EP4652467A1 - Analogschaltung mit mitteln zur umkonfiguration für einen stresstest und oder für einen iddq-test und zugehörige verfahren - Google Patents
Analogschaltung mit mitteln zur umkonfiguration für einen stresstest und oder für einen iddq-test und zugehörige verfahrenInfo
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- EP4652467A1 EP4652467A1 EP24717585.4A EP24717585A EP4652467A1 EP 4652467 A1 EP4652467 A1 EP 4652467A1 EP 24717585 A EP24717585 A EP 24717585A EP 4652467 A1 EP4652467 A1 EP 4652467A1
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/30—Marginal testing, e.g. by varying supply voltage
- G01R31/3004—Current or voltage test
- G01R31/3008—Quiescent current [IDDQ] test or leakage current test
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- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/3167—Testing of combined analog and digital circuits
Definitions
- Analog circuit with means for reconfiguration for a stress test and/or for an IDDQ test and associated methods
- the invention relates to an IDDQ-testable and/or stress-testable analog circuit.
- microelectronic circuits are of high quality and have a low failure rate.
- IDDQ test for example, is well known for the digital circuit parts of such automotive microelectronic circuits.
- IDDQ testing is a method of testing CMOS integrated circuits for the presence of manufacturing defects. It relies on measuring the supply current (Idd) in the quiescent state (when the circuit is not switching and the inputs are held at static values). The supply current consumed in this state is commonly referred to as the IDDQ quiescent current for the IDD quiescent current.
- the supply line is often referred to as the VDD line and the associated supply current as the IDD current, hence the name.
- the IDDQ test is based on the principle that in a correctly functioning digital CMOS circuit in the idle state there is no static current path between the positive voltage supply line and the negative voltage supply line.
- a fully automated test device tests the manufactured microelectronic circuit.
- the digital circuit parts of the microelectronic circuit is clocked with a clock. With each clock edge, circuit nodes within the digital circuit part of the microelectronic circuit change their logical states. These logical states of these circuit nodes are connected to voltage levels of the potential of these circuit nodes with respect to a reference node at a reference potential.
- circuit nodes Since the circuit nodes always have a parasitic node capacitance, this capacitance must be electrically recharged to the new electrical potential when the logical state and thus the electrical potential changes. Therefore, an electrical recharge current flows as a result of the clocking of the digital circuit part of the microelectronic circuit. If the clock is stopped, in standard CMOS circuits the circuit nodes typically maintain their electrical potentials and thus their logical levels, since within the digital part of the microelectronic circuit each potential current path typically comprises at least one P-channel transistor and one N-channel transistor, one of which is always blocked and the other is complementarily conductive.
- the test device controls the microelectronic circuit with special signal sequences, so-called patterns.
- the transistor to be tested is located in one or more current paths between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line.
- test vectors that the test system applies to the microelectronic circuit during the test are designed in such a way that when the test system stops clock pulses, firstly at least one time position in the test vectors the transistor to be tested is blocked and secondly at this time position simultaneously in at least one of the current paths in which the transistor to be tested is located, all other transistors of this current path are switched on.
- the test system records the electrical current in one of the two supply voltage lines.
- the test that the test system performs can use this current value and conclude that one or more transistors are defective if this current value is too high, in particular above a threshold value.
- the increase in the current value of the leakage current through the tested transistor compared to the current value for the fault-free case is typically in the range of orders of magnitude. This is why it is even possible to detect this fault in the supply current.
- test system can check the microelectronic circuit for a relatively large number of possible transistor faults in a relatively large number of transistors with just a few measurements.
- test system can thereby detect transistor faults that cannot be found with conventional test vectors (patterns) for static faults.
- the IDDQ test is a little more complex than simply measuring the supply current. For example, if a line is shorted to the positive supply voltage, it will not draw any additional current even if a logic circuit that generates the signal tries to pull it to a high level. However, if the logic circuit now tries to pull the signal to a low level, there will be a sharp increase in the leakage current. This increase in the amount of leakage current above a current threshold signals a failed component. The test system discards such failed components. It is important to note that IDDQ test inputs only require the controllability of the logical states of the nodes of the digital part, but not the observability of these nodes in the sense of logical observability. The observability of the effects of the fault is achieved via the leakage current by observing and evaluating the current consumption of supply voltage connections of the circuit.
- the voltage source 2 supplies the exemplary analog circuit 1 with electrical energy.
- a current source 4 takes electrical energy from the supply voltage line 3 and feeds a reference current 5 into a first node 6.
- the first transistor 7, which is connected as a MOS diode takes this reference current 5 from the first node 6 as a reference node and diverts it to the reference potential line 8.
- the first transistor 7, which is connected as a MOS diode converts the reference current 5 into a reference voltage 27.
- the reference voltage 27 is applied between the first node 6 and the reference potential line 8.
- a second transistor 9 forms a current mirror with the first transistor 7, which is connected as a MOS diode.
- the second transistor 9 therefore works as a current source for the differential stage made up of the third transistor 10 and the fourth transistor 11 and the fifth transistor 12 and the sixth transistor 13.
- the control electrode 28 of the third transistor 10 and the control electrode 29 of the fourth transistor 11 form the differential input of the exemplary differential amplifier.
- the fifth transistor 12 is connected as a MOS diode and serves as the load resistor of the left amplifier branch made up of the third transistor 10 and the fifth transistor 12.
- the sixth transistor 13 is connected as a current source of a current mirror made up of the sixth transistor 13 and MOS diode 12 and serves as the load resistor of the right amplifier branch made up of the fourth transistor 11 and the sixth transistor 13.
- the seventh transistor 15 takes the signal at the second node 14 between the fourth transistor 11 and the sixth transistor 13 and amplifies the power as part of a source follower circuit consisting of the seventh transistor 15 and the eighth transistor 16.
- the eighth transistor 16 works as a current source transistor and thus as a load resistor of the source follower circuit.
- the eighth Transistor 16 is part of a current mirror consisting of the eighth transistor 16 and the first transistor 7 connected as a MOS diode.
- An inverter 17 generates an inverted digital transport clock 19 for subsequent transfer gates from a digital transport clock 18.
- a first transfer gate comprising a ninth transistor 20 and a tenth transistor 21 can charge an intermediate node 25 to the potential of the output of the source follower 26 when the digital transport clock 18 is at a high level.
- the inverted digital transport clock 19 is then at a low level. If the digital transport clock 18 is at a low level and thus the inverted digital transport clock is at a high level, the first transfer gate comprising the ninth transistor 20 and the tenth transistor 21 is blocked. In this case, the intermediate node 25 essentially maintains its voltage level due to parasitic capacitances.
- a second transfer gate comprising an eleventh transistor 22 and a twelfth transistor 23 can charge an input node 24 of a subsequent analog circuit to the potential of the intermediate node 25 when the digital transport clock 18 is at a high level.
- the inverted digital transport clock 19 is then at a low level. If the digital transport clock 18 is at a low level and thus the inverted digital transport clock 19 is at a high level, the second transfer gate comprising the eleventh transistor 22 and the twelfth transistor 23 is blocked. In this case, the input node 24 essentially maintains its voltage level due to parasitic capacitances.
- a thirteenth transistor 30 can connect the intermediate node 25 to the reference potential 8.
- a first problem is that the reference voltage source consisting of current source 4 and first transistor 7 has a permanent quiescent current due to the MOS diode connection of the first transistor 7. Its current value is far above the leakage current of a blocked first transistor 7. The first transistor 7 is therefore not accessible to the IDDQ test in the circuit of Figure 1.
- a second problem is that the second transistor 9 always has such a reference voltage at its control input, its gate, that it works as a current source and therefore also has a continuous quiescent current. Its current value is far above the leakage current a blocked second transistor 9. The second transistor 9 is therefore not accessible to the IDDQ test in the circuit of Figure 1.
- a third problem is that the eighth transistor 16 always has such a reference voltage at its control input, its gate, that it works as a current source and therefore also has a continuous quiescent current. The current value of this is far above the leakage current of a blocked eighth transistor 16. The eighth transistor 16 is therefore not accessible to the IDDQ test in the circuit of Figure 1.
- a fourth problem is that the reference voltage source consisting of the second transistor 9 and the fifth transistor 12 has a permanent quiescent current when the third transistor 10 is switched on due to the MOS diode connection of the fifth transistor 12.
- the current value of the fifth transistor 12 is typically far above the leakage current of a blocked fifth transistor 12.
- the fifth transistor 12 is therefore not accessible to the IDDQ test in the circuit of Figure 1.
- a fifth problem is that the sixth transistor 13 always has such a reference voltage at its control input, its gate, that it works as a current source and therefore also has a continuous quiescent current. The current value of this is far above the leakage current of a blocked sixth transistor 13. The sixth transistor 13 is therefore not accessible to the IDDQ test in the circuit of Figure 1.
- a sixth problem is that the seventh transistor 15 always has such a voltage at its control input, its gate, that it is not free of quiescent current. It therefore also has a continuous quiescent current. Its current value is far above the leakage current of a blocked seventh transistor 15. The seventh transistor 15 is therefore not accessible to the IDDQ test in the circuit of Figure 1.
- the transfer gates are not necessarily flowed through by a leakage current. If the output 26 of the source follower and the intermediate node 25 are at the same or essentially the same potential, no electrical leakage current flows through the ninth transistor 20 and the tenth transistor 21. For an IDDQ test of the ninth transistor 20 and the tenth transistor 21s, the ability to stimulate a leakage current through these transistors is therefore already missing. The same applies to the eleventh transistor 22 and the twelfth transistor 23. For an IDDQ test of the eleventh transistor 22 and the twelfth transistor 23, the ability to stimulate a leakage current through these transistors is also therefore missing.
- D2A control signals The control signals of the digital part that control the analog part (hereinafter referred to as D2A control signals) must generally not be freely changed in order to avoid short circuits and damage and the like.
- the static current consumption of the analog part and its scatter are significantly higher than the expected leakage currents of the transistors in the event of a fault. Specifying a test threshold for the quiescent current is therefore at least difficult, if not impossible.
- US 2005/0 024 075 A1 discloses a device in which faulty states are generated in analog circuits by using "fault injection transistors" that allow the detection of faulty states.
- the technical teaching of US 2005/0 024 075 A1 does not disclose a method or associated devices that allow an IDDQ test to be carried out in the same way as that of digital circuits.
- US 2005 / 0 024 075 Al discloses the injection of faulty node potentials using "fault injection transistors". In this way, US 2005 / 0 024 075 Al improves the stimulability of the analog circuits to be tested.
- this is not an IDDQ test as it is understood in test technology.
- Iddq testing is a method for testing CMOS integrated circuits for the presence of manufacturing faults. It relies on measuring the supply current (Idd) in the quiescent state (when the circuit is not switching and inputs are held at static values). The current consumed in the state is commonly called Iddq for Idd (quiescent) and hence the name.
- Iddq testing uses the principle that in a correctly operating quiescent CMOS digital circuit, there is no static current path between the power supply and ground, except for a small amount of leakage. Many common semiconductor manufacturing faults will cause the current to increase by orders of magnitude, which can be easily detected. This has the advantage of checking the chip for many possible faults with one measurement. Another advantage is that it may catch faults that are not found by conventional stuck-at fault test vectors.
- Iddq testing is somewhat more complex than just measuring the supply current. If a line is shorted to Vdd, for example, it will still draw no extra current if the gate driving the signal is attempting to set it to '1'. However, a different input that attempts to set the signal to 0 will show a large increase in quiescent current, signaling a bad part. Typical Iddq tests may use 20 or so inputs. Note that Iddq test inputs require only controllability, and not observability. This is because the observability is through the shared power supply connection.”
- the German translation is: "The Iddq test is a method of testing CMOS integrated circuits for the presence of manufacturing defects. It is based on measuring the supply current (Idd) in the quiescent state (when the circuit is not switching and the inputs are held at static values). The current consumed in this state is commonly referred to as Iddq for Idd (quiescent current), hence the name.
- the Iddq test is based on the principle that in a correctly operating digital CMOS circuit, there is no static current path between the power supply and ground in the idle state, except for a small amount of leakage current. Many common defects in semiconductor manufacturing lead to an increase in current by orders of magnitude, which can easily be This has the advantage that the chip can be checked for many possible faults with a single measurement. Another advantage is that it can detect faults that cannot be found with conventional test vectors for stuck faults.
- Iddq testing is a bit more complex than simply measuring supply current. For example, if a line is shorted to Vdd, it will not draw additional current even if the gate controlling the signal tries to force it to '1'. However, another input trying to force the signal to 0 will indicate a large increase in quiescent current, signaling a bad device. For typical Iddq testing, about 20 inputs can be used. Note that Iddq test inputs only require controllability, not observability. This is because observability is achieved through the common power supply connection.”
- JP 2003-156545 A a semiconductor chip is known in which an analog circuit and a digital circuit are integrated. According to the technical teaching of JP 2003-156545 A, THIS semiconductor chip is mounted. A common power supply terminal of the semiconductor chip is used according to the technical teaching of JP 2003-156545 A to form a semiconductor device which supplies a power supply voltage to the analog circuit and the digital circuit, to check for a current leakage in the digital circuit.
- the method of JP 2003- 156545 A, according to JP 2003- 156545 A is to interrupt the power supply line from the power supply terminal to the digital circuit at the time of the test and to put the digital circuit into the test mode according to JP 2003- 156545 A.
- the basic idea of the technical teaching presented here is to switch the transistors of the analog part of the mixed-signal circuit by means of additional switching transistors in a test state of the analog circuit 1 in such a way that essentially a CMOS logic circuit is produced which can be stimulated with test vectors like a normal CMOS logic circuit and for which the IDDQ test vectors can be generated fully automatically by means of an ATPG program.
- the technical teaching presented here proposes providing at least one IDDQ test state for the exemplary analog circuit 1. Furthermore, the technical teaching presented here proposes inserting additional switches into the circuit of the analog circuit elements, which have at least one switching state in normal operation of the exemplary analog circuit 1 and have at least one IDDQ switching state.
- the invention thus relates to an analog circuit 1 based on MOS, BiCMOS or CMOS, wherein the analog circuit 1 is designed to fulfill a predetermined circuit purpose in a normal state of the analog circuit 1.
- the analog circuit 1 has one or more input signals and/or one or more output signals.
- the analog circuit 1 typically comprises one or more analog signals within the analog circuit 1.
- the analog circuit (1) is coupled according to the proposal to a test logic 38 which puts the analog circuit 1 into the normal state and, depending on the control of the test logic 38 by an external measuring system, at least a first test state and/or possibly further test states.
- the analog circuit 1 comprises first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) which carry out the function of the analog circuit 1 in accordance with the predetermined circuit purpose of the analog circuit 1 in the normal state of the analog circuit 1.
- These first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) therefore represent the actual analog circuit 1 or at least essential parts of the analog circuit 1.
- These first components are preferably MOS transistors or bipolar transistors.
- Such first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) then typically each have a control electrode, by means of which the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) can also be operated as a switch.
- the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) can then be In their respective operation as switches, they each assume an on-state and an off-state as their respective switching states. In the sense of the document presented here, the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) can then be In their respective operation as switches
- the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) are typically completely switched off in the off state, i.e. blocking. Completely switched off means that the conduction resistance (R 0FF resistance) of the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30), i.e. the transistors, corresponds to the maximum conduction resistance of these first components (7, 9, 10,
- the analog circuit (1) preferably comprises second components (S1 to S9; Gl to G9).
- the test logic 38 sets these switching states of one or more first components (7, 9, 12, 16) of the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) by means of the second components (S1 to S9; Gl to G9) in the first test state of the analog circuit 1.
- the control electrode (33, 34, 36, 37) of at least one first component (7, 9, 12, 16) of the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) is not directly connected to an input signal or not directly connected to an output signal.
- the IDDQ test of such an analog circuit 1 is not described in the prior art.
- the test logic 38 now separates this control electrode (33, 34, 36, 37) of this first component (7, 9, 12, 16) of the first components (7, 9, 10, 11,
- the test logic 38 switches this control electrode (33, 34, 36, 37, 39) of this first component (7, 9, 12, 16) of the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) into an on state or off in an off state by means of first means (Gl, G2, G5, G6).
