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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Schaltung
mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltungsanordnung
und einer ersten und einer zweiten Signalstrecke zwischen der ersten
und der zweiten integrierten Schaltung, wobei die erste und die
zweite Signalstrecke je ein Selektionselement aufweisen mit einem
ersten Eingang, der mit der ersten integrierten Schaltung gekoppelt
ist, mit einem zweiten Eingang, und einem Ausgang, der mit der zweiten
integrierten Schaltung gekoppelt ist, wobei der zweite Eingang des
Selektionselementes der zweiten Signalstrecke mit einem Ausgang
eines Speicherelementes gekoppelt ist.
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Aus
Gründen
der Entwurfs- und Testeffizienz läuft der IC-Entwurf meisten
längs der
Linien der Identifikation einer Anzahl mehr oder weniger unabhängiger Subfunktionen
und der Implementierung dieser Subfunktionen als einzelne Schaltungen
oder Funktionsblöcke,
auch als Cores oder Macros bezeichnet. In einer späteren Entwurfsstufe
werden die jeweiligen (analogen und/oder digitalen) Macros mit Hilfe
einer Anzahl Signalstrecken miteinander verbunden, wodurch es letzten
Endes ermöglicht
wird, das die IC ihre beabsichtigte Funktionalität durchführt. Das Testen der Produktion
einer derartigen IC wird vorzugsweise entsprechend dem Macro-Testkonzept
durchgeführt,
d.h. alle Macros werden einzeln getestet, stattdessen, dass die
IC als Ganzes getestet wird. Für
weitere Informationen über
das Testen von Macros sei auf
US
5.477.548 verwiesen.
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WO
99/56396 beschreibt eine "Seam" Schaltung zum Koppeln
einer derartigen ersten und zweiten Schaltungsanordnung innerhalb
einer IC, wobei diese Seam-Schaltung
ein Selektionselement und ein Speicherelement aufweist. Das Selektionselement
und das Speicherelement bilden eine Rückkopplungsschleife, wobei
das Speicherelement zwischen einem Ausgang und einem ersten Eingang
des Selektionselementes vorgesehen ist. Damit es ermöglicht wird,
die Speicherelemente Abzutasten, werden diese letzteren durch Flip-Flop-Schaltungen gebildet,
die nebst einem Dateneingang einen Abtastdateneingang haben, der
entweder mit einem Eingang der Abtastkette oder mit einem vorhergehenden
Element der Abtastkette gekoppelt ist. Die Flip-Flop-Schaltungen
enthalten einen Selektionseingang zum Wählen zwischen dem Dateneingang
und dem Abtastdateneingang. Im normalen Betrieb der IC wird das
Selektionselement in einen ersten Zustand geschaltet, in dem es
das Signal wählt,
das an dem ersten Eingang angeboten wird. In diesem Zustand koppelt
das Selektionselement, beispielsweise ein Multiplexer, funktionell
die zweite Schaltungsanordnung mit der ersten Schaltungsanordnung,
nur mit der Verzögerung
des Selektionselementes. Gleichzeitig kann das Ausgangssignal des
Selektionselementes in das Speicherelement eingelesen werden, damit
der Ausgang der ersten Schaltungsanordnung beobachtet werden kann.
In dem zweiten Zustand selektiert das Selektionselement das an dem
zweiten Eingang angebotene Signal, das von dem Speicherelement geliefert
wird. Dies bietet die Möglichkeit,
den Eingang des zweiten Eingangs zu steuern. Die durch die Flip-Flop-Schaltungen
gebildeten Speicherelemente bilden einen Teil einer Abtastkette.
Dazu hat jede Flip-Flop-Schaltung innerhalb der Kette einen Abtastdateneingang,
der mit einem Ausgang einer vorhergehenden Flip-Flop-Schaltung in
der Kette gekoppelt ist, und einen Ausgang, der mit einem Abtastdateneingang
der nachfolgenden Flip-Flop-Schaltung in der Kette gekoppelt ist.
