undefinierten
Zustands einer oder mehrerer speichernden Komponenten des elektronischen
Schaltkreises erzeugt wird. Insbesondere beim Verwenden einer Kompression
von Signalen würde
es sonst dazu kommen, dass beim Auftreten eines undefinierten Zustandes bei
einer einzelnen speichernden Komponente alle Information an den
anderen speichernden Komponenten, die zur Abprüfung von Fehlern und damit
zur Erhöhung
der Testabdeckung beitragen, ignoriert werden müssen.
Besonders bevorzugt weist das elektronische
Element ferner ein Steuerelement auf, welches derart eingerichtet
ist, dass es abhängig
vom Ergebnis des Vergleichs ein Zustand des zu testenden elektronischen
Schaltkreises unverändert
halten kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird
das unverändert
Halten des Zustandes einer oder mehrerer speichernden Komponenten
oder der gesamten getesteten elektronischen Schaltung mittels eines
ebenfalls vorzugsweise auf dem Halbleiterchip integrierten und mit
dem Steuerelement gekoppelten Taktgebers realisiert, wobei vorzugsweise
der Taktgeber mittels eines von dem Steuerelement erzeugten und
dem Taktgeber zugeführten
Stoppsignals, mittels welchem der Taktgeber gestoppt wird und somit
keine Taktsignale mehr erzeugt, zumindest nicht für die speichernden
Komponenten, die gerade mittels des Testsystems getestet werden.
Anders ausgedrückt
bedeutet dies, dass der Taktgeber, welcher den Takt zur Verfügung stellt,
mittels des Steuerelements angehalten und dadurch der Zustand der einzelnen
jeweiligen speichernden Komponenten (möglicherweise alle getesteten
speichernden Komponenten des getesteten elektronischen Schaltkreises) „eingefroren" wird.
Mittels der Erfindung lässt sich
ein Scantest an elektronischen Schaltkreisen einfacher, schneller und
kostengünstiger
durchführen.
Der elektronische Schaltkreis weist eine Vergleicherschaltung auf,
so dass ein Vergleich zwischen Teil-Ist-Wert-Signalen von speichernden Komponenten
und Teil-Soll-Wert-Signalen
direkt mittels dieser Vergleicherschaltung auf dem Halbleiterchip
durchgeführt werden
kann. Hierdurch reduziert sich die Menge der von dem Halbleiterchip
zu dem Testsystem zu übertragenden
Daten. Weiterhin stehen die Ergebnisse des Vergleichs auch direkt
auf dem Halbleiterchip zur Verfügung,
d.h. die Ist-Wert-Signale müssen
nicht erst durch eine Pipeline eines Vektorspeichers des Testsystems
geschoben werden. Dies hat den Vorteil, dass bei der Shiftphase,
welche dem Auslesen dient, des Scantests diese Shiftphase angehalten werden
und der Zustand des Systems, d.h. der speichernden Komponenten des
elektronischen Schaltkreises eingefroren werden kann, wenn beim
Vergleich ein Fehler einer oder mehrerer speichernden Komponenten
erkannt wird. Mittels einer Rückkopplung
des Ausgangs der Vergleicherschaltung zu einem vorzugsweise auf
dem Halbleiterchip ebenfalls integrierten Steuerelement ist es möglich, neben dem
Einfrieren des Zustandes einer oder mehrerer speichernden Komponenten
ferner eine zusätzliche Auslese
von Ist-Wert-Signalen vorzunehmen, welche noch nicht mittels der
Vergleicherschaltung verglichen und/oder komprimiert wurden. Hierdurch
stehen noch alle Daten zur Verfügung,
welche für
eine Diagnose des Fehlers benötigt
werden. Die Fehlerdiagnose wird also vereinfacht bzw. überhaupt
erst sinnvoll möglich.