- the test logic 38 controls these first means (Gl, G2, G5, G6) in such a way that these first means (Gl, G2, G5, G6) do not influence the control electrode (33, 34, 36, 37, 39) of this first component (7, 9, 12, 16) of the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) in the normal state of the analog circuit 1.
- the first means are tri-state drivers whose output switches the first test logic 38 to the tri-state state with a high-impedance output resistance in the normal state and to a low-impedance low level or high level state in the first test state.
- the output of the respective tri-state driver is connected to the respective control electrode (33, 34, 36, 37, 39) of a respective first component (7, 9, 12, 16) of the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30).
- the test logic 38 connects the control electrode (33, 34, 36, 37, 39) of the said first component (7, 9, 12, 16) of the first components (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) by means of the switch (SI, S2, S3, S4) to a node of the rest of the analog circuit (1) and thus ensures the normal function of the analog circuit 1 in the normal state.
- the exemplary analog circuit 1 preferably has at least one normal state and a first IDDQ test state and a second IDDQ test state.
- the normal state the exemplary analog circuit 1 carries out its intended normal operation.
- all P-channel transistors of the exemplary analog circuit 1 are preferably completely switched on and all N-channel transistors of the exemplary analog circuit 1 are completely switched off.
- all P-channel transistors of the exemplary analog circuit 1 are preferably completely switched off and all N-channel transistors of the exemplary analog circuit 1 are completely switched on.
- the technical teaching presented here proposes to separate all feedback branches by feedback switches in the said first IDDQ test state and in the said second IDDQ test state.
- the invention comprises a modified analog circuit which can be manufactured, for example, using MOS, BiCMOS or CMOS semiconductor technology.
- Semiconductor technologies that are functionally equivalent to such MOS, BiCMOS or CMOS semiconductor technologies are included in the term "MOS, BiCMOS or CMOS" in the sense of the document presented here.
- a semiconductor technology is functionally equivalent if it provides semiconductor switches that have a first connection and a second connection and a control connection, and the semiconductor switch opens or closes the electrical connection between the first connection and the second connection depending on the potential or the input current at the control connection. Any leakage current is not taken into account in this definition.
- the technical teaching presented here is intended to relate to analog circuits in general.
- the analog circuit is preferably part of a micro-integrated circuit.
- Such an analog circuit typically fulfills a predetermined circuit purpose in the intended operation of the circuit in which the analog circuit is used.
- This predetermined circuit purpose can, for example, be an amplifier, a differential amplifier, a current source, a voltage source, an analog multiplier, an analog multiplexer, an analog filter, an oscillator, a delay line, a phase shifter, an analog PLL, a reset circuit, an electronic fuse, an analog adder, an analog subtractor, an analog differentiator, an analog integrator, etc. and their interconnections, without limiting the technical teaching presented here to this.
- the document presented here refers to the following books as examples:
- analog circuit In order for an analog circuit to be considered an analog circuit within the meaning of the document presented here, the analog circuit should have at least one analog input signal or one analog output signal or one analog signal within the analog circuit. Supply voltage lines should expressly not be disregarded when assessing whether a circuit is an analog circuit or not.
- An analog signal is a physical quantity that can assume continuous values in terms of size (amplitude) as well as in terms of time.
- a digital signal (digitus: finger, Latin) is a physical quantity that can only assume certain discrete values. The values correspond to the number of agreed states. If two states are agreed, then these are binary (digital) signals.”
- the analog circuit should have at least one input signal or one output signal or one signal within the analog circuit that can assume continuous values in terms of size (amplitude) and time.
- the size is typically the value of the potential of the line of this signal compared to the potential of a reference node of the analog circuit or the value of the electrical current in the line of the signal in question.
- the proposed analog circuit is coupled to a test logic (see Figure 2).
- this is preferably a test logic based on the IEEE Standard 1149 with its sub-variants.
- it can also be just a scan path that is activated by a test connection from outside the micro-integrated circuit.
- the test logic is a digital circuit.
- the test logic is designed to put the analog circuit into a normal state and at least a first test state.
- the test logic can put the analog circuit into a normal state and several test states.
- the different test states serve different test purposes and/or enable the activation of failures of certain parts of the analog circuit in load tests, for example during a voltage stress test.
- the analog circuit according to the invention comprises first components that carry out the function of the analog circuit in accordance with the circuit purpose in normal operation.
- the connection of these first components in the normal state of the analog circuit typically corresponds at least in part to a circuit from the prior art. It is conceivable that the principles presented here also to be applied to analog circuits after the disclosure of the technical teaching presented here, which are not yet known in the current state of the art.
- the analog circuit according to the invention comprises, in addition to the first components, second components which, in the case of the at least one first test state of the analog circuit, enable the test logic to set the switching states of the first components.
- the test logic preferably controls the additional second components.
- the analog circuit according to the invention comprises N-channel transistors and P-channel transistors.
- the second components of the test logic in the at least one first test state of the analog circuit enable the switching states of the first components to be set such that in the first test state either all N-channel transistors are blocked and all P-channel transistors are conductive or, alternatively, all N-channel transistors are conductive and all P-channel transistors are blocked.
- the analog circuit may have a second test state that the test logic can set, in which either all N-channel transistors are conducting and all P-channel transistors are blocking, or alternatively all N-channel transistors are blocking and all P-channel transistors are conducting.
- the second test state would therefore preferably be complementary to the first test state in terms of the switching states of the N-channel transistors and the P-channel transistors.
- the analog circuit 1 comprises a positive supply voltage line and a negative supply voltage line.
- the test logic can preferably put the analog circuit into a normal state and at least a first test state.
- the analog circuit also has more than one test state. The above description should also apply here.
- the analog circuit 1 again comprises first components which carry out the intended function of the analog circuit in normal operation.
- the analog circuit 1 comprises, in addition to the first components, second components which, in the case of the at least one first test state of the analog circuit of the test logic, enable the setting of the switching states of the first components.
- second components which, in the case of the at least one first test state of the analog circuit of the test logic, enable the setting of the switching states of the first components.
- the analog circuit according to the invention has a plurality of possible current paths from the positive supply voltage line to the negative supply voltage line.
- These current paths from the positive supply voltage line to the negative supply voltage line of the analog circuit typically comprise components of the first components and/or the second components.
- the analog circuit is preferably designed such that essentially all of the first components and/or second components S1 to S9; Gl to G9 are part of at least one such current path. The current paths therefore typically and preferably run through these first components and/or through these second components.
- the second components enable the test logic to set the switching states of the first components in the case of the at least one first test state of the analog circuit.
- the test logic preferably sets the switching states of the first components in such a way that in each of the possible current paths from the positive supply voltage line to the negative supply voltage line, at least one first component and/or one second component is blocked.
- a measuring device now applies an increased supply voltage between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line to the analog circuit, this increased voltage is applied via the blocked first components and/or the blocked second components. As a result, these blocked components are exposed to a greater voltage load, which puts a load on potentially pre-damaged components and typically leads to an increase in the leakage current between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line.
- the measuring device can later record this leakage current if necessary and compare it with a permissible leakage current threshold value.
- the measuring device can an error or a deviation or a quality defect of the analog circuit or something similar and to sort out the relevant microelectronic circuit of which the analog circuit is a part.
- the document presented here refers to errors, deviations, quality defects and the like of the analog circuit collectively as errors.
- the second components of the test logic enable the switching states of the first components to be set in the case of at least one first test state of the analog circuit, wherein the test logic sets the switching states of the first components in such a way that in at least one current path of the analog circuit between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line, either exactly one first component and/or exactly one second component is blocked.
- the document presented here refers to this current path as the current path under consideration. In the other current paths of the analog circuit between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line, which are not the current path under consideration, more than exactly one component can therefore be blocked.
- a measuring device can apply a voltage between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line of the analog circuit, which then drops completely across the IDDQ component. If the measuring device increases the voltage between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line to the maximum permissible value, it is then ensured that the measuring device places maximum load on the IDDQ component using the applied voltage. This accelerates the aging of the IDDQ component to a maximum. Experience has shown that such loads do not occur cumulatively in the intended service life of the IDDQ component. Experience has shown that, if the device is used properly, IDDQ components manufactured by us will not be damaged if the parameters of this stress test, such as the value of the applied supply voltage, are selected correctly.
- test patterns generated by the test logic are selected so that several components of the analog circuit become IDDQ components with each test pattern.
- a test pattern is a vector that typically includes the switching states of the first and second components.
- the technical teaching presented here proposes, for the example of the exemplary analog circuit 1, to separate a MOS diode connection of a first transistor 7 by means of a first switch S1 in the said first IDDQ test state and in the said second IDDQ test state by opening the first switch S1.
- the first switch S1 In the normal state, the first switch S1 is closed, resulting in a MOS diode connection of the first transistor 7.
- the first switch S1 is thus a feedback switch that is closed in normal operation and open in two test states, namely the first IDDQ test state and the second IDDQ test state.
- the first switch S1 is preferably a MOS transistor that is preferably opened or closed via a test logic of the micro-integrated circuit, of which the exemplary analog circuit 1 is typically a part.
- a test device can use the said test logic to set, for example, the normal operation, the first IDDQ test state or the second IDDQ test state.
- the test logic can be a JTAG test interface or the like.
- the document presented here explains the proposal using the example of Figure 2.
- the example analog circuit 1 of Figure 2 can expressly have more than two test states.
- the document presented here initially describes only a first IDDQ test state and a second IDDQ test state without this representing a limitation of the technical teaching presented here.
- the analog circuit 1 presented as an example in Figure 2 preferably has a test logic 38.
- the test logic 38 can, for example, be a test interface in accordance with the JTAG boundary scan standard.
- the document presented here cites the JTAG standard IEEE 1149, for example. More information on this can be found on the Internet at https://de.wikipedia.org/wiki/Boundary_Scan_Test (NPL1).
- the IEEE Standard 1149 includes several substandards:
- Figure 2 does not show any control lines between the test logic 38 and the tri-state gates (Gl to G9) explained below and the switches (S1 to S9) also explained below and the other test control lines also explained below.
- the technical teaching presented here further proposes, for the example of the exemplary analog circuit 1, to separate the MOS diode connection of the fifth transistor 12 by means of a second switch S2 in the said first IDDQ test state and in the said second IDDQ test state by opening the second switch S2.
- the second switch S2 thereby separates the control electrode 33 of the first transistor 7 from the first node 6.
- the potential of the control electrode 33 of the first transistor 7 is not defined after the opening of the second switch S2.
- such a clear imprint of a unique electrical potential of the control electrode 33 of the first transistor 7 relative to the reference potential of the reference potential line 8 is necessary.
- the second switch S2 In the normal state, the second switch S2 is closed, resulting in a MOS diode connection of the fifth transistor 12 and such a unique potential of the control electrode 33 of the first transistor 7.
- the second switch S2 is thus a feedback switch that is closed in normal operation and is open in the two test states, namely the first IDDQ test state and the second IDDQ test state.
- the second switch S2 is preferably a MOS transistor that is preferably opened or closed via the test logic of the micro-integrated circuit.
- the tri-state gate comprises a first tri-state gate transistor that pulls the output of the tri-state gate to the positive supply potential when it is closed and leaves the output of the tri-state gate unaffected when it is open.
- the tri-state gate comprises a second tri-state gate transistor that pulls the output of the tri-state gate to the negative supply potential when it is closed and leaves the output of the tri-state gate unaffected when it is open.
- a control logic ensures that the first tri-state gate transistor and the second tri-state gate transistor are never closed at the same time.
- the tri-state gate has three states at its output.
- the output of the tri-state gate is high-impedance.
- the first tri-state gate transistor and the second tri-state gate transistor are open in the example. This means that the tri-state gate does not influence the node at its output in the first state.
- the output of the tri-state gate is connected to the negative supply voltage line.
- the first tri-state gate transistor is open and the second tri-state gate transistor is closed.
- the output of the tri-state gate is connected to the positive supply voltage line.
- the first tri-state gate transistor is closed and the second tri-state gate transistor is open.
- the document presented here therefore proposes inserting a first switch S1 into the reference voltage line of the first node 6.
- the test logic 38 controls the first switch Sl.
- the example Figure 2 does not show these control lines from the test logic 38 to the first switch Sl for better clarity. If the example analog circuit 1 is in the normal state, the test logic 38 closes the first switch Sl. If the example analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, the test logic 38 opens the first switch Sl and thus separates the feedback of the first transistor 7 to itself.
- the document presented here further proposes connecting the control electrode 33 of the first transistor 7 to the output of a first tri-state gate Gl.
- the test logic 38 controls the first tri-state gate Gl.
- the exemplary Figure 2 does not show these control lines from the test logic 38 to the first tri-state gate Gl for better clarity.
- the test logic 38 is thus able to impress a defined logic level into the control electrode 33 of the first transistor 7 by means of the first tri-state gate Gl when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state and the first switch Sl is therefore open. If the exemplary analog circuit 1 is in the normal state, the test logic 1 switches the first tri-state gate Gl to high impedance. If the exemplary analog circuit 1 is in the normal state, the first tri-state gate Gl ideally behaves as if it did not exist and does not disturb the analog circuit function of the exemplary analog circuit 1.
- the first tri-state gate Gl ideally sets the potential at the control electrode 33 of the first transistor 7. If the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, the first tri-state gate Gl ideally sets the switching state of the first transistor 7.
- the document presented here therefore also proposes connecting the control electrode 36 of the fifth transistor 12 to the output of a second tri-state gate G2.
- the test logic 38 controls the second tri-state gate G2.
- the exemplary figure does not show these control lines from the test logic 38 to the second tri-state gate G2 for better clarity.
- the test logic 38 is thus able to impress a defined logic level into the control electrode of the fifth transistor 12 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state and the second switch S2 is therefore open.
- the control electrode 28 of the third transistor 10 is intended to be an external input of the exemplary analog circuit 1.
- control electrode 29 of the fourth transistor 11 is intended to be an external input of the exemplary analog circuit 1.
- the document presented here therefore proposes connecting the control electrode 28 of the third transistor 10 to the output of a third tri-state gate G3.
- the test logic 38 preferably controls the third tri-state gate G3.
- the exemplary Figure 2 does not show these control lines from the test logic 38 to the third tri-state gate G3 for better clarity.
- the test logic 38 is thus able to impress a defined logic level into the control electrode 28 of the third transistor 10 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- a seventh switch S7 is inserted into the line of the control electrode 28 of the third transistor 10, which separates the control electrode 28 of the third transistor 10 and the feed point of the third tri-state gate G3 on one side of the seventh switch S7 from the third node 31 on the other side of the seventh switch S7 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the seventh switch S7 is then preferably open. In the normal state, the seventh switch S7 is then preferably closed and preferably connects the third node 31 to the control electrode 28 of the third transistor 10.
- this seventh switch S7 into the line of the control electrode 28 of the third transistor 10, which separates this input of the third node 31 from the feed point of the third tri-state gate G3 and the control electrode 28 of the third transistor 10 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, and which connects this input of the third node 31 to the feed point of the third tri-state gate G3 and the control electrode 28 of the third transistor 10 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state.
- the test logic 38 preferably controls this additional seventh switch S7.
- the document presented here further proposes connecting the control electrode 29 of the fourth transistor 11 to the output of a fourth tri-state gate G4.
- the test logic 38 controls the fourth tri-state gate G4.
- the exemplary Figure 2 does not show these control lines from the test logic 38 to the fourth tri-state gate G4 for better clarity.
- the test logic 38 is thus able to impress a defined logic level into the control electrode 29 of the fourth transistor 11 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- An eighth switch S8 is preferably inserted into the line of the control electrode 29 of the fourth transistor 11, which separates the control electrode 29 of the fourth transistor 11 and the feed point of the fourth tri-state gate G4 on one side of the eighth switch S8 from the fourth node 32 on the other side of the eighth switch S8 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the eighth switch S8 is then preferably open. In the normal state, the eighth switch S8 is then preferably closed and preferably connects the fourth node 32 to the control electrode 29 of the fourth transistor 11.
- an eighth switch S8 into the line of the control electrode 29 of the fourth transistor 11, which on the one hand separates this input of the fourth node 32 from the feed point of the fourth tri-state gate G4 and the control electrode 29 of the fourth transistor 11 on the other hand when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, and which connects this input of the fourth node 32 to the feed point of the fourth tri-state gate G4 and the control electrode 29 of the fourth transistor 11 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state.