Der Abtastdateneingang der ersten Flip-Flop-Schaltung der Kette
bildet den Eingang der Abtastkette, und der Ausgang der letzten Flip-Flop-Schaltung
in der Kette bildet den Ausgang der Abtastkette. Es ist ein Nachteil
der bekannten IC, dass eine relativ komplexe Testschaltung darin
vorgeschrieben ist. Um es zu ermöglichen,
dass das Speicherelement entweder einen ersten Eingang (Daten) oder
einen zweiten Eingang (Testdaten) wählt, ist ein zusätzliches
Selektionselement erforderlich.
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US 5.960.008 beschreibt
eine Testschaltung, die zwischen der ersten und der zweiten Schaltungsanordnung
vorgesehen ist zum Durchführen
eines Testes an der ersten und an der zweiten Schaltungsanordnung.
In einer Ausführungsform
der Testschaltung wird ein Ausgang einer logischen Einheit ersten Eingangsenden
einer Anzahl Wähler
zugeführt.
Einem zweiten Eingangsende eines ersten Wählers wird ein Abtast-Ein-Signal
zugeführt;
ein Ausgangsende des ersten Wählers
ist mit einem Eingangsende einer ersten Flip-Flop-Schaltung verbunden.
Ein zweites Eingangsende eines zweiten Wählers ist mit einem Ausgangsende
der ersten Flip-Flop-Schaltung verbunden; ein Ausgangsende des zweiten
Wählers ist
mit einem Eingangsende einer zweiten Flip-Flop-Schaltung verbunden.
Ein zweites Eingangsende eines dritten Wählers ist mit einem Ausgangsende
der zweiten Flip-Flop-Schaltung
verbunden; ein Ausgangsende des dritten Wählers ist mit einem Eingangsende
einer dritten Flip-Flop-Schaltung verbunden. Ein Ausgangsende der
dritten Flip-Flop-Schaltung
liefert ein Abtast-Aus-Signal. Mit dieser Konfiguration von Wählern und Flip- Flop-Schaltungen
wird eine gebietseffiziente Testschaltung verwirklicht. Die Eingänge aber
der zweiten Schaltungsanordnung können nicht gleichzeitig kontrolliert
werden.
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Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine IC zu
schaffen, die es auch ermöglicht,
die Produktion zu testen, die aber eine einfachere Testschaltung
hat. Die IC nach der vorliegenden Erfindung weist dazu das Kennzeichen
auf, dass das Selektionselement der zweiten Signalstrecke einen
Ausgang hat, der mit einem Eingang des Speicherelementes gekoppelt
ist. Die Tastschaltung der IC nach der vorliegenden Erfindung ist
einfacher als die der bekannten IC, und zwar in dem Sinne, dass nur
ein einziges Selektionselement für
jede Signalstrecke, die kontrolliert oder beobachtet werden soll, erforderlich
ist. Es ist aber möglich,
dieselben Testfunktionen anzuwenden, wie dies bei der bekannten IC
möglich
ist. Die IC nach der vorliegenden Erfindung hat ebenfalls einen
normalen Arbeitszustand und einen Testzustand. In dem normalen Arbeitszustand
befinden sich die Selektionselemente in einem ersten Zustand, in
dem sie über
die betreffenden Signalstrecken die zweite Schaltungsanordnung mit der
ersten Schaltungsanordnung funktionell koppeln. In dem Abtastzustand
verbinden die Selektionselemente die Speicherelemente miteinander
zum Bilden der Abtastkette. Im normalen Betrieb kann das Ausgangssignal
der Selektionselemente in die Speicherelemente gelesen werden, damit
die Wirkung der ersten Schaltungsanordnung beobachtet werden kann. Und
während
des Abtastzustandes können
die Eingänge
der zweiten Schaltungsanordnungen kontrolliert werden.
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Die
Ausführungsform
nach Anspruch 2 hat den Vorteil, dass jeder der Eingänge der
zweiten Schaltungsanordnung gleichzeitig kontrolliert werden kann.
Auf alternative Weise können
alle Ausgänge der
ersten Schaltungsanordnung gleichzeitig kontrolliert werden.