In einem Scantest gemäß dem Stand
der Technik kann der Vergleich erst so spät durchgeführt werden, dass ein Einfrieren
des Systems in dem Zustand, der den erkannten Fehler verursacht
hat, nicht mehr möglich
ist. Die zur Fehlerdiagnose benötigten
Werte gehen verloren. Eine Fehlerdiagnose ist somit bei einem Scantest
gemäß dem Stand
der Technik erschwert.
Der Test kann ein beliebiger funktionaler
Test für
eine funktionale Überprüfung der
Schaltung, ein Test einer Analogschaltung der digitale Ist-Wert-Signale
liefert (Mixed Signal Test), oder eine beliebige Variation des Scantests
sein.
Anschaulich stellt das erfindungsgemäße Verfahren
also ein Verfahren zum verstärkten
Parallelisieren eines Tests dar. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
lassen sich Eingangsdaten besser und/oder mehrfach nutzen, wodurch
die Parallelisierung des Tests verbessert werden kann. Verfahren zum
Parallelisieren von Tests sind auch gemäß dem Stand der Technik bekannt,
diese unterscheiden sich jedoch von dem erfindungsgemäßen Verfahren.
D.h. eine eins zu eins Zuordnung von Testsystemanschlüssen zu
Ein/Ausgängen
von Blöcken
der zu testenden elektronischen Schaltung ist wie beim Standard-Scantest nicht unbedingt
gegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Testsystems mit einem elektronischen
Element gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
2 eine
schematische Darstellung einer nicht X-toleranten Vergleicherschaltung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welche auf dem elektrischen Element angeordnet sein
kann;
3 eine
schematische Darstellung einer anderen, nicht X-toleranten Vergleicherschaltung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welche auf dem elektrischen Element angeordnet sein kann;
4 eine
schematische Darstellung eines X-toleranten Kompressors gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welcher auf dem elektronischen Element angeordnet
werden kann; und
5 eine
schematische Darstellung eines Testsystems und eines elektronischen
Elements gemäß dem Stand
der Technik.
1 zeigt
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Testsystems 100 und
eines mit diesem gekoppelten zu testenden elektronischen Elements 101.
Das Testsystem 100 weist
einen Vektorspeicher 102 auf, welcher zum Speichern von
Testsignalen (Stimuli) und Soll-Wert-Signalen (Expected Responses)
verwendet wird. Ferner weist das Testsystem 100 für jedes
zu testendes elektronisches Element eine Mehrzahl von ersten Ausgangsanschlüssen 103, 104, 105 und 106 auf.
In der 1 sind der Übersichtlichkeit
wegen nur vier erste Ausgangsanschlüsse 103, 104, 105 und 106 dargestellt.
Zusätzlich
weist das Testsystem 100 eine Mehrzahl von zweiten Ausgangsanschlüssen 107, 108, 109 und 110 auf.
Die Anzahl der ersten Ausgangsanschlüsse und die Anzahl der zweiten
Ausgangsanschlüsse
des Testsystems ist beim Standard-Scantest gleich, muss jedoch bei
anderen Scantest-Varianten nicht gleich sein. Z.B. bei Test-Variaten,
bei denen ausgehend von auf dem elektrischen Schaltkreis befindlichen
Eingangsdaten eine Generierung, Umverteilung bzw. Dekompression
vorgenommen wird. Ferner weist das Testsystem mindestens einen Eingangsanschluss 125 auf.
Allgemein kann eine beliebige Anzahl erster Ausgangsanschlüsse und
zweiter Ausgangsanschlüsse
vorgesehen sein.
Das zu testenden elektronische Element 101 hier
im Beispiel beim Standard-Scantest, gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Halbleiterchip,
weist eine Vielzahl von elektronischen Komponenten auf, von denen
ein Teil speichernden Komponenten (Flip-Flops) sind, ein anderer
Teil Logikgatter bzw. digitale Logik, wie beispielsweise UND-Gatter, ODER-Gatter,
EXKLUSIV-ODER-Gatter, NICHT-Gatter,
etc. Eine Mehrzahl von speichernden Komponenten sind zum Durchführen eines
Scantest zu Scanketten 111, 112, 113 und 114 gekoppelt.