- the test logic preferably controls this additional switch.
- control electrodes of the exemplary analog circuit 1 which are electrically connected to one another, be separated from one another by additional switches when the exemplary analog circuit is in an IDDQ test state, in particular in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- control electrode of the first transistor 7 and the control electrode of the second transistor 9 and the control electrode 37 of the eighth transistor 16 are connected to each other via the first node 6, which is a reference voltage line.
- the test logic 38 preferably disconnects the control electrode 34 of the second transistor 9 from the first node 6 by means of a third switch S3 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, and that the test logic 38 preferably disconnects the control electrode 34 of the second Transistor 9 connects to the first node 6 by means of the third switch S3 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state.
- the test logic 38 therefore preferably closes the third switch S3 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state and preferably opens the third switch S3 when the exemplary analog circuit is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the test logic 38 preferably controls the third switch S3.
- the exemplary Figure 2 does not show these control lines from the test logic 38 to the third switch S3 for better clarity.
- the test logic 38 preferably disconnects the control electrode 37 of the eighth transistor 16 from the first node 6 by means of a fourth switch S4 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, and that the test logic 38 preferably connects the control electrode 37 of the eighth transistor 16 to the first node 6 by means of a fourth switch S4 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state.
- the test logic 38 therefore preferably closes the fourth switch S4 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state, and preferably opens the fourth switch S4 when the exemplary analog circuit is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the test logic 38 preferably controls the fourth switch S4.
- the exemplary Figure 2 does not show these control lines from the test logic 38 to the fourth switch S4 for better clarity.
- the document presented here proposes preferably connecting the control electrode 37 of the second transistor 9 to the output of a fifth tri-state gate G5.
- the test logic 38 preferably controls the fifth tri-state gate G5.
- the test logic 38 is typically able to impress a defined logic level into the control electrode 37 of the second transistor 9 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state and the third switch S3 and the first switch S1 and the fourth switch S4 are therefore open.
- test logic 38 can typically control the switching states of the second transistor 9, the third transistor 10, the fourth transistor 11 and the fifth transistor 12 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state of the exemplary analog circuit 1, the test logic 38 can thus also check the switching state of the sixth transistor 13 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the test logic 38 can typically set the potential of the control electrode 28 of the sixth transistor 13 by setting the switching states of the second transistor 9, the third transistor 10, the fourth transistor 11 and the fifth transistor 12.
- the test logic 38 can therefore typically set the switching state of the sixth transistor 13 by setting the switching states of the second transistor 9, the third transistor 10, the fourth transistor 11 and the fifth transistor 12.
- the test logic 38 can control the switching state of the sixth transistor 13 and the fourth transistor 11 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, the test logic 38 can typically also control the switching state of the seventh transistor 15 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the test logic 38 can typically also control the potential of the second node 14 and thus typically also the potential of the control electrode 39 of the seventh transistor 15 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- test logic 38 can control the switching state of the seventh transistor 15 and the eighth transistor 16 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, the test logic 38 can also control the potential of the output of the source follower 26 from the seventh transistor 15 and the eighth transistor 16 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- Analog circuits typically also include switches designed to pull a node such as the intermediate node 25 to a supply voltage potential or the like under certain conditions in normal operation.
- the thirteenth transistor 30 is such a transistor.
- Such a transistor is connected on one side to a supply voltage line of a first polarity and on the other side to a node of the exemplary electrical side.
- the document presented here proposes to additionally provide a switch which can connect the relevant node to the other supply voltage line.
- the document presented here proposes to design the control of such a transistor and the additional switch such that in the normal state of the exemplary analog circuit the additional switch is open and the transistor operates normally in dependence on the other control signals 40 of the overall circuit as if the modification did not exist.
- the additional switch and the transistor operate as a tri-state gate so that the test logic can control the voltage level of the node.
- the exemplary thirteenth transistor 30 is such a transistor.
- the thirteenth transistor 30 of the exemplary analog circuit 1 is connected on one side to a supply voltage line 8 of a first polarity and on the other side to the intermediate node 25 of the exemplary analog circuit 1.
- the document presented here proposes additionally providing a fifth switch S5 which can connect the relevant intermediate node 25 to the other supply voltage line.
- the document presented here proposes that the control of the thirteenth transistor 30 and the additional fifth switch S5 by the test logic 38 be designed such that in the normal state of the exemplary analog circuit 1 the additional fifth switch S5 is open and the thirteenth transistor 30 operates normally depending on the other control signals of the overall circuit, as if the modification did not exist.
- this can mean, for example, that in the example in Figure 2, for example, the digital transport clock 18 is an input signal of the test logic 38 and that in the normal state of the exemplary analog circuit 1, the digital transport clock 18 is equal to the modified digital transport clock 41 and that in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, the test logic 38 typically generates the modified digital transport clock 41 independently of the digital transport clock 18.
- this can mean, for example, that in the example in Figure 2, for example, the inverted digital transport clock 19 is an input signal of the test logic 38 and that in the normal state of the exemplary analog circuit 1, the inverted digital transport clock 19 is equal to the modified inverted digital transport clock 42 and that in the first IDDQ text state or in the second IDDQ test state, the test logic 38 typically generates the modified inverted digital transport clock 42 independently of the inverted digital transport clock 19.
- the additional fifth switch S5 and the thirteenth transistor 30 work together as an eighth tri-state gate G8, so that the test logic 38 can preferably control the voltage level of the intermediate node 25.
- the test logic 38 preferably controls the potential of the control electrode 43 of the thirteenth transistor 30.
- the test logic preferably controls the switching state of the thirteenth transistor 30.
- the signal of the control electrode 43 of the thirteenth transistor 30 is equal to the inverted digital transport clock 19.
- the test logic 38 In the first IDDQ test state and in the second IDDQ test state, the test logic 38 generates the signal of the control electrode 43 of the thirteenth transistor 30 typically independently of the inverted digital transport clock 19.
- the ninth transistor 20 and the tenth transistor 21 form a so-called transfer gate, which can connect the intermediate node 25 to the output 26 of the source follower from the seventh transistor 15 and eighth transistor 16 with suitable control of the control electrodes of the ninth transistor 20 and the tenth transistor 21.
- the test logic 38 generates the modified digital transport clock 41 such that the modified digital transport clock 41 is equal to the digital transport clock 18 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state, and that the test logic 38 generates the modified digital transport clock 41 independently of the digital transport clock 18 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the test logic 38 then controls the control electrodes of the ninth transistor 21 and the tenth transistor 21 and the twelfth transistor 23 and the eleventh transistor 22 and the thirteenth transistor 30 independently of one another, with the test logic 38 preventing and locking uncontrolled cross currents.
- the test logic 38 can typically control the switching states of the seventh transistor 15 and the eighth transistor 16 and the thirteenth transistor 30 and the ninth transistor 20 and the tenth transistor 21 and the fifth switch S5 such that no cross current occurs there either.
- Figure 3 essentially corresponds to Figure 2 with the difference that a ninth switch S9 can separate the second node 14 from the control electrode 39 of the seventh transistor 15.
- the test logic 38 preferably disconnects the control electrode 39 of the seventh transistor 15 from the second node 14 by means of an additional ninth switch S9 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state, and that the test logic 38 preferably connects the control electrode 39 of the seventh transistor 15 to the fourth node 6 by means of the ninth switch S9 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state.
- the test logic 38 therefore preferably closes the ninth switch S9 when the exemplary analog circuit 1 is in the normal state and preferably opens the ninth switch S9 when the exemplary analog circuit is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the test logic 38 preferably controls the ninth switch S9.
- the exemplary Figure 3 does not show these control lines from the test logic 38 to the ninth switch S9 for better clarity.
- the document presented here proposes preferably connecting the control electrode 39 of the seventh transistor 15 to the output of a ninth tri-state gate G9.
- the test logic 38 preferably controls the ninth tri-state gate G9.
- the test logic 38 is typically able to impress a defined logic level into the control electrode 39 of the seventh transistor 15 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state and the ninth switch S9 is open.
- the test logic 38 is typically also able to control the switching state of the seventh transistor 15 when the exemplary analog circuit 1 is in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state and the ninth switch S9 is open.
- test logic 38 then no longer has to generate and set pattern sequences from a predetermined temporal sequence of several patterns. This therefore simplifies the test pattern generation for generating the sequence of patterns to be set by the test logic 38. This shortens the test time by the measuring device, which represents an economic advantage.
- test logic 38 can therefore preferentially use the potentials at the first
- control preferably means that the test logic 38 can apply a voltage of the magnitude of the operating voltage to the transfer gate by controlling the transfer gate and the transistors and switches that determine the potential at the first transfer gate connection and the second transfer gate connection, wherein the direction of the voltage across the transfer gate can preferably be specified by the test logic.
- test logic 38 can also connect the analog output 24 of the exemplary analog circuit 1 to the positive supply voltage or the negative supply voltage via a seventh tri-state gate G7 in the first IDDQ test state or in the second IDDQ test state.
- the output of the seventh tri-state gate G7 is preferably high-impedance, since the switches of this seventh tri-state gate G7 are then typically open.
- the transistors of the exemplary analog circuit 1 are to be subjected to a maximum voltage stress before the actual IDDQ test in order to bring out latent errors in the transistors.
- latent errors do not cause failures in preceding functional tests because the transistors are functioning.
- the document presented here suggests, for example, that in a first test step, the measuring device uses the test logic 38 in the first IDDQ test state of the exemplary analog circuit 1 to switch all P-channel transistors of the exemplary analog circuit 1 to be conductive and all N-channel transistors to be blocking.
- the measuring device increases the supply voltage to the maximum permitted level for a just-allowable time. This leads to damage to previously damaged transistors of the exemplary analog circuit 1. However, this does not lead to damage to transistors of the exemplary analog circuit 1 that are not previously damaged.
- the just-allowable time for such a stress load depends on the semiconductor or CMOS technology used.
- the just-allowable time permissible time should preferably be determined in the context of the development of semiconductor or CMOS technology or in the context of the qualification of the component for the technical teaching disclosed in this document by load tests on a sufficient number of components with a preferably typical control of the production parameters in production tests and load tests.
- the document presented here suggests, for example, that in a second test step, the measuring device uses the test logic 38 in the second IDDQ test state of the exemplary analog circuit 1 to switch all N-channel transistors of the exemplary analog circuit 1 to be conductive and all P-channel transistors to be blocking.
- the measuring device increases the supply voltage to the maximum permitted level for a time that is just barely permissible. This leads to damage to previously damaged transistors of the exemplary analog circuit 1. However, this does not lead to damage to transistors of the exemplary analog circuit 1 that are not previously damaged.
- switches or tri-state gates are inserted in the design in order to isolate the control nodes of these transistors from other nodes in the first IDDQ test state and in the second IDDQ test state and to be able to control them according to the above examples.
- the measuring device and/or the testing process of the analog circuit 1 can carry out the said first step and the said second step individually or sequentially in any order.
- the measuring device applies a typically increased supply voltage to the exemplary analog circuit 1.
- the measuring device then brings the exemplary analog circuit 1 into different test states one after the other using the test logic 38.
- the test logic 38 typically sets the switching states of the transistors and the switches and the tri-state gates of the exemplary analog circuit 1 differently.
- the difference between two different patterns can therefore only affect the switching state of a single transistor or a single switch or a single tri-state gate of the exemplary analog circuit 1 between these two patterns.
- At least two switching states of at least two of these elements are different between these patterns.
- a developer of a production test will typically choose the patterns so that in each test state of these test states only the leakage current can flow.
- this developer designs the control signals of the measuring device so that the test logic generates the patterns for controlling the transistors, switches and tri-state gates and controls them in such a way that in every conceivable current path between the positive supply voltage and the negative supply voltage at least one transistor or switch is blocked and no cross current flows in the exemplary analog circuit 1 from the positive supply voltage line to the negative supply voltage line.
- a cross-current is therefore typically a short-circuit current from the positive supply voltage line 3 of the exemplary analog circuit 1 to the negative supply voltage line 8 or a fault current with the same effect.
- the test logic 38 should control the transistors, switches and tri-state gates in such a way that in at least one current path between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line or their functional equivalents, exactly one transistor or exactly one switch is blocked and the other transistors and switches of this current path in question are open. In all other possible current paths between the positive supply voltage line and the negative supply voltage line and their functional equivalents, at least one switch is open or at least one transistor is blocked, so that no current can flow there either.
- the switches can also expressly be switches within the tri-state gates.
- the document presented here refers to this blocking transistor or blocking switch as an "IDDQ-tested transistor" for this test state.
- the measuring device now sets test state after test state in chronological succession using the test logic 38.
- the test logic 38 preferably sets a test state-specific pattern for each test state.
- the measuring device preferably determines the leakage current for each test state.
- the leakage current is typically the current consumption of the exemplary analog circuit 1, preferably via the
- the measuring device compares these recorded leakage current values of the leakage currents of the various test states with a default value.
- the default value can be globally or specific to groups of test states or specific to the respective test states. Mixtures of test states are conceivable.
- the current consumption of the exemplary analog circuit 1 is typically the leakage current of the IDDQ tested transistors of the respective test states.
- the measuring device changes the test states in the form of the patterns generated by the test logic 38 until all transistors and switches of the exemplary analog circuit 1 have been an IDDQ tested transistor at least once.
- the measuring device can, for example, control the test logic 38 via a JTAG test bus interface.
- the advantage of this method in conjunction with the switches and tri-state gates of the exemplary analog circuit 1 is that, firstly, the leakage current of each transistor can be detected and, secondly, a maximum voltage stress can be applied to each transistor when the measuring device detects the leakage current of the transistor.
- the test patterns for generating the control signals of the test logic 38 for setting the patterns can be generated using ATPG methods. The test logic 38 should reliably prevent cross currents.
- the test procedure preferably consists of a first stress test, which, by means of the first embodiment of the proposal, causes a maximum acceleration of the activation of latent errors by applying a maximum supply voltage and optionally a subsequent systematic measurement of the leakage currents of all transistors by means of one or more IDDQ measurements, possibly using different patterns.
- the document presented here proposes combining the test of the exemplary analog circuit 1 with the digital test by the measuring device.
- the document presented here proposes integrating digital flip-flops (memory cells) into the scan path of the test logic 38 in one or more or all test states. These digital flip-flops thereby block the signals from and to the analog circuit 1 in these test states.
- the "doors" to the exemplary analog circuit are thus closed and under the control of the test logic 38, which may control these digital flip-flops or of which these digital flip-flops may be a part.
- the measuring device Via the scan path of the test logic 38, the measuring device preferably sets the test states and the patterns and controls the test logic 38 accordingly.
- FIG. 4 illustrates the method in a schematic and simplified manner.
- the analog circuit 1 should, for example, be an analog circuit 1 corresponding to the embodiment shown in Fig. 3.
- the procedure proposed here comprises several steps.
- step 400 of providing a measuring device If no measuring device is available, the method begins with step 400 of providing a measuring device.
- the analog circuit 1 is supplied with electrical energy 401, wherein the supply is preferably provided by the measuring device.
- the analog circuit 1 is transferred 402 into the first test state, wherein the measuring device preferably carries out this transfer by means of the test logic 38, for example via a JTAG test bus interface.
- the current consumption of the analog circuit 1 in this first test state is recorded 403 and a current consumption value is determined, in particular by means of the Measuring device which preferably detects a value of the electric current which it supplies to one of the Measuring device.
- the comparison 404 of the detected current consumption value with a specified value takes place, wherein the said measuring device preferably carries out this comparison.
- the conclusion 405 is drawn that an error exists if the amount of the current consumption value is above the amount of the preset value, wherein the said measuring device preferably carries out this conclusion and then preferably rejects the possibly faulty analog circuit 1 in the event of such an error 406.
- the analog circuit 1 can be used as intended with a higher probability 407 if the analog circuit 1 is not rejected for other reasons in further, subsequent or preceding tests.
- Figure 5 illustrates the method in a schematic and simplified manner.
- the analog circuit 1 should, for example, be an analog circuit 1 corresponding to the embodiment shown in Fig. 3.