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Da
eine Verriegelungsschaltung weniger Komponenten als eine Flip-Flop-Schaltung erfordert, hat
die Ausführungsform
nach Anspruch 3 den Vorteil, dass eine noch weiter gehende Vereinfachung der
Testschaltung erreicht wird. Dennoch können alle Signalstrecken beobachtet
oder kontrolliert werden, wenn auch eine erste Hälfte in einem ersten Testzyklus
und die zweite Hälfte
in einem zweiten Testzyklus.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden
Fall näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
der integrierten Schaltung nach der vorliegenden Erfindung,
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2 einen
Teil einer zweiten Ausführungsform
der integrierten Schaltung nach der vorliegenden Erfindung,
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3 einen
Teil einer dritten Ausführungsform
der integrierten Schaltung nach der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
der integrierten Schaltung nach der vorliegenden Erfindung. Die
integrierte Schaltung umfasst wenigstens eine erste und eine zweite
Schaltungsanordnung 1, 2. Die erste Schaltungsanordnung 1 sowie
die zweite Schaltungsanordnung 2 können synchron oder asynchron
betrieben werden und können
digitale sowie analoge Signale verarbeiten. Wenn die beiden Schaltungsanordnungen
synchron arbeiten, können
sie verschiedene Taktraten haben. Die erste und die zweite Schaltungsanordnung 1, 2 sind über eine
erste Signalstrecke 10–20 und
eine zweite Signalstrecke 11–21 zwischen der ersten
und der zweiten Schaltungsanordnung 1, 2 vorgesehen.
Die erste Signalstrecke erstreckt sich von einem Ausgang 10 der
ersten Schaltungsanordnung 1 zu einem Eingang 20 der zweiten
Schaltungsanordnung. Die zweite Signalstrecke erstreckt sich von
einem Ausgang 11 der ersten Schaltungsanordnung 1 zu
einem Eingang 21 der zweiten Schaltungsanordnung. Die erste
Signalstrecke umfasst ein Selektionselement 30 mit einem
ersten Eingang 30a, der mit der ersten Schaltungsanordnung 1 gekoppelt
ist, mit einem zweiten Eingang 30b und mit einem Ausgang 30c,
der mit der zweiten Schaltungsanordnung 2 gekoppelt ist.
Auf gleiche Weise umfasst die zweite Signalstrecke ein Selektionselement 31,
mit einem ersten Eingang 31a, der mit der ersten Schaltungsanordnung 1 gekoppelt
ist, mit einem zweiten Eingang 31b und mit einem Ausgang 31c,
der mit der zweiten Schaltungsanordnung 2 gekoppelt ist.
Das Selektionselement 30 der ersten Signalstrecke 10, 20 hat
einen Ausgang 30c, der mit einem Eingang 40a eines
Speicherelementes 41 gekoppelt ist.
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Der
zweite Eingang 31b des Selektionselementes 31 der
zweiten Signalstrecke 11–21 ist mit dem Speicherelement 41 gekoppelt.
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Der
zweite Eingang 30b des Selektionselementes 30 kann
mit einem Testeingang 5 verbunden werden, kann aber auch
mit einem weiteren Speicherelement gekoppelt werden, das einen Teil
einer Abtastkette bildet, die ihrerseits einen Eingang hat, der
mit einem Ausgang eines Selektionselementes einer weiteren Signalstrecke
gekoppelt ist. Der Ausgang 31c des Selektionselementes 31 kann
den Ausgang 6 der Abtastkette bilden, kann aber auch mit
einem Eingang eines nachfolgenden Speicherelementes in der Abtastkette
verbunden werden.
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Die
Selektionselemente 30, 31 werden durch ein Selektionselement
Sel gesteuert. Im normalen Betrieb der IC werden die Selektionselemente
in einen ersten Zustand gesetzt, in dem die Selektionselemente 30, 31 das
Signal an den ersten Eingängen 30a, 31a selektieren,
die von den Ausgängen 10, 11 der
ersten Schaltungsanordnung empfangen worden sind. Die Ausgangssignale
dieser Ausgänge
können dadurch
beobachtet werden, dass zunächst
die Ausgangssignale der Selektionselemente in die Speicherelemente
eingeschrieben werden, in diesem Fall dadurch, dass den genannten
Speicherelementen ..., 40, 41, ... ein Taktsignal
C1 zugeführt
wird. Nach diesem ersten Schritt werden die Selektionselemente ..., 30, 31,
... in einen zweiten Zustand gesetzt, in dem die Selektionselemente
das Signal an den zweiten Eingängen
..., 30b, 31b, ... als ihr Eingangssignal selektieren.