Zur besseren Übersichtlichkeit
sind nur vier Scanketten 111, 112, 113 und 114 dargestellt.
Die vier Scanketten 111, 112, 113 und 114 weisen
beim Standard-Scantest
jeweils einen Eingangsanschluss 126, 127, 128, 129 auf,
wobei jeder der Eingangsanschlüsse 126, 127, 128, 129 jeweils
mit einem der ersten Ausgangsanschlüsse 103, 104, 105 bzw.
106 des Testsystems 100 gekoppelt ist.
Ferner weist der Halbleiterchip 101 eine
Vergleicherschaltung 115 auf. Die Vergleicherschaltung 115 weist
erste Eingangsanschlüsse 116, 117, 118 und 119 und
zweite Eingangsanschlüsse 120, 121, 122 und 123 auf.
Jeweils ein erster Eingangsanschluss ist mit jeweils einem Ausgangsanschluss
der Scanketten 111, 112, 113 und 114 gekoppelt,
während
jeweils ein zweiter Eingangsanschluss 120, 121, 122 und 123 der
Vergleicherschaltung 115 mit jeweils einem zweiten Ausgangsanschluss 107, 108, 109 und 110 des
Testsystems 100 gekoppelt ist.
Zusätzlich weist die Vergleicherschaltung 115 einen
Ausgangsanschluss 124 auf, welcher mit dem Eingangsanschluss 125 des
Testsystems 100 gekoppelt ist.
Mittels der ersten Ausgangsanschlüsse 103, 104, 105 und 106 kann
während
eines Scantests den Eingangsanschlüssen 126, 127, 128, 129 der
Scanketten 111, 112, 113 und 114 ein
Signal zur Verfügung
gestellt werden. Die Scanketten 111, 112, 113 und 114 werden
also von außen
angesteuert. Während
einer ersten Phase des Scantests, der „Shiftphase", wird mittels des
Testsystems 100 eine im Vektorspeicher 102 des
Testsystems 100 gespeicherte Scantest-Signalfolge zur Verfügung gestellt, d.h.
den Eingangsanschlüssen 126, 127, 128, 129 der
Scanketten 111, 112, 113 und 114 zugeführt. Dies geschieht
getaktet, d.h. jeweils ein Scantest-Signal liegt an jeweils einem
ersten Ausgangsanschluss 103, 104, 105 bzw. 106 und
damit an den mit den ersten Ausgangsanschlüssen 103, 104, 105 bzw. 106 gekoppelten
Einganganschlüssen 126, 127, 128, 129 des
Halbleiterchips 101 an. Mit dem nächsten Takt wird dieses Signal
eine Komponente der Scankette 111, 112, 113 und 114 weitergeschoben
und liegt somit an den zweiten speichernden Komponenten der Scanketten 111, 112, 113 und 114 an,
während
an den ersten Komponenten der Scankette 111, 112, 113 und 114 ein
neues Scantest-Signal angelegt ist. Insgesamt ist die Anzahl der
Takte der Shiftphase genau so groß wie die Anzahl der in der
Scankette 111, 112, 113 und 114 enthaltenen
speichernden Komponenten. Wenn die Scanketten 111, 112, 113 und 114 z.B. 500 Elemente
aufweisen, dann weist die Shiftphase 500 Takte auf. Nach
dem Ende der Shiftphase liegt somit an jeder speichernden Komponente
der Scankette 111, 112, 113 und 114 ein
Scantest-Signal an.