- analog circuit 1 should now deviate from the embodiment shown in Fig. 3 and have one or more further test states in addition to the said first test state.
- test states The document presented here refers to these further test states and the said first test state jointly as "test states”.
- test states should preferably differ in that at least one IDDQ component of a test state of the test states differs from all other IDDQ components of all other test states. This IDDQ component of the test state therefore differs from any other IDDQ components of the other test states.
- the procedure proposed here comprises several steps.
- step 500 the method begins with step 500 of providing a measuring device.
- the analog circuit 1 is supplied 501 with electrical energy, wherein the supply is preferably provided by the measuring device.
- the analog circuit 1 is transferred 502 into a test state of the test states by setting and assuming this test state, wherein the measuring device preferably carries out this transfer and the setting by means of the test logic 38, for example via a JTAG test bus interface, whereupon the analog circuit 1 assumes this test state.
- the current consumption of the analog circuit 1 in this test state is detected 503 and a current consumption value is determined, in particular by means of the measuring device, which preferably detects a value of the electrical current that it feeds into one of the supply voltage lines 3, 8 of the analog circuit 1.
- step b) the comparison 504 of the detected current consumption value with a default value, which can be specific to the set test state, takes place, wherein the said measuring device preferably carries out this comparison.
- step c) the transfer 508 of the analog circuit 1 into a further test state of the test states takes place by setting and assuming this further test state, wherein this further test state differs from the test states of the test states already assumed previously and wherein in particular the transfer 508, the setting takes place by means of the measuring device, and the continuation of the method with step a) until all test states or a predetermined subset of the test states have been assumed;
- a check 509 is carried out to determine whether all test states or all test states specified as being to be adopted have been adopted. If all test states to be adopted have been adopted, the process 507 is terminated and, if applicable, the analog circuit 1 is used as intended. If not all test states to be adopted have been adopted, the process continues at step a) with the detection 503 of the current consumption of the analog circuit 1.
- step d which follows the comparison 504 of the current consumption value with a preset value, the conclusion 505 that an error is present is drawn if the amount of the current consumption value is above the amount of the preset value, wherein preferably the said measuring device carries out this conclusion and then preferably rejects the possibly faulty analog circuit 1 in the event of such an error 506.
- the conclusion 505 of an error can swap the order with the transfer 508 of the analog circuit 1 into another test state of the test states.
- the check 509 as to whether all test states or all test states specified as being to be assumed have been assumed can swap the order of the test states by transferring 508 the analog circuit 1 to another test state.
- Figure 6 illustrates the method in a schematic and simplified manner as an example.
- the analog circuit 1 should, for example, be an analog circuit 1 corresponding to the embodiment shown in Fig. 2.
- the procedure proposed here comprises several steps.
- step 600 the method begins with step 600 of providing a measuring device.
- the analog circuit 1 is supplied 601 with electrical energy, wherein the supply is preferably provided by the measuring device.
- the analog circuit 1 is transferred 602 to the first test state, wherein the measuring device preferably carries out and preferably controls this transfer by means of the test logic 38, for example via a JTAG test bus interface.
- the current consumption of the analog circuit 1 in this first test state is detected 503 and a current consumption value is determined, in particular by means of the measuring device, which preferably detects a value of the electrical current that it feeds into one of the supply voltage lines 3, 8 of the analog circuit 1.
- the determined current consumption value is compared 604 with a specified value, wherein the said measuring device preferably carries out this comparison.
- the conclusion 605 is drawn that an error exists if the amount of the current consumption value is above the amount of the preset value, wherein the said measuring device preferably carries out this conclusion and then preferably rejects the possibly faulty analog circuit 1 in the event of such an error 606.
- the analog circuit 1 can be used as intended with a higher probability 607 if the analog circuit 1 is not rejected for other reasons in further, subsequent or preceding tests.
- the document presented here further proposes a method for carrying out a stress test of an analog circuit 1 to solve the above problem.
- Figure 7 illustrates the method in a schematic and simplified manner.
- the analog circuit 1 should, for example, be an analog circuit according to the embodiment shown in Fig. 2.
- the procedure proposed here comprises several steps.
- step 700 of providing a measuring device If no measuring device is available, the method begins with step 700 of providing a measuring device.
- the analog circuit 1 is supplied with electrical energy 701, wherein the supply is preferably provided by the measuring device.
- the analog circuit 1 is transferred 702 into the first test state, wherein the measuring device preferably carries out this transfer by means of the test logic 38, for example via a JTAG test bus interface.
- the supply voltage is increased 708 for a predetermined period of time by a predetermined stress voltage value, wherein the measuring device preferably carries out this increase 708;
- the measuring device carries out this reversal of the increase 708;
- the current consumption of the analog circuit 1 in this first test state is detected 703 and a current consumption value is determined, in particular by means of the measuring device, which preferably detects a value of the electrical current that it feeds into one of the supply voltage lines 3, 8 of the analog circuit 1.
- the comparison 704 of the detected current consumption value with a default value takes place, wherein the said measuring device preferably carries out this comparison.
- the conclusion 705 is drawn that an error exists if the amount of the current consumption value is above the amount of the preset value, wherein the said measuring device preferably carries out this conclusion and then preferably rejects the possibly faulty analog circuit 1 in the event of such an error 706.
- the analog circuit 1 can be used as intended with a higher probability 707 if the analog circuit 1 is not rejected for other reasons in further, subsequent or preceding tests.
- the technical teaching presented here solves the problem of IDDQ testability of an analog circuit.
- the technical teaching presented here discloses a solution that is completely IDDQ testable. Complete here refers to an IDDQ test of ALL analog transistors in the example presented here.
- the document presented here proposes the reconfiguration of the analog circuit to be tested into a digital circuit.
- the technical teaching of the document presented here enables the fully automatic generation of IDDQ test patterns. The use of the technical teaching of the document presented here can therefore enable the generation of evidence in accordance with the requirements of ISO 26262.
- Figure 1 shows an example analog circuit
- a proposed analog circuit 1 which can be reconfigured in a test state by means of a test logic 38, for example by means of control via a JTAG test bus interface, by suitably setting the switching state of additional components (S1 to S9, Gl to G9) such that it is suitable for an IDDQ test and/or a voltage stress test in this reconfigured test state.
- additional components S1 to S9, Gl to G9
- Figure 3 corresponds to Figure 2, whereby the test logic 38 can now also directly control the switching state of the seventh transistor 15.
- Figure 4 shows a method for performing an IDDQ test of an analog circuit according to Fig. 3.
- Figure 5 shows a further method for carrying out an IDDQ test of an analog circuit according to Fig. 3
- Figure 6 shows a method for carrying out an IDDQ test of an analog circuit according to Fig. 2
- Figure 7 shows a method for performing a stress test of an analog circuit according to Fig. 2.
- Gl first tri-state gate
- G2 second tri-state gate
- G3 third tri-state gate
- G4 fourth tri-state gate
- G7 seventh tri-state gate
- NPL2 L. Y. Ungar, H. Bleeker, J. E. McDermid and H. Hulvershorn, "IEEE-1149.X standards: achievements vs. expectations," 2001 IEEE Autotestcon Proceedings. IEEE Systems Readiness Technology Conference. (Cat. NO.01CH37237), 2001, pp. 188-205, doi: 10.1109/AUTEST.2001.948964
- NPL3 "IEEE Standard for Boundary-Scan Testing of Advanced Digital Networks," in IEEE Std 1149.6-2015 (Revision of IEEE Std 1149.6-2003) , vol., no., pp.1-230, March 18, 2016, doi:
- NPL4 "IEEE Standard for Reduced-Pin and Enhanced-Functionality Test Access Port and Boundary-Scan Architecture," in IEEE Std 1149.7-2009, vol., no., pp.1-985, 10 Feb. 2010, doi:
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- NPL6 "IEEE Standard for Test Access Port and Boundary-Scan Architecture," in IEEE Std 1149.1-2013 (Revision of IEEE Std 1149.1-2001), vol., no., pp.1-444, 13 May 2013, doi:
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- NPL21 Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/lddq_testing.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Analogschaltung (1) auf MOS-, BCMOS- oder CMOS-Basis. Die Analogschaltung (1) ist dazu eingerichtet, einen vorbestimmten Schaltungszweck in einem Normalzustand der Analogschaltung (1) zu erfüllen. Die Analogschaltung (1) weist ein analoges Eingangs- oder Ausgangssignal oder ein analoges Signal innerhalb der Analogschaltung (1) auf. Die Analogschaltung (1) ist mit einer Testlogik (38) gekoppelt. Die Testlogik (38) ist dazu eingerichtet, die Analogschaltung (1) in den Normalzustand und zumindest einen ersten Testzustand zu versetzen. Die Analogschaltung (1) umfasst erste Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30), die dazu eingerichtet sind, eine Funktion der Analogschaltung (1) entsprechend dem vorbestimmten Schaltungszweck im Normalbetrieb ausführen. Erfindungsgemäß umfasst die Analogschaltung (1) darüber hinaus zweite Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9), die dazu eingerichtet sind, im Falle des mindestens einen, ersten Testzustands der Analogschaltung (1) der Testlogik (38) eine Einstellung von Schaltzuständen der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) zu ermöglichen.
Description
Analogschaltung mit Mitteln zur Umkonfiguration für einen Stresstest und/oder für einen IDDQ-Test und zugehörige Verfahren
Feld der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf eine IDDQ-testfähige und/oder stresstestfähige Analogschaltung.
Allgemeine Einleitung
Eine wesentliche Voraussetzung für die Verwendung mikroelektronischer Schaltkreise in Kraftfahrzeugen ist eine hohe Qualität und niedrige Ausfallrate dieser Schaltkreise. Bei der Fertigung von Mixed-Signal-CMOS-Schaltkreisen für die Automobilindustrie ist es daher unabdingbar, dass die mikroelektronischen Schaltkreise nach der Fertigung mit einer ausreichenden Testabdeckung geprüft werden. Für die digitalen Schaltungsteile solcher automobilen, mikroelektronischen Schaltkreise ist beispielsweise der IDDQ-Test bekannt.
Die IDDQ-Prüfung ist eine Methode zur Prüfung integrierter CMOS-Schaltungen auf das Vorhandensein von Fertigungsfehlern. Sie beruht auf der Messung des Versorgungsstroms (Idd) im Ruhezustand (wenn der Schaltkreis nicht schaltet und die Eingänge auf statischen Werten gehalten werden). Der in diesem Zustand verbrauchte Versorgungsstrom wird allgemein als IDDQ-Ruhestrom für den IDD-Ruhestrom bezeichnet. Die Versorgungsleitung wird oft als VDD-Leitung bezeichnet und der zugehörige Versorgungsstrom als IDD-Strom, daher der Name.
Der IDDQ-Test beruht auf dem Prinzip, dass es in einer korrekt arbeitenden digitalen CMOS- Schaltung im Ruhezustand keinen statischen Strompfad zwischen der positiven Spannungsversorgungsleitung und der negativen Versorgungsspannungsleitung gibt. Am Ende der Produktion des mikroelektronischen Schaltkreises testet eine vollautomatische Testvorrichtung den gefertigten mikroelektronischen Schaltkreis. Typischerweise sind die digitalen Schaltungsteile des
mikroelektronischen Schaltkreises mit einem Takt getaktet. Mit jeder Taktflanke ändern Schaltungsknoten innerhalb des digitalen Schaltungsteils der mikroelektronischen Schaltung ihre logischen Zustände. Diese logischen Zustände dieser Schaltungsknoten sind mit Spannungspegeln des Potenzials dieser Schaltungsknoten gegenüber einem Bezugsknoten auf einem Bezugspotenzial verbunden. Da die Schaltungsknoten immer eine parasitäre Knotenkapazität aufweisen, muss diese Kapazität elektrisch bei einer Änderung des logischen Zustands und damit des elektrischen Potenzials auf das neue elektrische Potenzial umgeladen werden. Daher fließt infolge der Taktung des digitalen Schaltungsteils der mikroelektronischen Schaltung ein elektrischer Umladestrom. Wird der Takt angehalten, so halten bei Standard-CMOS-Schaltungen die Schaltungsknoten typischerweise ihre elektrischen Potenziale und damit ihre logischen Pegel, da innerhalb des Digitalteils der mikroelektronischen Schaltung jeder potenzielle Strompfad typischerweise zumindest einen P- Kanaltransistor und einen N-Kanal-Transistor umfasst, von denen immer einer gesperrt und der andere komplementär dazu leitend ist. Somit kann abgesehen von Leckströmen nach dem Anhalten des Takts des Digitalteils der mikroelektronischen Schaltung kein elektrischer Strom von der positiven Versorgungsspannungsleitung der mikroelektronischen Schaltung zu der negativen Versorgungsspannungsleitung der mikroelektronischen Schaltung über diesen Digitalteil fließen. Der Zustand des Digitalteils der mikroelektronischen Schaltung mit abgeschaltetem Takt ist der besagte Ruhezustand des Digitalteils der mikroelektronischen Schaltung.
In der Realität fließt jedoch ein geringer Leckstrom von der positiven Versorgungsspannungsleitung der mikroelektronischen Schaltung zu der negativen Versorgungsspannungsleitung der mikroelektronischen Schaltung über diesen Digitalteil, wenn die Takte des Digitalteils angehalten sind. Im Normalfall hat dieser Leckstrom einen sehr geringen, im Wesentlichen vernachlässigbaren Wert.
Weist nun einer der Digitaltransistoren des Digitalteils einen Fehler auf, so führt dies sehr häufig dazu, dass sein Leckstrom erhöht ist. Dies ist insbesondere dann messbar, wenn er aufgrund seiner Ansteuerung eigentlich sperren sollte. Um diesen Transistor prüfen zu können, steuert die Testvorrichtung den mikroelektronischen Schaltkreis mit speziellen Signalsequenzen, sogenannten Pattern, an. Der zu testende Transistor liegt in einem oder mehreren Strompfaden zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und der negativen Versorgungspannungsleitung. Die Testvektoren, die das Testsystem beim Test an die mikroelektronische Schaltung anlegt, sind so konstruiert, dass dann, wenn das Testsystem Takte anhält, zum Ersten an zumindest einer
Zeitposition in den Testvektoren der zu testende Transistor gesperrt ist und zum Zweiten an dieser Zeitposition gleichzeitig in zumindest einem der Strompfade, in dem der zu testende Transistor liegt, alle anderen Transistoren dieses Strompfads leitend geschaltet sind.
Weist der zu testende Transistor einen erhöhten Leckstrom auf, so fließt dann über diesen Strompfad ein erhöhter Leckstrom zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und der negativen Versorgungspannungsleitung. Das Testsystem erfasst den elektrischen Strom in einer der beiden Versorgungsspannungsleitungen. Der Test, den das Testsystem ausführt, kann diesen Stromwert nutzen und auf einen oder mehrere schadhafte Transistoren schließen, wenn dieser Stromwert zu hoch, insbesondere über einem Schwellwert, liegt. Im Falle eines Fehlers bewegt sich typischerweise der Anstieg des Stromwerts des Leckstroms durch den getesteten Transistor gegenüber dem Stromwert für den fehlerfreien Fall im Bereich von Größenordnungen. Daher ist es überhaupt möglich, diesen Fehler am Versorgungsstrom zu erkennen. Ein weiterer Vorteil des IDDQ- Tests ist, dass das Testsystem die mikroelektronische Schaltung mit wenigen Messungen auf relativ viele mögliche Transistorfehler relativ vieler Transistoren überprüfen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Testsystem dadurch Fehler der Transistoren erkennen kann, die mit herkömmlichen Testvektoren (Pattern) für statische Fehler nicht gefunden werden können.
Der IDDQ-Test
Der IDDQ-Test ist etwas komplexer als die einfache Messung des Versorgungsstroms. Wenn eine Leitung beispielsweise mit der positiven Versorgungsspannung kurzgeschlossen ist, wird sie auch dann keinen zusätzlichen Strom ziehen, wenn eine logische Schaltung, die das Signal erzeugt, versucht, es auf einen High-Pegel zu setzen. Wenn die logische Schaltung jedoch nun versucht, das Signal auf einen Low-Pegel zu ziehen, ergibt sich ein starker Anstieg des Leckstroms. Dieser Anstieg des Betrags des Leckstroms über einen Stromschwellwert signalisiert damit ein Ausfallbauteil. Das Testsystem verwirft solche Ausfallbauteile. Wichtig ist, dass für IDDQ-Testeingänge nur die Kontrollierbarkeit der logischen Zustände der Knoten des Digitalteils erforderlich ist, nicht aber die Beobachtbarkeit dieser Knoten im Sinne einer logischen Beobachtbarkeit erforderlich ist. Die Beobachtbarkeit der Fehlerauswirkungen erfolgt über den Leckstrom mittels der Beobachtung und Bewertung der Stromaufnahme von Versorgungsspannungsanschlüssen der Schaltung.