In diesem zweiten Zustand kann der Inhalt der Speicherelemente danach
an einem Ausgang 6 dadurch beobachtet werden, dass den
Speicherelementen eine Folge von Taktzyklen zugeführt wird.
In dem zweiten Zustand der Selektionselemente ist es auch möglich, die
Speicherelemente 40, 41, ... von einem Eingang 5 mit
Testwerten für
die zweite Schaltungsanordnung 2 zu laden und die zweite
Schaltungsanordnung 2 zu betreiben, nachdem die Ladung
beendet worden ist.
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2 zeigt
einen Teil einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Elemente darin, die denen aus 1 entsprechen,
haben die gleichen Bezugszeichen, die um 100 höher sind. Diese Ausführungsform
ist anders als die Ausführungsform nach 1,
und zwar darin, dass die Speicherelemente 140, 141 in
Form von Verriegelungsschaltungen statt Flip-Flop-Schaltungen sind.
Die Verriegelungsschaltungen, welche die Abtastkette bilden, werden
durch ein erstes und ein zweites Steuersignal Ed, Eq gesteuert.
Um Daten in die Abtastkette ... 140, 141, ...
zu laden oder zum Auslesen von Daten aus der Abtastkette hat das
erste Steuersignal Ed einen logischen Wert "1" und
das zweite Steuersignal Eq einen Wert "0" und
umgekehrt.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
eine einfachere Testschaltung. Dadurch, dass weitere Elemente zu
dieser Schaltungsanordnung hinzugefügt werden, ist es aber möglich, die
Funktionalität der
Schaltungsanordnung zu steigern. Dies ist durch 3 dargestellt,
die eine andere bevorzugte Ausführungsform
darstellt. In 3 haben Teile, die denen aus 2 entsprechen,
dasselbe Bezugszeichen, nun aber um 100 höher. Die darin dargestellte Ausführungsform
ist gekennzeichnet durch ein weiteres Selektionselement 260.
Das weitere Selektionselement 260 hat einen ersten Eingang 260a,
der mit dem Ausgang 230c des Selektionselementes 230 gekoppelt
ist, um diesen Ausgang 230c über das genannte weitere Selektionselement 260 mit
dem Speicherelement 241 zu koppeln. Das weitere Selektionselement 260 hat
weiterhin einen zweiten Eingang 260b, der mit dem ersten
Eingang 230a des Selektionselementes 230 gekoppelt
ist. Das Selektionselement 230 und das weitere Selektionselement 260 werden
durch ein Steuersignal S0 bzw. ein Steuersignal
S1 gesteuert.
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Vorausgesetzt,
dass es zwei Multiplexsteuersignale gibt, gibt es vier Betriebsarten.
- – S0
selektiert das Ausgangssignal Xd von der ersten Schaltungsanordnung 201 und
S1 selektiert Xd ebenfalls. In dieser Betriebsart wird die Beobachtbarkeit
von Xd unmittelbar aufgebaut.
- – S0
selektiert Xd und S1 selektiert Xq an dem Ausgang 230c des
Selektionselementes 230. In dieser Betriebsart wird die
Beobachtbarkeit von Xd über
Xq aufgebaut. Dies testet die funktionelle Strecke über die
Testschaltung.
- – S0
selektiert Tx an dem Ausgang des Speicherelementes 240 und
S1 selektiert Xq. Diese Betriebsart kann (i) beim Abtasten (wobei
eine Strecke von Td zu Tq freigegeben wird) und (ii) für die Steuerbarkeit
von Xq angewandt werden.
- – S0
selektiert Tx und S1 selektiert Xd. In dieser Betriebsart schafft
die Schaltungsanordnung gleichzeitig die Beobachtbarkeit und die
Steuerbarkeit. Es ist nützlich,
insbesondere wenn in bestimmten Testmoden der Block A und B gleichzeitig
getestet werden sollen (eventuell mit demselben Takt und unter Verwendung
derselben Abtastketten).
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Eine
Integrierte Schaltung nach der vorliegenden Erfindung eignet sich
für viele
Zwecke. In einer speziellen Ausführungsform
der integrierten Schaltung nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine
der Schaltungsanordnungen einen LIN- oder CAN-Transceiver.