In einer zweiten Phase des Scantest
wird der zu testende Chip genau einen Takt im so genannten „Normalmodus" betrieben, d.h.
der Chip 101 wird gemäß seiner
normalen Funktion betrieben. Hierbei wird mittels des an den jeweiligen
speichernden Komponenten der Scankette 111, 112, 113 und 114 bereitgestellten
Scantest-Signals ein jeweiliges Teil-Ist-Wert-Signal an einem jeweiligen Funktionseingang
einer speichernden Komponente der Scankette 111, 112, 113 und 114 erzeugt.
Alle Teil-Ist-Wert-Signale einer Scankette 111, 112, 113 und 114 zusammen
bilden ein Ist-Wert-Signal einer Scankette 111, 112, 113 und 114.
Während
einer dritten Phase des Scantests werden die Teil-Ist-Wert-Signale der
elektronischen Komponenten getaktet durch die jeweilige Scankette 111, 112, 113 und 114 geschoben
und stehen an dem Ausgangsanschluss der jeweiligen Scankette 111, 112, 113 und 114 bzw.
an den mit diesen gekoppelten ersten Eingangsanschlüssen 116, 117, 118, 119 der Vergleicherschaltung 115 bereit.
D.h. am jeweiligen Ausgangsanschluss der Scankette
111, 112, 113 und 114 werden
die Teil-Ist-Wert-Signale und damit das jeweilige Ist-Wert-Signal
ausgelesen, welche während
der zweiten Phase des Scantests erzeugt wurden.
Die Ist-Wert-Signale der einzelnen
Scanketten 111, 112, 113 und 114 stehen,
da die Ausgangsanschlüsse
der Scanketten 111, 112, 113 und 114 mit den
ersten Eingangsanschlüssen 116, 117, 118, 119 der
Vergleicherschaltung 115 gekoppelt sind, in der Vergleicherschaltung 115 zur
Verfügung.
Gleichzeitig werden, getaktet mit dem gleichen Takt, den zweiten Eingangsanschlüssen 120, 121, 122, 123 der
Vergleicherschaltung 115 von dem Testsystem Soll-Wert-Signale
zugeführt,
welche an den zweiten Ausgängen 107, 108, 109, 110 des
Testsystems 100 aus dem Vektorspeicher 102 ausgelesen
und der Vergleicherschaltung 115 zur Verfügung gestellt
werden.
Der Vergleicherschaltung 115 stehen
somit gleichzeitig die Ist-Wert-Signale
der Scanketten 111, 112, 113 und 114 und
Soll-Wert-Signale,
welche im Vektorspeicher 102 gespeichert sind, zur Verfügung. Die
Vergleicherschaltung 115 vergleicht die Ist-Wert-Signale mit
den Soll-Wert-Signalen und stellt an ihrem Ausgangsanschluss 124 das
Ergebnis des jeweiligen Vergleichs bereit.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil
auf, dass die Vergleicherschaltung wesentlich weniger Ausgangsdaten
erzeugt als bei einem Scantest, hier im Beispiel dem Standard-Scantest,
gemäß dem Stand
der Technik erzeugt würden.
Auch ist das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Testsystem-Anordnung besser
als das Verfahren und die Testsystem-Anordnung gemäß dem Stand
der Technik für
eine verstärkte
Parallelisierung des Tests geeignet, da es für das elektronische Element 101,
d.h. für
den Halbleiterchip praktisch nur Eingangsdaten gibt und Eingangsdaten
mittels bekannter Verfahren besser für eine parallelisierte Verarbeitung
eignen als Ausgangsdaten.
In 2 ist
schematisch eine erste Vergleicherschaltung 200 in dem
erfindungsgemäßen elektronischen
Element 101 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur beispielhaft,
wobei jede bekannte Komparatorschaltung verwendet werden kann.
Im Falle von vier Scanketten 111, 112, 113 und 114 weist
die Vergleicherschaltung die vier ersten Eingangsanschlüsse 116, 117, 118 und 119 bzw. die
vier zweiten Eingangsanschlüsse 120, 121, 122 und 123 auf,
welche mit den Ausgangsanschlüssen der
Scanketten 111, 112, 113 und 114 bzw.
den zweiten Ausgangsanschlüssen 107, 108, 109 und 110 des
Testsystems 100 gekoppelt sind.