Diese Kontrollierbarkeit der Zustände der Steuersignale der Transistoren von Analogschaltungen ist aber genau das Problem, warum in Analogteilen von Mixed-Signal-Schaltungen IDDQ-Tests nach dem
Stand der Technik nicht anwendbar sind. Daher verfügen Mixed-Signal-Schaltungen oft über separate positive analoge Versorgungsspannungsleitungen, die den Analogteil mit elektrischer Energie versorgen, und digitale positive Versorgungsspannungsleitungen, die den Digitalteil mit elektrischer Energie versorgen. Zusätzlich Schaltungen ermöglichen eine Abtrennung der analogen Schaltungsteile von den digitalen Schaltungsteilen.
Die hier vorgelegte Schrift erläutert das Problem an einer einfachen, hier als Anwendungsbeispiel vorgestellten Differenzverstärkerstufe als Beispiel für eine Analogschaltung. Figur 1 zeigt eine solche beispielhafte Analogschaltung 1. Die hier beschriebenen und im Folgenden vorgeschlagenen Prinzipien lassen sich aber auf andere Analogschaltungen übertragen.
Die Spannungsquelle 2 versorgt die beispielhafte Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie. Eine Stromquelle 4 entnimmt der Versorgungsspannungsleitung 3 elektrische Energie und speist einen Referenzstrom 5 in einen ersten Knoten 6 ein. Der als MOS-Diode verschaltete erste Transistor 7 entnimmt als Referenzknoten dem ersten Knotern 6 diesen Referenzstrom 5 und leitet ihn zur Bezugspotenzialleitung 8 ab. Der als MOS-Diode verschaltete erste Transistor 7 wandelt den Referenzstrom 5 in eine Referenzspannung 27 um. Die Referenzspannung 27 liegt zwischen dem ersten Knoten 6 und der Bezugspotenzialleitung 8 an. Ein zweiter Transistor 9 bildet mit dem als MOS-Diode verschalteten ersten Transistor 7 einen Stromspiegel. Der zweite Transistor 9 arbeitet daher als Stromquelle für die Differenzstufe aus dem dritten Transistor 10 und dem vierten Transistor 11 und dem fünften Transistor 12 und dem sechsten Transistor 13. Die Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 und die Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 bilden den differentiellen Eingang des beispielhaften Differenzverstärkers. Der fünfte Transistor 12 ist als MOS- Diode verschaltet und dient als Arbeitswiderstand des linken Verstärkerastes aus drittem Transistor 10 und fünften Transistor 12. Der sechste Transistor 13 ist als Stromquelle eines Stromspiegels aus sechstem Transistor 13 und MOS-Diode 12 verschaltet und dient als Arbeitswiderstand des rechten Verstärkerastes aus viertem Transistor 11 und sechsten Transistor 13.
Der siebte Transistor 15 nimmt das Signal am zweiten Knoten 14 zwischen dem vierten Transistor 11 und dem sechsten Transistor 13 ab und verstärkt die Leistung als Teil einer Source-Folger-Schaltung aus siebten Transistor 15 und achtem Transistor 16. Der achte Transistor 16 arbeitet dabei als Stromquellentransistor und damit als Arbeitswiderstand der Source-Folger-Schaltung. Der achte
Transistor 16 ist Teil eines Stromspiegels aus achtem Transistor 16 und dem als MOS-Diode verschalteten ersten Transistor 7.
Ein Inverter 17 erzeugt aus einem digitalen Transporttakt 18 einen invertierten digitalen Transporttakt 19 für nachfolgende Transfergatter.
In dem Beispiel der Figur 1 kann ein erstes Transfergatter aus einem neunten Transistor 20 und einem zehnten Transistor 21 einen Zwischenknoten 25 auf das Potenzial des Ausgangs des Source- Folgers 26 laden, wenn der digitale Transporttakt 18 auf einem High-Pegel liegt. Der invertierte digitale Transporttakt 19 liegt dann auf einem Low— Pegel. Liegt der digitale Transporttakt 18 auf einem Low-Pegel und damit der invertierte digitale Transporttakt auf einem High-Pegel, so sperrt das erste Transfergatter aus dem neunten Transistor 20 und dem zehnten Transistor 21. In dem Fall behält der Zwischenknoten 25 aufgrund parasitärer Kapazitäten seinen Spannungspegel im Wesentlichen bei.
In dem Beispiel der Figur 1 kann ein zweites Transfergatter aus einem elften Transistor 22 und einem zwölften Transistor 23 einen Eingangsknoten 24 eines nachfolgenden Analogschaltkreises auf das Potenzial des Zwischenknotens 25 laden, wenn der digitale Transporttakt 18 auf einem High-Pegel liegt. Der invertierte digitale Transporttakt 19 liegt dann auf einem Low— Pegel. Liegt der digitale Transporttakt 18 auf einem Low-Pegel und damit der invertierte digitale Transporttakt 19 auf einem High-Pegel, so sperrt das zweite Transfergatter aus dem elften Transistor 22 und dem zwölften Transistor 23. In dem Fall behält der Eingangsknoten 24 aufgrund parasitärer Kapazitäten seinen Spannungspegel im Wesentlichen bei.
Ein dreizehnter Transistor 30 kann den Zwischenknoten 25 mit dem Bezugspotenzial 8 verbinden.
Ein erstes Problem ist nun, dass die Referenzspannungsquelle aus Stromquelle 4 und erstem Transistor 7 aufgrund der MOS-Dioden-Verschaltung des ersten Transistors 7 einen permanenten Ruhestrom aufweist. Dessen Stromwert liegt weit oberhalb des Leckstroms eines gesperrten ersten Transistors 7. Der erste Transistor 7 ist daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Ein zweites Problem ist nun, dass der zweite Transistor 9 stets eine solche Referenzspannung an seinem Steuereingang, seinem Gate, aufweist, dass er als Stromquelle arbeitet und daher ebenfalls einen kontinuierlichen Ruhestrom aufweist. Dessen Stromwert liegt weit oberhalb des Leckstroms
eines gesperrten zweiten Transistors 9. Der zweite Transistor 9 ist daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Ein drittes Problem ist nun, dass der achte Transistor 16 stets eine solche Referenzspannung an seinem Steuereingang, seinem Gate, aufweist, dass er als Stromquelle arbeitet und daher ebenfalls einen kontinuierlichen Ruhestrom aufweist. Dessen Stromwert liegt weit oberhalb des Leckstroms eines gesperrten achten Transistors 16. Der achte Transistor 16 ist daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Ein viertes Problem ist nun, dass die Referenzspannungsquelle aus zweitem Transistor 9 und fünften Transistor 12 aufgrund der MOS-Dioden-Verschaltung des fünften Transistors 12 einen permanenten Ruhestrom aufweist, wenn der dritte Transistor 10 durchgeschaltet ist. Der Stromwert des fünften Transistors 12 liegt typischerweise weit oberhalb des Leckstroms eines gesperrten fünften Transistors 12. Der fünfte Transistor 12 ist daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Ein fünftes Problem ist nun, dass der sechste Transistor 13 stets eine solche Referenzspannung an seinem Steuereingang, seinem Gate, aufweist, dass er als Stromquelle arbeitet und daher ebenfalls einen kontinuierlichen Ruhestrom aufweist. Dessen Stromwert liegt weit oberhalb des Leckstroms eines gesperrten sechsten Transistors 13. Der sechste Transistor 13 ist daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Ein sechstes Problem ist nun, dass der siebte Transistor 15 stets eine solche Spannung an seinem Steuereingang, seinem Gate, aufweist, dass er nicht Ruhestromfrei ist. Er weist daher ebenfalls einen kontinuierlichen Ruhestrom auf. Dessen Stromwert liegt weit oberhalb des Leckstroms eines gesperrten siebten Transistors 15. Der siebte Transistor 15 ist daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Aufgrund der Stromquellenfunktion des zweiten Transistors 9 durchströmt ein Ruhestrom sowohl den dritten Transistor 10 als auch den vierten Transistor 11. Zwar kann man einen der beiden Transistoren über den Eingang abschalten, jedoch erzeugt dann immer noch der andere Verstärkerast in den Versorgungsleitungen 3, 8 jeweils einen Ruhestrom, der weit über dem Leckstrom gesperrter Transistoren liegt. Der dritte Transistor 10 und der vierte Transistor 11 sind daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich. Aus dem gleichen Grund sind der
fünfte Transistor 12 und der sechste Transistor 11 in der Schaltung der Figur 1 daher ebenfalls dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Aufgrund der Stromquellenfunktion des achten Transistors 16 durchströmt ein Ruhestrom sowohl den achten Transistor 16 als auch den siebten Transistor 15. Der siebte Transistor 15 und der achte Transistor 16 sind daher in der Schaltung der Figur 1 dem IDDQ-Test nicht zugänglich.
Die Transfergatter werden demgegenüber nicht zwangsweise von einem Leckstrom durchströmt. Befinden sich der Ausgang 26 des Source-Folgers und der Zwischenknoten 25 auf gleichen oder im Wesentlichen gleichen Potenzial, so durchfließt kein elektrischer Leckstrom den neunten Transistor 20 und den zehnten Transistor 21. Es fehlt hier für einen IDDQ-Test des neunten Transistors 20 und des zehnten Transistors 21s somit schon die Stimulierbarkeit eines Leckstroms durch diese Transistoren. Gleiches gilt für den elften Transistor 22 und den zwölften Transistor 23. Es fehlt hier für einen IDDQ-Test des elften Transistors 22 und des zwölften Transistors 23 somit ebenfalls die Stimulierbarkeit eines Leckstroms durch diese Transistoren.
Im Sinne einer verbesserten funktionalen Sicherheit ist jedoch der Stresstest aller Transistoren einer Mixed-Signal-Schaltung im IDDQ-Test mit einer erhöhten Betriebsspannung wünschenswert, um nicht perfekt gefertigte Transistoren und Schaltungsteile erkennen zu können und ggf. noch nicht aktivierte Fehler durch die Stressspannung aktivieren zu können.
Besteht somit ein aktuelles Problem für die Erzeugung von Testvektoren für analoge Teile und ein Bedürfnis nach einer Anwendbarkeit des IDDQ-Tests für Transistoren des Analogteils von Mixed Signal Schaltungen. Die funktionalen Testmuster für große digitale Steuerbusse von Analogteilen innerhalb von Mixed-Signal-Schaltungen haben in der Regel aus den obigen Gründen eine viel zu geringe Testabdeckung.
Außerdem können die Konstrukteure nicht wie bei Digitalschaltungen die Testmuster für die analogen Schaltungsteile vollautomatisch erzeugen. Eine vollautomatische Testvektorerzeugung (Abkürzung ATPG für Englisch "automatic test pattern generation") für die analogen Schaltungsteile wäre für eine optimale Testabdeckung sehr hilfreich. Die Steuersignale des Digitalteils, die den Analogteil steuern, (im Folgenden als D2A-Steuersignale bezeichnet) dürfen in der Regel nicht frei verändert werden, um Kurzschlüsse und Beschädigungen und dergleichen zu vermeiden.
Die statische Stromaufnahme des Analogteils und deren Streuung sind deutlich höher als die erwarteten Leckströme der Transistoren im Fehlerfall. Die Angabe eines Testschwellwerts für den Ruhestrom ist daher zumindest schwierig, wenn nicht unmöglich.
Erfahrungsgemäß belastet ein Spannungsstress mit einer eingeprägten erhöhten Spannung zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung 3 des Analogteils des Mixed-Signal-Schaltkreises und der Bezugspotenzialleitung 8 VDDA fast keine Transistoren im Analogteil. Die Experimente und Untersuchungen bei der Ausarbeitung der hier vorgestellten technischen Lehre ergaben einen Belastungsgrad von nur 2% der Transistoren im Analogteil. Dies ist ein Wert, der als "nicht testbar" einstufbar ist.
Die Implementierung eines Bussystems vom Digitalteil eines Mixed-Signal-Schaltkreises zu dem Analogteil des Mixed-Signal-Schaltkreises erfordert typischerweise eine Vielzahl von Speicherzellen (Latches), die im 5V-Bereich sehr viele Transistoren umfassen können und erhebliche Steuerelektrodenflächen aufweisen. Im Sinne einer Nullfehlerstrategie sollte eine solch große Steuerelektrodenfläche einem Spannungsstresstest unterworfen werden.
Aus der US 2005 / 0 024 075 Al ist eine Vorrichtung bekannt, bei der mittels der Verwendung von „Fault-Injection-Transistoren" fehlerhafte Zustände in analogen Schaltungen erzeugt werden, die die Detektion fehlerhafter Zustände erlauben. Allerdings offenbart die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al kein Verfahren und keine zugehörigen Vorrichtungen, die die Durchführung eines IDDQ-Tests entsprechend dem von digitalen Schaltungen erlaubt.
Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al offenbart die Einspeisung fehlerhafter Knotenpotenziale mittels „fault injection transistoren". Hierdurch verbessert die US 2005 / 0 024 075 Al die Stimulierbarkeit der zu testenden Analogschaltungen.
Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al löst jedoch nicht das Problem der fehlenden IDDQ- Testbarkeit einer Analogschaltung. Die in den Beispielen der US 2005 / 0 024 075 Al angeführten Schaltungsbeispiele sind allesamt nicht vollständig IDDQ-testfähig. Vollständig bezieht sich hierbei auf einen IDDQ-Test ALLER Analogtransistoren. Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al löst daher ein ganz anderes Problem.
Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al sieht vor, in die Massezuleitung eines analogen
CMOS-Schaltungsblock - in der US 2005 / 0 024 075 Al als CUT bezeichnet - einen Testblock - in der
US 2005 / 0 024 075 Al als BICS bezeichnet - einzufügen und mit diesem den Betriebsstrom des analoggen Schaltungsblocks CUT zu überwachen. Dies ist jedoch kein IDDQTest, wie er in der in der Testtechnologie verstanden wird.
Hierzu zitieren wir hier Wikipedia (zu finden unter https://en.wikipedia.org/wiki/lddq_testing):
"Iddq testing is a method for testing CMOS integrated circuits for the presence of manufacturing faults. It relies on measuring the supply current (Idd) in the quiescent state (when the circuit is not switching and inputs are held at static values). The current consumed in the state is commonly called Iddq for Idd (quiescent) and hence the name.
Iddq testing uses the principle that in a correctly operating quiescent CMOS digital circuit, there is no static current path between the power supply and ground, except for a small amount of leakage. Many common semiconductor manufacturing faults will cause the current to increase by orders of magnitude, which can be easily detected. This has the advantage of checking the chip for many possible faults with one measurement. Another advantage is that it may catch faults that are not found by conventional stuck-at fault test vectors.
Iddq testing is somewhat more complex than just measuring the supply current. If a line is shorted to Vdd, for example, it will still draw no extra current if the gate driving the signal is attempting to set it to '1'. However, a different input that attempts to set the signal to 0 will show a large increase in quiescent current, signalling a bad part. Typical Iddq tests may use 20 or so inputs. Note that Iddq test inputs require only controllability, and not observability. This is because the observability is through the shared power supply connection."
Die deutsche Übersetzung lautet: "Die Iddq-Prüfung ist eine Methode zur Prüfung integrierter CMOS- Schaltungen auf das Vorhandensein von Herstellungsfehlern. Sie beruht auf der Messung des Versorgungsstroms (Idd) im Ruhezustand (wenn der Schaltkreis nicht schaltet und die Eingänge auf statischen Werten gehalten werden). Der in diesem Zustand verbrauchte Strom wird allgemein als Iddq für Idd (Ruhestrom) bezeichnet, daher der Name.