Eine erste Stufe der Vergleicherschaltung 105 weist
vier EXOR-Schaltungen 226, 227, 228 und 229 (EXKLUSIV-ODER-Gatter)
auf. Die EXOR-Schaltungen 226, 227, 228 und 229 weisen
jeweils zwei Eingangsanschlüsse
auf, von denen jeweils ein Eingangsanschluss mit einem ersten Eingangsanschluss 116, 117, 118 und 119 der
Vergleicherschaltung 200 gekoppelt ist, während jeweils
der zweite Eingangsanschluss der EXOR-Schaltungen 226, 227, 228 und 229 mit
jeweils einem zweiten Eingangsanschluss 120, 121, 122 und 123 der
Vergleicherschaltung 200 gekoppelt ist. Ferner weist jede EXOR-Schaltung
einen Ausgangsanschluss auf.
Die Vergleicherschaltung 200 weist
als zweite Stufe zwei OR-Schaltungen 230 und 231 (ODER-Gatter)
auf, wobei jede OR-Schaltung
zwei Eingangsanschlüsse
und einen Ausgangsanschluss aufweist. Die Eingangsanschlüsse der
OR-Schaltungen der zweiten Stufe sind mit den Ausgängen der EXOR-Schaltungen 226, 227, 228 und 229 der
ersten Stufe gekoppelt.
Als dritte Stufe weist die Vergleicherschaltung 200 eine
OR-Schaltung 232 (ODER-Gatter)
mit zwei Eingangsanschlüssen
und einem Ausgangsanschluss auf. Dieser Ausgangsanschluss ist der
Ausgangsanschluss 124 der Vergleicherschaltung 200.
Dieser dreistufige Aufbau ist exemplarisch für den Fall
von vier Scanketten 111, 112, 113 und 114 dargestellt.
Im Falle von mehr als vier Scanketten muss die Anzahl der Stufen
der Vergleicherschaltung entsprechend erhöht werden, wenn erreicht werden soll,
dass nur ein Ausgangsanschluss der Vergleicherschaltung benötigt wird.
Wenn in der zweiten Shiftphase des
Scantests, d.h. der Auslesephase der Ist-Wert-Signale, die Teil-Ist-Wert-Signale
an den ersten Eingangsanschlüssen 116, 117, 118 und 119 anliegen
und gleichzeitig an den zweiten Eingangsanschlüssen 120, 121, 122 und 123 die
Teil-Soll-Wert-Signale, so vergleicht die Vergleicherschaltung jeweils
ein Teil-Soll-Wert-Signal mit dem entsprechenden Teil-Ist-Wert-Signal.
In dem Fall, dass alle Teil-Soll-Wert-Signale mit den entsprechenden Teil-Ist-Wert-Signalen übereinstimmen
liegt am Ausgang 124 der Vergleicherschaltung 200 ein
Wert logisch „0" an, d.h. alle Scanketten 111, 112, 113 und 114 liefern
ein erwartetes Ergebnis und keine der speichernden Komponenten liefert
einen Fehler. Im Gegenzug liegt am Ausgangsanschluss 124 der
Vergleicherschaltung 200 ein Wert logisch „1" an, wenn auch nur
in einer Scankette 111, 112, 113 und 114 das
Teil-Ist-Wert-Signal
nicht mit dem entsprechenden Teil-Soll-Wert-Signal übereinstimmt.
Die in 2 dargestellte
Vergleicherschaltung ist nicht X-tolerant.
D.h. wenn ein Teil-Ist-Wert-Signal einen Wert hat, welcher nicht
definiert ist, d.h. ein X-Signal, dann ergibt sich am Ausgangsanschluss 124 der
Vergleicherschaltung auch ein X-Zustand, d.h. in diesem Fall ist
der Zustand ebenfalls nicht definiert.
Dies ist in einem Scantest nicht
gewünscht, da
bei einem X-Zustand
nicht entschieden werden kann, ob ein Fehler vorliegt oder nicht
und dadurch nicht zur Erhöhung
der Testabdeckung beiträgt.
Eine Möglichkeit, eine solche nicht
X-tolerante Vergleicherschaltung in einem Scantest zu verwenden
ist beispielsweise darin zu sehen, eine derart vorgegebene Scantest-Signalfolge
zu verwenden, dass sichergestellt ist, dass es an keiner der speichernden
Komponenten des elektronischen Schaltkreises zu einem X-Zustand
kommt. Somit kann es zu keinem X-Zustand bei den Teil-Ist-Wert-Signalen kommen
und damit erzeugt auch die Vergleicherschaltung 200 keinen
X-Zustand an ihrem Ausgang.
In 3 ist
schematisch die Vergleicherschaltung 200 aus 2 dargestellt, wobei gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
das Ausgangssignal, welches am Ausgangsanschluss 124 der
Vergleicherschaltung 200 anliegt, jedoch nicht an den Eingangsanschluss 125 des
Testsystems 100 weitergeleitet wird.
Das elektronische Element, d.h. der
Halbleiterchip, weist zusätzlich
ein Steuerelement 333 auf. Ein Steuereingang des Steuerelements 333 ist
mit dem Ausgangsanschluss 124 der Vergleicherschaltung 200 gekoppelt.
An das Steuerelement 333 wird somit das Ausgangssignal
der Vergleicherschaltung 200 angelegt. Wenn das Ausgangssignal
anzeigt, dass ein Fehler einer speichernden Komponente beim Scantest
aufgetreten ist, hält
das Steuerelement 333 die weitere Taktfolge des Auslesezykluses an.
Der Zustand zumindest der getesteten speichernden Komponenten des
elektronischen Schaltkreises wird eingefroren und kann detailliert
ausgelesen werden, damit eine Diagnose durchgeführt werden kann. Es kann noch
auf die einzelnen Teil-Ist-Wert-Signale aller Ketten 111, 112, 113 und 114 zugegriffen
werden, da der Vergleich mittels der integrierten Vergleicherschaltung 200 gleichzeitig
mit dem Auslesen der Daten aus den Scanketten 111, 112, 113 und 114 durchgeführt wird.
Dies bedeutet, dass auch noch die einzelne jeweilige Scankette 111, 112, 113 und 114, in
welcher ein Fehler aufgetreten ist, d.h. bei der ein Teil-Ist-Wert-Signal
nicht mit dem betreffenden Teil-Soll-Wert-Signal übereinstimmt,
bestimmt werden kann. Somit kann eine Diagnose daraufhin durchgeführt werden,
ob zum Beispiel die diesen Fehler erzeugende speichernden Komponente
gehäuft
einen Fehler erzeugt.
Es findet also eine Rückkopplung
zwischen dem Ausgang der Vergleicherschaltung 200 und dem Eingang
der Vergleicherschaltung 200 statt auf die Weise, dass,
wenn ein Signal am Ausgangsanschluss der Vergleicherschaltung 200 anliegt,
das Zuführen
der Ist-Wert-Signalfolge und die Soll-Wert-Signalfolge angehalten werden können. Ohne
eine solche Rückkopplung
wäre eine
spezielle Fehlerdiagnose, welche der Scanketten 111, 112, 113 und 114 einen
Fehler liefert, nicht mehr möglich. Diese
Rückkopplung
und die damit verbundene Einfrierung des Zustandes der speichernden
Komponenten ist in der Praxis vor allem deshalb wichtig, weil ein
tatsächlicher
Halbleiterchip wesentlich mehr Scanketten als die hier exemplarisch
dargestellten vier Scanketten 111, 112, 113 und 114 aufweist.