Die Iddq-Prüfung beruht auf dem Prinzip, dass es in einer korrekt arbeitenden digitalen CMOS- Schaltung im Ruhezustand keinen statischen Strompfad zwischen der Stromversorgung und der Masse gibt, abgesehen von einer geringen Menge an Leckstrom. Viele gängige Fehler in der Halbleiterfertigung führen zu einem Anstieg des Stroms um Größenordnungen, was sich leicht
feststellen lässt. Dies hat den Vorteil, dass der Chip mit einer einzigen Messung auf viele mögliche Fehler überprüft werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass dadurch Fehler erkannt werden können, die mit herkömmlichen Testvektoren für festsitzende Fehler nicht gefunden werden.
Die Iddq-Prüfung ist etwas komplexer als die einfache Messung des Versorgungsstroms. Wenn eine Leitung beispielsweise mit Vdd kurzgeschlossen ist, wird sie auch dann keinen zusätzlichen Strom ziehen, wenn das Gate, das das Signal steuert, versucht, es auf '1' zu setzen. Ein anderer Eingang, der versucht, das Signal auf 0 zu setzen, zeigt jedoch einen starken Anstieg des Ruhestroms an und signalisiert damit ein schlechtes Bauteil. Für typische Iddq-Tests können etwa 20 Eingänge verwendet werden. Beachten Sie, dass für Iddq-Testeingänge nur die Kontrollierbarkeit, nicht aber die Beobachtbarkeit erforderlich ist. Das liegt daran, dass die Beobachtbarkeit über die gemeinsame Stromversorgungsverbindung erfolgt."
Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al weist jedoch immer noch statische Strompfade zwischen der positiven und der negativen Versorgungsspannung auf. Wenn in Abschnitt [0042] der US 2005 / 0 024 075 Al von „IDDQ. current" die Rede ist, so ist dies kein Leckstrom einer Digitalschaltung im statische Schaltzustand, sondern der Ruhestrom einer Analogschaltung, der einem statischen Strompfad entspringt.
Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al ermöglicht nicht die vollautomatische Erzeugung von IDDQ-Testpattern. Dies erschwert den Nachweis der entsprechenden Testabdeckung bei Schaltungsentwicklungen mit Anforderungen der funktionalen Sicherheit entsprechen ISO 26262.
Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al lehrt auch keine Vorschläge, wie mit Rückkopplungszweigen innerhalb der analogen Schaltung umzugehen wäre
In der Schaltung der Figur 4 der US 2005 / 0 024 075 Al fließt auch in einem Testzustand stets ein Betriebsstrom und nicht nur der Leckstrom der gesperrten Transistoren. Die US 2005 / 0 024 075 Al offenbart daher KEINE Schaltung, die in irgendeinem Zustand IDDQ. testfähig im Sinne des hier vorgelegten Dokuments oder im Sinne der Wikipedia Definition ist.
Aus der JP 2003- 156545 A ist ein Halbleiterchip bekannt, in dem eine analoge Schaltung und eine digitale Schaltung integriert sind. Gemäß der technischen Lehre der JP 2003- 156545 A wird DIESER Halbleiterchip montiert. Ein gemeinsamer Stromversorgungsanschluss des Halbleiterchips wird gemäß der technischen Lehre der JP 2003- 156545 A verwendet, um eine Halbleitervorrichtung, die
eine Stromversorgungsspannung an die analoge Schaltung und die digitale Schaltung liefert, auf ein Stromleck in der digitalen Schaltung zu untersuchen. Das Verfahren der JP 2003- 156545 A besteht laut der JP 2003- 156545 A darin, die Stromversorgungsleitung von der Stromversorgungsklemme zur digitalen Schaltung zum Zeitpunkt der Prüfung zu unterbrechen und die digitale Schaltung in den Testmodus gemäß der JP 2003- 156545 A zu versetzen.
Aufgabe
Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die technische Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind ggf. Gegenstand von Unteransprüchen.
Lösung der Aufgabe
Die Grundidee der hier vorgestellten technischen Lehre ist es, durch zusätzliche Schalttransistoren in einem Testzustand der Analogschaltung 1 die Transistoren des Analogteils der Mixed-Signal- Schaltung so umzuschalten, dass sich im Wesentlichen eine CMOS-Logikschaltung ergibt, die wie eine normale CMOS-Logikschaltung mit Testvektoren stimuliert werden kann und für die mittels eines ATPG-Programms die IDDQ-Testvektoren vollautomatisch erzeugt werden können.
Zu diesem Zweck schlägt die hier vorgelegte technische Lehre vor, für die beispielhafte Analogschaltung 1 zumindest einen IDDQ-Testzustand vorzusehen. Des Weiteren schlägt die hier vorgestellte technische Lehre vor, in die Schaltung der analogen Schaltungselemente zusätzliche Schalter einzufügen, die zumindest einen Schaltzustand im Normalbetrieb der beispielhaften Analogschaltung 1 aufweise und zumindest einen IDDQ-Schaltzustand aufweisen.
Die Erfindung betrifft somit eine Analogschaltung 1 auf MOS-, BiCMOS- oder CMOS-Basis, wobei die Analogschaltung 1 dazu eingerichtet ist, einen vorbestimmten Schaltungszweck in einem Normalzustand der Analogschaltung 1 zu erfüllen. Die Analogschaltung 1 weist ein oder mehrere Eingangssignale und/oder ein oder mehrere Ausgangssignale auf. Die Analogschaltung 1 umfasst typischerweise ein oder mehrere analoge Signale innerhalb der Analogschaltung 1. Die Analogschaltung (1) ist vorschlagsgemäß mit einer Testlogik 38 gekoppelt, die die Analogschaltung 1 in den Normalzustand und je nach Ansteuerung der Testlogik 38 durch ein externes Messsystem zumindest einen ersten Testzustand und/oder ggf. weitere Testzustände zu versetzt. Die Analogschaltung 1 umfasst dabei erste Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30), die die Funktion der Analogschaltung 1 entsprechend dem vorbestimmten Schaltungszweck der Analogschaltung 1 im Normalzustand der Analogschaltung 1 ausführen. Diese ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) stellen also die eigentliche Analogschaltung 1 oder zumindest wesentliche Teile der Analogschaltung 1 dar. Bevorzugt handelt es sich bei diesen ersten Bauteilen um MOS-Transistoren bzw. Bipolartransistoren. Solche ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) weisen dann typischerweise jeweils eine Steuerelektrode auf, mittels derer die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) auch als Schalter betrieben werden können. Die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) können dann in einem
jeweiligen Betrieb als Schalter jeweils einen Ein-Zustand und einen Aus-Zustand als jeweilige Schaltzustände einnehmen. Im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind die ersten Bauteile (7, 9,
10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) im Ein-Zustand vollständig eingeschaltet, d.h. leitend. Vollständig eingeschaltet bedeutet dabei, dass der Durchleitungswiderstand (RoN-Widerstand) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30), also der Transistoren, bis auf eine Abweichung kleiner 25% dem minimalen Durchleitungswiderstand dieser ersten Bauteile (7, 9, 10,
11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) entspricht. Die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) sind dabei im Aus-Zustand typischerweise vollständig ausgeschaltet, d.h. sperrend. Vollständig ausgeschaltet bedeutet dabei, dass der Durchleitungswiderstand (R0FF-Widerstand) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30), also der Transistoren, bis auf eine Abweichung kleiner 25% dem maximalen Durchleitungswiderstand dieser ersten Bauteile (7, 9, 10,
11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) entspricht. Bevorzugt umfasst nun die Analogschaltung (1) zweite Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9). Die Testlogik 38 stellt mittels der zweiten Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9) im ersten Testzustand der Analogschaltung 1 diese Schaltzustände eines oder mehrerer erster Bauteile (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) ein. Die Steuerelektrode (33, 34, 36, 37) zumindest eines ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) ist nicht direkt mit einem Eingangssignal oder nicht direkt mit einem Ausgangssignal verbunden. Im Stand der Technik ist der IDDQ-Test einer solchen Analogschaltung 1 nicht beschrieben. Die Testlogik 38 trennt nun im ersten Testzustand diese Steuerelektrode (33, 34, 36, 37) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11,
12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) mittels zumindest eines Schalters (SI, S2, S3, S4) von dem Rest der Analogschaltung (1) ab. Hierdurch floatet diese Steuerelektrode (33, 34, 36, 37, 39) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30). Sie ist dadurch einer Beeinflussung zugänglich. Allerdings liegt ihr Potenzial nicht fest. Damit liegt auch der Schaltzustand dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) nicht fest. Um diesen Schaltzustand vorzugeben, schaltet die Testlogik 38 im ersten Testzustand diese Steuerelektrode (33, 34, 36, 37, 39) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) mittels erster Mittel (Gl, G2, G5, G6) in einen Ein-Zustand ein oder in einem Aus-Zustand aus. Die Testlogik 38 steuert im Normalzustand diese ersten Mittel (Gl, G2, G5, G6) so in der Art, dass diese ersten Mittel (Gl, G2, G5, G6) die Steuerelektrode (33, 34, 36, 37, 39) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) im Normalzustand der Analogschaltung 1 nicht beeinflussen.
Bevorzugt handelt es sich also bei den ersten Mittel (Gl, G2, G5, G6) um Tri-State-Treiber, deren Ausgang die erste Testlogik 38 im Normalzustand in den Tri-State-Zustand mit einem hochohmigen Ausgangswiderstand schaltet und im ersten Testzustand in einen niederohmigen Low-Pegel oder High-Pegelzustand schaltet. Dabei ist der Ausgang des jeweiligen Tri-State-Treibers mit der jeweiligen Steuerelektrode (33, 34, 36, 37, 39) eines jeweiligen ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) verbunden.
Die Testlogik 38 verbindet im Normalzustand die Steuerelektrode (33, 34, 36, 37, 39) des besagten ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) mittels des Schalters (SI, S2, S3, S4) mit einem Knoten des Rests der Analogschaltung (1) und stellt so im Normalzustand die normale Funktion der Analogschaltung 1 sicher.
Bevorzugt weist die beispielhafte Analogschaltung 1 zumindest einen Normalzustand und einen ersten IDDQ-Testzustand und einen zweiten IDDQ-Testzustand auf. Im Normalzustand führt die beispielhafte Analogschaltung 1 ihren bestimmungsgemäßen Normalbetrieb durch. Im ersten IDDQ- Testzustand sind bevorzugt alle P-Kanal-Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1 komplett eingeschaltet und alle N-Kanal-Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1 komplett ausgeschaltet. Im zweiten IDDQ-Testzustand sind bevorzugt alle P-Kanal-Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1 komplett ausgeschaltet und alle N-Kanal-Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1 komplett eingeschaltet.
Um dies zu ermöglichen, schlägt die hier vorgelegte technische Lehre vor, im besagten ersten IDDQ- Testzustand und im besagten zweiten IDDQ-Testzustand alle Rückkopplungszweige durch Rückkopplungsschalter aufzutrennen.
Die Erfindung umfasst eine modifizierte Analogschaltung vor, die beispielsweise in einer MOS-, BiCMOS- oder CMOS-Halbleitertechnologie gefertigt sein kann. Zur solchen MOS-, BiCMOS- oder CMOS-Halbleitertechnologien funktionsäquivalente Halbleitertechnologien sind im Sinne der hier vorgelegten Schrift von dem Begriff " MOS-, BiCMOS- oder CMOS-" mitumfasst. Eine Halbleitertechnologie ist dann, funktionsäquivalent, wenn sie Halbleiterschalter zur Verfügung stellt, die einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss und einen Steueranschluss aufweisen und wobei der Halbleiterschalter in Abhängigkeit von dem Potenzial oder dem Eingangsstrom am Steueranschluss die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss öffnet oder schließt. Bei dieser Definition bleibt ein etwaiger Leckstrom unberücksichtigt.
Die hier vorgestellte technische Lehre soll sich auf Analogschaltungen im Allgemeinen beziehen. Bevorzugt ist die Analogschaltung Teil eines mikrointegrierten Schaltkreises. Eine solche Analogschaltung erfüllt typischerweise im bestimmungsgemäßen Betrieb des Schaltkreises, in dem die Analogschaltung eingesetzt wird, einen vorbestimmten Schaltungszweck. Bei diesem vorbestimmten Schaltungszweck kann es sich beispielsweise ohne die hier vorgestellte technische Lehre hierauf zu begrenzen, um einen Verstärker, einen Differenzverstärker, eine Stromquelle, eine Spannungsquelle, einen Analogmultiplizierer, einen Analogmultiplexer, einen analogen Filter, einen Oszillator, eine Verzögerungsstrecke, einen Phasenschieber, eine analoge PLL, eine Reset-Schaltung, eine elektronische Sicherung, einen analogen Addierer, einen analogen Subtrahierer, einen analogen Differenzierer, einen analogen Integrator etc. und deren Zusammenschaltungen handeln. Die hier vorgelegte Schrift verweist hierzu beispielhaft auf die Bücher:
Dietmar Ehrhardt, "Integrierte analoge Schaltungstechnik: Technologie, Design, Simulation Und Layout", 28. Juni 2000, Vieweg Verlagsgesellschaft; 2000. Edition (28. Juni 2000), ISBN-10: 3528038608, ISBN-13: 978-352803860
Phillip E. Allen (Autor), Douglas R. Holberg, "CMOS Analog Circuit Design", Oxford University Press; 3rd edition. International (13. Juli 2012), ISBN-10: 0199937427, ISBN-13 : 978-0199937424
Saggio, Giovanni, Tor Vergata, " Principles of Analog Electronics", ASIN: 1466582014, Taylor & Francis Inc, 29. Januar 2014, ISBN-10: 9781466582019, ISBN-13 : 978-1466582019
Ulrich Tietze, Christoph Schenk, "Halbleiter-Schaltungstechnik Gebundene Ausgabe - 5. Juli 2019, Springer Vieweg; 16., erweiterte, u. aktualisierte Aufl. 2019 Edition, ISBN-10: 3662485532, ISBN-13: 978-3662485538
Damit eine Analogschaltung als Analogschaltung im Sinne der hier vorgelegten Schrift anzusehen ist, sollte die Analogschaltung zumindest ein analoges Eingangssignal oder ein analoges Ausgangssignal oder ein analoges Signal innerhalb der Analogschaltung aufweisen. Versorgungsspannungsleitungen sollen bei der Beurteilung, ob eine Schaltung eine Analogschaltung ist oder nicht, ausdrücklich nicht unberücksichtigt bleiben.
Für die Definition eines analogen Signals führt die hier vorgelegte Schrift beispielhaft aus dem Stand der Technik der Text auf der im Internet verfügbaren Seite https://www.elektronik- kompendium.de/sites/kom/2405151.htm heran:
"Ein analoges Signal ist eine physikalische Größe, die im Verlauf der Größe (Amplitude) als auch im zeitlichen Verlauf kontinuierliche Werte annehmen kann.
Ein digitales Signal (digitus: Finger, lat.) ist eine physikalische Größe, die nur bestimmte diskrete Werte annehmen kann. Die Werte entsprechen der Anzahl der vereinbarten Zustände. Werden zwei Zustände vereinbart, dann handelt es sich um binäre (digitale) Signale."
Damit eine Analogschaltung als Analogschaltung im Sinne der hier vorgelegten Schrift anzusehen ist, sollte die Analogschaltung danach zumindest ein Eingangssignal oder ein Ausgangssignal oder ein Signal innerhalb der Analogschaltung aufweisen, das im Verlauf der Größe (Amplitude) als auch im zeitlichen Verlauf kontinuierliche Werte annehmen kann. Bei der Größe handelt es sich typischerweise um den Wert des Potenzials der Leitung dieses Signals gegenüber dem Potenzial eines Bezugsknotens der Analogschaltung oder um den Wert des elektrischen Stroms in der Leitung des betreffenden Signals.
Insbesondere ist die vorgeschlagene Analogschaltung mit einer Testlogik gekoppelt (siehe Figur 2). Wie oben erwähnt, handelt es sich hierbei bevorzugt um eine Testlogik auf Basis des IEEE Standards 1149 mit seinen Untervarianten. Es kann sich aber auch nur um einen Scan-Pfad handeln, der durch einen Test-Anschluss von Außerhalb der mikrointegrierten Schaltung aktiviert wird.
Insbesondere ist die Testlogik eine Digitalschaltung. Insbesondere ist die Testlogik dazu eingerichtet die Analogschaltung in einen Normalzustand und zumindest einen ersten Testzustand zu versetzen.
Bevorzugt kann die Testlogik die Analogschaltung in einen Normalzustand und mehrere Testzustände versetzen. Dabei dienen die verschiedenen Testzustände verschiedenen Testzwecken und/oder ermöglichen die Aktivierung von Ausfällen bestimmter Teile der Analogschaltung in Belastungstests, beispielsweise während eines Spannungsstresstests.
Die hier vorgelegte Schrift verweist hierzu beispielhaft auf die Schrift Ian A. Grout, "Integrated Circuit Test Engineering: Modern Techniques " Springer London; 2006. Edition, 2. Juni 2010, ISBN-10: 1846280230, ISBN-13: 978-1846280238.
Insbesondere umfasst die erfindungsgemäße Analogschaltung erste Bauteile, die die Funktion der Analogschaltung entsprechend dem Schaltungszweck im Normalbetrieb ausführen. Die Verschaltung dieser ersten Bauteile im Normalzustand der Analogschaltung entspricht typischerweise zumindest in Teilen einer Schaltung aus dem Stand der Technik. Es ist denkbar, die hier vorgestellten Prinzipien
auch auf analoge Schaltungen nach der Offenlegung der hier vorgestellten technischen Lehre anzuwenden, die noch nicht im heutigen Stand der Technik bekannt sind.
Insbesondere umfasst die erfindungsgemäße Analogschaltung zur Erhöhung der Testbarkeit und/oder die Stressbarkeit zusätzlich zu den ersten Bauteilen zweite Bauteile, die im Falle des mindestens einen, ersten Testzustands der Analogschaltung der Testlogik die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile ermöglichen. Bevorzugt steuert die Testlogik die zusätzlichen zweiten Bauteile.
In einer Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Analogschaltung N-Kanaltransistoren und P- Kanal-Transistoren.
Insbesondere ermöglichen die zweiten Bauteile der Testlogik in dem wenigstens einen ersten Testzustand der Analogschaltung die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile derart, dass in dem ersten Testzustand entweder alle N-Kanaltransistoren sperren und alle P-Kanal-Transistoren leiten oder alternativ dazu alle N-Kanaltransistoren leiten und alle P-Kanal-Transistoren sperren.
Analog dazu kann die Analogschaltung einen zweiten Testzustand aufweisen, den die Testlogik einstellen kann, bei dem entweder alle N-Kanaltransistoren leiten und alle P-Kanal-Transistoren sperren oder alternativ dazu alle N-Kanaltransistoren sperren und alle P-Kanal-Transistoren leiten.
Der zweite Testzustand wäre also bevorzugt von den Schaltzuständen der N-Kanaltransistoren und der P-Kanal-Transistoren komplementär zum ersten Testzustand.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Analogschaltung 1 eine positive Versorgungsspannungsleitung und eine negative Versorgungsspannungsleitung. Wie zuvor kann bevorzugt die Testlogik die Analogschaltung in einen Normalzustand und zumindest einen ersten Testzustand versetzen. Bevorzugt weist auch in diesem weiteren Szenario die Analogschaltung mehr als einen Testzustand auf. Das oben Beschriebene soll auch hier gelten.
Insbesondere umfasst die Analogschaltung 1 wieder erste Bauteile, die die vorgesehene Funktion der Analogschaltung im Normalbetrieb ausführen.
Insbesondere umfasst die Analogschaltung 1 zusätzlich zu den ersten Bauteilen zweite Bauteile, die im Falle des mindestens einen, ersten Testzustands der Analogschaltung der Testlogik die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile ermöglichen. Damit hat eine Messvorrichtung die Möglichkeit
die Testlogik der beispielhaften Analogschaltung des beispielhaften mikrointegrierten Schaltkreises anzusteuern, den ersten Analogschaltkreis in einen Testzustand zu versetzen und so die Schaltzustände der ersten Bauteile zu steuern. Dabei kann bevorzugt die Messvorrichtung dann auch die Schaltzustände der zweiten Bauteile steuern. Bevorzugt verhält sich dadurch der Analogschaltkreis in einem solchen Testzustand wie ein Digitalschaltkreis. Daher ist der Analogschaltkreis dann in einem solchen Testzustand für die Anwendung von Methoden der Prüfung digitaler Schaltkreise zugänglich. Daher können dann auch Verfahren zur Planung der Prüfung digitaler Schaltkreise, wie beispielsweise eine vollautomatische Testmustererzeugung und/oder IDDQ-Testverfahren auf den Analogschaltkreis in diesem Testzustand angewendet werden.
Insbesondere weist die erfindungsgemäße Analogschaltung mehrere mögliche Strompfade von der positiven Versorgungsspannungsleitung zur negativen Versorgungsspannungsleitung auf. Diese Strompfade von der positiven Versorgungsspannungsleitung zur negativen Versorgungsspannungsleitung der Analogschaltung umfassen typischerweise Bauteile der ersten Bauteile und/oder der zweiten Bauteile. Bevorzugt ist die Analogschaltung so gestaltet, dass im Wesentlichen möglichst alle ersten Bauteile und/oder zweiten Bauteile S1 bis S9; Gl bis G9 Teil zumindest eines solchen Strompfads sind. Die Strompfade verlaufen also typischerweise und bevorzugt durch diese ersten Bauteile und/oder durch diese zweiten Bauteile.
Die zweiten Bauteile ermöglichen der Testlogik im Falle des mindestens einen, ersten Testzustands der Analogschaltung die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile. Die Testlogik führt dabei die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile bevorzugt so durch, dass in jedem der möglichen Strompfade von der positiven Versorgungsspannungsleitung zur negativen Versorgungsspannungsleitung zumindest ein erstes Bauteil und/oder ein zweites Bauteil sperrt.
Legt eine Messvorrichtung nun eine erhöhte Versorgungsspannung zwischen der der positiven Versorgungsspannungsleitung und negativen Versorgungsspannungsleitung an die Analogschaltung an, so fällt diese erhöhte Spannung über die gesperrten ersten Bauteile und/oder die gesperrten zweiten Bauteile an. Hierdurch sind diese gesperrten Bauteile einer größeren Spannungsbelastung ausgesetzt, was potenziell vorgeschädigte Bauteile belastet und typischerweise zu einer Erhöhung des Leckstroms zwischen der der positiven Versorgungsspannungsleitung und negativen Versorgungsspannungsleitung führt. Diesen Leckstrom kann die Messvorrichtung ggf. später erfassen und mit einem zulässigen Leckstromschwellwert vergleichen. Liegt der Wert des Leckstroms, den die Messvorrichtung erfasst hat, dann über dem Leckstromschwellwert, so kann die Messvorrichtung auf
einen Fehler oder eine Abweichung oder einen Qualitätsmangel der Analogschaltung oder etwas Ähnliches schließen und die betreffende mikroelektronische Schaltung, deren Teil die Analogschaltung ist, aussortieren. Die hier vorgelegte Schrift bezeichnet Fehler, Abweichungen, Qualitätsmängel und Ähnliches der Analogschaltung zur besseren Lesbarkeit der hier vorgelegten Schrift vereinfachend gemeinsam als Fehler.
In einer Weiterbildung der obigen Ausgestaltung ermöglichen die zweiten Bauteile der Testlogik im Falle des mindestens einen ersten Testzustands der Analogschaltung die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile, wobei die Testlogik die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile derart durchführt, dass in zumindest einem Strompfad der Analogschaltung zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und negativen Versorgungsspannungsleitung entweder genau ein erstes Bauteil und/oder genau ein zweites Bauteil sperrt. Die hier vorgelegte Schrift bezeichnet diesen Strompfad als betrachteten Strompfad. In den anderen Strompfaden der Analogschaltung zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und negativen Versorgungsspannungsleitung, die nicht der betrachtete Strompfad sind, können also mehr Bauteile als genau ein Bauteil sperren. In den anderen Strompfaden der Analogschaltung zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und negativen Versorgungsspannungsleitung, die nicht der betrachtete Strompfad sind, sperrt aber auch zumindest genau ein Bauteil der Analogschaltung. Daher fließt dann nur ein Leckstrom zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und negativen Versorgungsspannungsleitung der Analogschaltung. Die anderen Bauteile in diesem betrachteten Strompfad sperren dann nicht. Im Folgenden bezeichnet die hier vorgelegte Schrift dieses genau eine, sperrende Bauteil im betreffenden Strompfad als IDDQ-Bauteil.
Durch diese Beschränkung der Bauteilsperrung auf das IDDQ-Bauteil im betrachteten Strompfad und das leitend Schalten der anderen Bauteile im betreffenden Strompfad kann eine Messvorrichtung eine Spannung zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und negativen Versorgungsspannungsleitung der Analogschaltung anlegen, die dann komplett über das IDDQ- Bauteil abfällt. Erhöht die Messvorrichtung die Spannung zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und der negativen Versorgungsspannungsleitung auf den maximal zulässigen Wert, so ist dann sichergestellt, dass die Messvorrichtung das IDDQ-Bauteil maximal mittels der angelegten Spannung belastet. Hierdurch beschleunigt sich die Alterung des IDDQ- Bauteils maximal. Erfahrungsgemäß treten solche Belastungen auch kumulativ in der vorgesehenen Lebensdauer des IDDQ-Bauteils nicht auf. Erfahrungsgemäß kommt es bei ordnungsgemäß
gefertigten IDDQ-Bauteilen zu keiner Vorschädigung, wenn die Parameter dieses Belastungstests, beispielsweise der Wert der angelegten Versorgungsspannung, korrekt gewählt sind.
Durch diese Methodik kann somit die besagte Messvorrichtung einzelne Bauteile der Analogschaltung gezielt belasten. Bevorzugt sind die Testmuster, die die Testlogik erzeugt, so gewählt, dass mit jeweils einem Testmuster mehrere Bauteile der Analogschaltung zu IDDQ- Bauteilen werden. Ein Testmuster ist hierbei ein Vektor, der typischerweise die Schaltzustände der ersten und zweiten Bauteile umfasst. Mit der Einstellung eines Testzustands erzeugt die Testlogik ein bestimmtes Testmuster woraufhin die Bauelemente der Analogschaltung die Schaltzustände entsprechend diesem Testmuster einnehmen. An dieser Stelle stellt die hier vorgelegte Schrift klar, dass dies für den ganzen Lösungsvorschlag der hier vorgelegten Schrift gilt.
Durch die geleichzeitige Einstellung mehrerer Bauteile der Analogschaltung als IDDQ-Bauteil eines jeweiligen Strompfades verringert sich die Anzahl der Testzustände, die für einen vollständigen Test aller oder eines Großteils der Bauteile der Analogschaltung notwendig sind.
WEITERE ERLÄUTERUNGEN ANHAND DER FIGUREN
Die hier vorgelegte Schrift erläutert die Erfindung weiter anhand der beispielhaften Figur 2 bis 7.
Die hier vorgelegte technische Lehre schlägt für das Beispiel der beispielhaften Analogschaltung 1 beispielhaft vor, eine MOS-Dioden-Verschaltung eines ersten Transistors 7 mittels eines ersten Schalters S1 im besagten ersten IDDQ-Testzustand und im besagten zweiten IDDQ-Testzustand durch Öffnen des ersten Schalters S1 aufzutrennen. Im Normalzustand ist der erste Schalter S1 geschlossen, sodass sich eine MOS-Dioden-Verschaltung des ersten Transistors 7 ergibt. Der erste Schalter S1 ist somit ein Rückkopplungsschalter, der im Normalbetrieb geschlossen ist und in zwei Testzuständen, nämlich dem ersten IDDQ-Testzustand und dem zweiten IDDQTestzustand geöffnet ist. Der erste Schalter S1 ist bevorzugt ein MOS-Transistor, der bevorzugt über eine Testlogik des mikrointegrierten Schaltkreises, dessen Teil die beispielhafte Analogschaltung 1 typischerweise ist, geöffnet bzw. geschlossen wird. Über die besagte Testlogik kann eine Testvorrichtung beispielsweise den Normalbetrieb, den ersten IDDQ-Testzustand oder den zweiten IDDQ-Testzustand einstellen. Beispielsweise kann es sich bei der Testlogik um eine JTAG-Testschnittstelle oder dergleichen handeln.
ERLÄUTERUNG DES BEISPIELS
Die hier vorgelegte Schrift erläutert den Vorschlag anhand der beispielhaften Figur 2. Die beispielhafte Analogschaltung 1 der Figur 2 kann ausdrücklich mehr als zwei Testzustände aufweisen. Zur besseren Klarheit der Offenlegung beschreibt die hier vorgestellte Schrift zunächst nur einen ersten IDDQ-Testzustand und einen zweiten IDDQ-Testzustand ohne dass dies eine Beschränkung der der hier vorgestellten technischen Lehre bedeutet.
Testlogik
Die in der Figur 2 beispielhaft vorgestellte Analogschaltung 1 weist bevorzugt eine Testlogik 38 auf.
Bei der Testlogik 38 kann es sich beispielsweise um eine Testschnittstelle gemäß des JTAG-Boundary- Scan-Standards handeln. Die hier vorgestellte Schrift zitiert hierzu beispielsweise den JTAG-Standard IEEE 1149. Nähere Informationen hierzu finden sich beispielsweise im Internet unter https://de.wikipedia.org/wiki/Boundary_Scan_Test (NPL1).
Einen guten Überblick gibt das Dokument L. Y. Ungar, H. Bleeker, J. E. McDermid and H. Hulvershorn, "IEEE-1149.X Standards: achievements vs. expectations," 2001 IEEE Autotestcon Proceedings. IEEE Systems Readiness Technology Conference. (Cat. No.01CH37237), 2001, pp. 188-205, doi:
10.1109/AUTEST.2001.948964 (NPL2).
Der IEEE Standard 1149 umfasst mehrere Unterstandards:
"IEEE Standard for Boundary-Scan Testing of Advanced Digital Networks," in IEEE Std 1149.6-2015 (Revision of IEEE Std 1149.6-2003) , vol., no., pp.1-230, 18 March 2016, doi:
10.1109/IEEESTD.2016.7436703. (NPL3)
"IEEE Standard for Reduced-Pin and Enhanced-Functionality Test Access Port and Boundary-Scan Architecture," in IEEE Std 1149.7-2009 , vol., no., pp.1-985, 10 Feb. 2010, doi:
10.1109/IEEESTD.2010.5412866. (NPL4)
"IEEE Standard for Test Access Port and Boundary-Scan Architecture - Redline," in IEEE Std 1149.1-
2013 (Revision of IEEE Std 1149.1-2001) - Redline , vol., no., pp.1-899, 13 May 2013. (NPL5)
"IEEE Standard for Test Access Port and Boundary-Scan Architecture," in IEEE Std 1149.1-2013
(Revision of IEEE Std 1149.1-2001) , vol., no., pp.1-444, 13 May 2013, doi:
10.1109/IEEESTD.2013.6515989. (NPL6)
"IEEE Standard for a Mixed-Signal Test Bus," in IEEE Std 1149.4-2010 (Revision of IEEE Std 1149.4- 1999) , vol., no., pp.1-116, 18 March 2011, doi: 10.1109/IEEESTD.2011.5738198. (NPL7)
"IEEE Standard for Boundary-Scan-Based Stimulus of Interconnections to Passive and/or Active Components," in IEEE Std 1149.8.1-2012 , vol., no., pp.1-95, 9 Aug. 2012, doi:
10.1109/IEEESTD.2012.6259815. (NPL8)
"IEEE Standard for High-Speed Test Access Port and On-Chip Distribution Architecture," in IEEE Std 1149.10-2017 , vol., no., pp.1-96, 28 July 2017, doi: 10.1109/IEEESTD.2017.7995164. (NPL9)
"IEEE Standard for Boundary-Scan Testing of Advanced Digital Networks - Redline," in IEEE Std 1149.6-2015 (Revision of IEEE Std 1149.6-2003) - Redline , vol., no., pp.1-441, 18 March 2016. (NPL10)
"IEEE Standard for Access and Control of Instrumentation Embedded within a Semiconductor
Device," in IEEE Std 1687-2014 , vol., no., pp.1-283, 5 Dec. 2014, doi:
10.1109/IEEESTD.2014.6974961. (NPL11)
"IEEE Draft Standard for Reduced-Pin and Enhanced-Functionality Test Access Port and Boundary- Scan Architecture," in IEEE P1149.7/D6, July 2020 , vol., no., pp.1-1043, 3 Nov. 2020. (NPL12)
"IEEE Draft Standard for a Mixed-Signal Test Bus," in IEEE P1149.4/D2, September 2010 , vol., no., pp.1-113, 7 Oct. 2010. (NPL14)
"IEEE Approved Draft Standard for Test Access Architecture for Three-Dimensional Stacked Integrated Circuits," in IEEE P1838_D3.00, September 2019 , vol., no., pp.1-63, 7 Nov. 2019. (NPL15)
Die hier vorgelegte Schrift zitiert der Vollständigkeit halber auch die Schrift
G. O. D. Acevedo and J. Ramirez-Angulo, "VDDQ: a built-in self-test scheme for analog on-chip diagnosis, compliant with the IEEE 1149.4 mixed-signal test bus standard," Proceedings of the Fourth IEEE International Caracas Conference on Devices, Circuits and Systems (Cat. No.02TH8611), 2002, pp. 1026-1026, doi: 10.1109/ICCDCS.2002.1004083. (NPL13)
Zur besseren Übersicht zeigt die Figur 2 keine Steuerleitungen zwischen der Testlogik 38 und den im Folgenden erläuterten Tri-State-Gattern (Gl bis G9) und den ebenfalls im Folgenden erläuterten Schaltern (S1 bis S9) und den im Folgenden ebenfalls erläuterten sonstigen Teststeuerleitungen.