Somit weist eine Vergleicherschaltung 200 in der Praxis auch
wesentlich mehr Stufen als die hier dargestellten drei Stufen auf.
Dies bedeutet, dass mittels der erfindungsgemäßen Vergleicherschaltung eine
stärkere
Parallelisierung des Tests durchgeführt werden kann. Es wird jedoch
eine Aussage erschwert, in welcher Scankette 111, 112, 113 und 114 das Teil-Ist-Wert-Signal
nicht mit dem Teil-Soll-Wert-Signal übereinstimmt,
wenn ein Signal, welches einen Fehler signalisiert, am Ausgang anliegt.
Hierdurch wird eine Diagnose einer möglichen Fehlerquelle stark
erschwert.
In 4 ist
eine schematische Darstellung einer X-toleranten Vergleicherschaltung 400 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in diesem Falle eines Kompressors, dargestellt. Auch die
X-tolerante Vergleicherschaltung 400 ist wiederum beispielhaft
für eine
elektronische Schaltung mit vier Scanketten 111, 112, 113 und 114 gezeigt.
Im Falle von vier Scanketten 111, 112, 113 und 114 weist
die Vergleicherschaltung die vier ersten Eingangsanschlüsse 116, 117, 118 und 119 bzw. die
vier zweiten Eingangsanschlüsse 120, 121, 122 und 123 auf,
welche mit den Ausgangsanschlüssen der
Scanketten 111, 112, 113 und 114 bzw.
den zweiten Ausgangsanschlüssen 107, 108, 109 und 110 des
Testsystems 100 gekoppelt sind.
Eine erste Stufe der Vergleicherschaltung 400 weist
vier AND-Schaltungen 434, 435, 436 und 437 (UND-Gatter)
auf. Die AND-Schaltungen 434, 435, 436 und 437 weisen
jeweils zwei Eingangsanschlüsse
auf, von denen jeweils ein Eingangsanschluss mit einem der ersten
Eingangsanschlüsse der
Vergleicherschaltung 400 gekoppelt ist. Der jeweils zweite
Eingangsanschluss der AND-Schaltungen 434, 435, 436 und 437 ist
mit jeweils einem der zweiten Eingangsanschlüsse der Vergleicherschaltung 400 gekoppelt.
Ferner weist jede AND-Schaltung
einen Ausgangsanschluss auf.
Die Vergleicherschaltung 400 weist
als zweite Stufe zwei EXOR-Schaltungen 438 und 439 (EXKLUSIV-ODER-Gatter)
auf, wobei jede EXOR-Schaltung 438 und 439 zwei
Eingangsanschlüsse
und einen Ausgangsanschluss aufweist. Die Eingangsanschlüsse der
EXOR-Schaltungen 438 und 439 der zweiten
Stufe sind mit den Ausgängen
der AND-Schaltungen der ersten Stufe gekoppelt.
Als dritte Stufe weist die Vergleicherschaltung 400 eine
EXOR-Schaltung 440 (EXKLUSIV-ODER-Gatter)
mit zwei Eingangsanschlüssen und
einem Ausgangsanschluss auf. Dieser Ausgangsanschluss ist der Ausgangsanschluss 124 der Vergleicherschaltung 400.
Die in 4 dargestellte
Vergleicherschaltung stellt einen Kompressor dar, welcher gleichzeitig als
Komparator verwendet werden kann. Wenn in der zweiten Shiftphase
des Scantests, d.h. der Auslesephase der Ist-Wert-Signale, die Ist-Wert-Signale
an den ersten Eingangsanschlüssen 116, 117, 118 und 119 anliegen und
gleichzeitig an den zweiten Eingangsanschlüssen 120, 121, 122 und 123 die Soll-Wert-Signale,
so komprimiert die Vergleicherschaltung 400 die Signale,
d.h. sie reduziert die vier Signale der vier Scanketten auf ein
einziges Signal. Ferner vergleicht sie gleichzeitig jeweils ein Soll-Wert-Signal
mit dem entsprechenden Ist-Wert-Signal. Im Falle dass alle Soll-Wert-Signale mit
den entsprechenden Ist-Wert-Signalen übereinstimmen liegt am Ausgang 124 der
Vergleicherschaltung 400 ein Signal an, welches anzeigt,
dass alle Scanketten 111, 112, 113 und 114 ein
erwartetes Ergebnis geliefert haben und keine der elektronischen Komponenten
einen Fehler geliefert, haben.
Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Vergleicherschaltung 200 liegt
jedoch am Ausgang 125 der in 4 dargestellten
Vergleicherschaltung 400 das Signal, welches anzeigt, dass
kein Fehler in der Scankette 111, 112, 113 und 114 aufgetreten
ist, auch dann an, wenn in einer geraden Anzahl von Scanketten 111, 112, 113 und 114 ein
Fehler aufgetreten ist. Mittels der in 4 dargestellten Vergleicherschaltung
lässt sich
folglich nur eine ungerade Anzahl von Fehlern erkennen. Wobei auch
wiederum nur entschieden werden kann, ob ein Fehler vorlag, nicht
jedoch in welcher Scankette der Fehler vorlag.
Dafür weist diese Vergleicherschaltung 400 den
Vorteil auf, dass sie X-tolerant ist, d.h. auch ein nicht definierter
Zustand eines Ist-Wert-Signals verhindert nicht die Verwendbarkeit
des am Ausgang der Vergleicherschaltung anliegenden Signals.
Zusammenfassend schafft die Erfindung
ein elektronisches Element, z.B. einen Halbleiterchip, mit einem
zu testenden elektronischen Schaltkreis, wobei ein Vergleich und/oder
Kompression von Ist-Wert-Signalen eines Scantests oder Funktionaltests
oder Analogtest mit digitalem Ausgang direkt mittels einer Vergleicherschaltung
auf dem elektronischen Element durchgeführt wird. Hierdurch wird die anfallende Datenmenge
welche von dem elektronischen Element zu einem Testsystem zu übertragen ist
stark reduziert. Das elektronische Element benötigt nur noch einen Ausgangsanschluss,
welcher für einen
Scantest verwendet wird. Alle anderen Anschlüsse des elektronischen Elements
stellen Eingangsanschlüsse
für das
elektronische Element dar. Die Signale, welche über diese Eingangsanschlüsse angelegt
werden stellen Eingangsdaten dar. Eingangsdaten eignen sich wesentlich
besser für
eine Parallelisierung als Ausgangsdaten, d.h. mittels der verstärkten Verwendung
von Eingangsdaten lässt sich
der Test wesentlich stärker
parallelisieren, da Eingangsdaten eventuell mehrfach innerhalb des Tests
verwendet werden können..
Erfindungsgemäß erfolgt eine Testbewertung
in Echtzeit, d.h. während
der Durchführung
des Tests, auf einem elektronischen Element, welches sogleich seinen
Fehler-Zustand einfrieren kann. Nachfolgend ist dann vom Testsystem
gesteuert eine Auswertung des Fehler-Zustandes möglich. Da erfindungsgemäß in Echtzeit
auf Fehler reagiert wird, kann somit auch eine Volumenproduktion,
d.h. Massenproduktion, eines elektronischen Bausteins überwacht
werden. Damit können
die Ausbeute (Yield) beeinflussende Daten zu statistischen Zwecken
auch während
der Produktion von elektronischen Bausteinen aufgezeichnet werden.
Dies gilt auch, wenn Komprimierer verwendet werden.
Der elektronische Schaltkreis kann
auch, bei beliebigen funktionalen Tests für die funktionale Überprüfung der
Schaltung bzw. bei Test einer Analogschaltung, der digitale Ist-Wert-Signale
liefert, angewendet werden.