Diese Steuerleitungen zwischen der Testlogik 38 und den im Folgenden erläuterten Tri-State-Gattern (Gl bis G9) und den ebenfalls im Folgenden erläuterten Schaltern (S1 bis S9) und die im Folgenden ebenfalls erläuterten sonstigen Teststeuerleitungen sind jedoch für die Funktion der hier offengelegten technischen Lehre erforderlich. Die Figuren sind also schematisch und vereinfacht.
Änderung der Verschaltung des ersten Transistors 7
Die hier vorgelegte technische Lehre schlägt für das Beispiel der beispielhaften Analogschaltung 1 des Weiteren beispielhaft vor, die MOS-Dioden-Verschaltung des fünften Transistors 12 mittels eines zweiten Schalters S2 im besagten ersten IDDQ-Testzustand und im besagten zweiten IDDQ- Testzustand durch Öffnen des zweiten Schalters S2 aufzutrennen. Hierdurch trennt der zweite Schalter S2 die Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7 von dem ersten Knoten 6. Dadurch ist das Potenzial der Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7 nach dem Öffnen des zweiten Schalters S2 nicht definiert. Für einen geordneten Test ist aber eine solche klare Einprägung eines eindeutigen elektrischen Potenzials der Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7 gegenüber dem Bezugspotenzial der Bezugspotenzialleitung 8 notwendig. Im Normalzustand ist der zweite Schalter S2 geschlossen, sodass sich eine MOS-Dioden-Verschaltung des fünften Transistors 12 und ein solches eindeutiges Potenzial der Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7 ergibt. Der zweite Schalter S2 ist somit ein Rückkopplungsschalter, der im Normalbetrieb geschlossen ist und in den beispielhaft zwei Testzuständen, nämlich dem ersten IDDQ-Testzustand und dem zweiten IDDQ Testzustand geöffnet ist. Der zweite Schalter S2 ist bevorzugt ein MOS-Transistor, der bevorzugt über die Testlogik des mikrointegrierten Schaltkreises geöffnet bzw. geschlossen wird.
ALLGEMEINE BEHANDLUNG VON RÜCKKOPPLUNGEN UND EIGENSCHAFTEN VON TRI-STATE-GATTERN
Rückkopplungen legen im Normalbetrieb das Potenzial der Steuerelektroden einiger Transistoren der Analogschaltung 1 fest. Durch die Öffnung von Rückkopplungsschalter sind die Potenziale der Steuerelektroden dieser Transistoren nun jedoch nicht mehr definiert.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt daher vor, diese Steuerelektroden bevorzugt mit einer Vorrichtung zu verbinden, die das Potenzial der betreffenden Steuerelektroden im Falle eines ersten IDDQ- Testzustands oder eines zweiten IDDQ-Testzustands auf ein jeweils definiertes Potenzial legt und im Falle eines Normalzustands nicht beeinflusst.
Die hier vorgelegte Schrift empfiehlt, jede, der durch das Öffnen der Rückkoppelschalter nun floatenden, d.h. in ihrem Potenzial nicht definierten, Steuerelektroden mittels eines in der Regel zusätzlichen Tri-State-Gatters auf ein definiertes Potenzial zu legen. Zur Vereinfachung der Erklärung nehmen wir beispielhaft an, dass das Tri-State-Gatter einen ersten Tri-State-Gatter-Transistor umfasst, der den Ausgang des Tri-State-Gatters auf das positive Versorgungspotenzial zieht, wenn er geschlossen ist und der den Ausgang des Tri-State-Gatters unbeeinflusst lässt, wenn er geöffnet ist. Zur Vereinfachung der Erklärung nehmen wir weiter beispielhaft an, dass das Tri-State-Gatter einen zweiten Tri-State-Gatter-Transistor umfasst, der den Ausgang des Tri-State-Gatters auf das negative Versorgungspotenzial zieht, wenn er geschlossen ist und der den Ausgang des Tri-State-Gatters unbeeinflusst lässt, wenn er geöffnet ist. Eine Ansteuerlogik sorgt dafür, dass niemals der erste Tri- State-Gatter-Transistor und der zweite Tri-State-Gatter-Transistor gleichzeitig geschlossen sind. Dabei weist das Tri-State-Gatter drei Zustände an seinem Ausgang auf.
In einem ersten Zustand ist der Ausgang des Tri-State-Gatters hochohmig. In diesem hochohmigen Zustand des Tri-State-Gatters sind in dem Beispiel der erste Tri-State-Gatter-Transistor und der zweite Tri-State-Gatter-Transistor geöffnet. Damit beeinflusst das Tri-State-Gatter den Knoten an seinem Ausgang im ersten Zustand nicht.
In einem zweiten Zustand ist der Ausgang des Tri-State-Gatters mit der negativen Versorgungsspannungsleitung verbunden. In diesem hochohmigen Zustand des Tri-State-Gatters sind in dem Beispiel der erste Tri-State-Gatter-Transistor geöffnet und der zweite Tri-State-Gatter- Transistor geschlossen.
In einem dritten Zustand ist der Ausgang des Tri-State-Gatters mit der positiven Versorgungsspannungsleitung verbunden. In diesem hochohmigen Zustand des Tri-State-Gatters sind in dem Beispiel der erste Tri-State-Gatter-Transistor geschlossen und der zweite Tri-State-Gatter- Transistor geöffnet.
UMSETZUNG AUF DIE BEISPIELHAFTE ANALOGSCHALTUNG 1
Die hier vorgelegte Schrift schlägt somit vor, in die Referenzspannungsleitung des ersten Knotens 6 einen ersten Schalter S1 einzufügen. Die Testlogik 38 steuert den ersten Schalter Sl. Die beispielhafte Figur 2 zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum ersten Schalter Sl zur besseren Übersicht nicht. Befindet sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand, so schließt die Testlogik 38 den ersten Schalter Sl. Befindet sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand, so öffnet die Testlogik 38 den ersten Schalter Sl und trennt somit die Rückkopplung des ersten Transistors 7 auf sich selbst auf.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt des Weiteren vor, die Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7 mit dem Ausgang eines ersten Tri-State-Gatters Gl zu verbinden. Die Testlogik 38 steuert das erste Tri-State-Gatter Gl. Die beispielhafte Figur 2 zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum ersten Tri-State-Gatter Gl zur besseren Übersicht nicht. Somit ist die Testlogik 38 in der Lage, einen definierten logischen Pegel in die Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7 mittels des ersten Tri- State-Gatters Gl einzuprägen, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ- Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet und der erste Schalter Sl daher geöffnet ist. Befindet sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand so schaltet die Testlogik 1 das erste Tri-State-Gatter Gl hochohmig. Befindet sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand, so verhält sich somit das erste Tri-State-Gatter Gl im Idealfall so, als wäre es nicht existent und stört die analoge Schaltungsfunktion der beispielhaften Analogschaltung 1 nicht.
Befindet sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand, so legt das erste Tri-State-Gatter Gl im Idealfall das Potenzial an der Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7 fest. Befindet sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ- Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand, so legt das erste Tri-State-Gatter Gl im Idealfall somit den Schaltzustand des ersten Transistors 7 fest.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt somit ebenfalls vor, die Steuerelektrode 36 des fünften Transistors 12 mit dem Ausgang eines zweiten Tri-State-Gatters G2 zu verbinden. Die Testlogik 38 steuert das zweite Tri-State-Gatter G2. Die beispielhafte Figur zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum zweiten Tri-State-Gatter G2 zur besseren Übersicht nicht. Somit ist die Testlogik 38 in der Lage, einen definierten logischen Pegel in die Steuerelektrode des fünften Transistors 12 einzuprägen, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand befindet und der zweite Schalter S2 daher geöffnet ist.
In dem Beispiel der Figur 1 soll beispielhaft die Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 ein externer Eingang der beispielhaften Analogschaltung 1 sein.
In dem Beispiel der Figur 1 soll beispielhaft die Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 ein externer Eingang der beispielhaften Analogschaltung 1 sein.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt somit vor, die Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 mit dem Ausgang eines dritten Tri-State-Gatters G3 zu verbinden. Die Testlogik 38 steuert bevorzugt das dritte Tri-State-Gatter G3. Die beispielhafte Figur 2 zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum dritten Tri-State-Gatter G3 zur besseren Übersicht nicht. Somit ist die Testlogik 38 in der Lage, einen definierten logischen Pegel in die Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 einzuprägen, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand befindet. Bevorzugt ist in die Leitung der Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 ein siebter Schalter S7 eingefügt, der die Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 und den Einspeisepunkt des dritten Tri-State-Gatters G3 auf der einen Seite des siebten Schalters S7 vom dem dritten Knoten 31 auf der anderen Seite des siebten Schalters S7 trennt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet. Der siebte Schalter S7 ist dann bevorzugt geöffnet. Im Normalzustand ist der siebte Schalter S7 dann bevorzugt geschlossen und verbindet bevorzugt den dritten Knoten 31 mit der Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10. Es ist somit denkbar, in die Leitung der Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 diesen siebten Schalter S7 einzufügen, der diesen Eingang des dritten Knotens 31 von dem Einspeisepunkt des dritten Tri-State-Gatters G3 und der Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 trennt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet, und der diesen Eingang des dritten Knotens 31 mit dem Einspeisepunkt des dritten Tri-State-Gatters G3 und der Steuerelektrode 28 des dritten Transistors 10 verbindet, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet. Dabei steuert bevorzugt die Testlogik 38 diesen zusätzlichen siebten Schalter S7.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt des Weiteren vor, die Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 mit dem Ausgang eines vierten Tri-State-Gatters G4 zu verbinden. Die Testlogik 38 steuert das vierte Tri-State-Gatter G4. Die beispielhafte Figur 2 zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum vierten Tri-State-Gatter G4 zur besseren Übersicht nicht. Somit ist die Testlogik 38 in der Lage, einen definierten logischen Pegel in die Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 einzuprägen, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-
Testzustand befindet. Bevorzugt ist in die Leitung der Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 ein achter Schalter S8 eingefügt, der die Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 und den Einspeisepunkt des vierten Tri-State-Gatters G4 auf der einen Seite des achten Schalters S8 vom dem vierten Knoten 32 auf der anderen Seite des achten Schalters S8 trennt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet. Der achte Schalter S8 ist dann bevorzugt geöffnet. Im Normalzustand ist der achte Schalter S8 dann bevorzugt geschlossen und verbindet bevorzugt den vierten Knoten 32 mit der Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11. Es ist somit denkbar, in die Leitung der Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 einen achten Schalter S8 einzufügen, der diesen Eingang des vierten Knotens 32 einerseits von dem Einspeisepunkt des vierten Tri-State-Gatters G4 und der Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 andererseits trennt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet, und der diesen Eingang des vierten Knotens 32 mit dem Einspeisepunkt des vierten Tri-State-Gatters G4 und der Steuerelektrode 29 des vierten Transistors 11 verbindet, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet. Dabei steuert bevorzugt die Testlogik diesen zusätzlichen Schalter.
TRENNUNG ELEKTRISCH MITEINANDER VERBUNDENER SCHALTUNGSKNOTEN
Die hier vorgelegte Schrift schlägt darüber hinaus vor, Steuerelektroden der beispielhaften Analogschaltung 1, die elektrisch miteinander verbunden sind, durch zusätzliche Schalter voneinander zu trennen, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung einem IDDQ-Testzustand, insbesondere im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet.
In dem Beispiel der Figur 1 sind die Steuerelektrode des ersten Transistors 7 und die Steuerelektrode des zweiten Transistors 9 und die Steuerelektrode 37 des achten Transistors 16 über den ersten Knoten 6, die eine Referenzspannungsleitung ist, miteinander verbunden.
Die Figur 2 zeigt die Modifikationen, die die hier vorgestellte Schrift in diesem Punkt beispielhaft vorschlägt.
Beispielhaft schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, dass die Testlogik 38 die Steuerelektrode 34 des zweiten Transistors 9 mittels eines dritten Schalters S3 von dem ersten Knoten 6 bevorzugt abtrennt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand befindet, und dass die Testlogik 38 bevorzugt die Steuerelektrode 34 des zweiten
Transistors 9 mittels des dritten Schalters S3 mit dem ersten Knoten 6 verbindet, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet. Die Testlogik 38 schließt daher vorzugsweise den dritten Schalter S3, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet, und öffnet bevorzugt den dritten Schalter S3, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet. Die Testlogik 38 steuert bevorzugt den dritten Schalter S3. Die beispielhafte Figur 2 zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum dritten Schalter S3 zur besseren Übersicht nicht.
Beispielhaft schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, dass die Testlogik 38 bevorzugt die Steuerelektrode 37 des achten Transistors 16 mittels eines vierten Schalters S4 von dem ersten Knoten 6 abtrennt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet, und dass die Testlogik 38 bevorzugt die Steuerelektrode 37 des achten Transistors 16 mittels eines vierten Schalters S4 mit dem ersten Knoten 6 verbindet, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet. Die Testlogik 38 schließt daher bevorzugt den vierten Schalter S4, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet, und öffnet bevorzugt den vierten Schalter S4, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet. Die Testlogik 38 steuert bevorzugt den vierten Schalter S4. Die beispielhafte Figur 2 zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum vierten Schalter S4 zur besseren Übersicht nicht.
Damit dann im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand die Steuerelektrode 37 des zweiten Transistors 9 kein Undefiniertes Potenzial aufweist, schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, vorzugsweise die Steuerelektrode 37 des zweiten Transistors 9 mit dem Ausgang eines fünften Tri-State-Gatters G5 zu verbinden. Die Testlogik 38 steuert bevorzugt das fünfte Tri-State-Gatter G5. Dadurch ist die Testlogik 38 typischerweise in der Lage, einen definierten logischen Pegel in die Steuerelektrode 37 des zweiten Transistors 9 einzuprägen, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet und der dritte Schalter S3 und der erste Schalter S1 und der vierte Schalter S4 daher geöffnet sind.
INDIREKTE KONTROLLE VON SCHALTZUSTÄNDEN
Da nun typischerweise die Testlogik 38 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 die Schaltzustände des zweiten Transistors 9, des dritten Transistors 10, des vierten Transistors 11 und des fünften Transistors 12 kontrollieren kann,
kann die Testlogik 38 somit im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand auch den Schaltzustand des sechsten Transistors 13 kontrollieren. Der Grund dafür ist, dass die Testlogik 38 mittels Einstellung der Schaltzustände des zweiten Transistors 9, des dritten Transistors 10, des vierten Transistors 11 und des fünften Transistors 12 das Potenzial der Steuerelektrode 28 des sechsten Transistors 13 typischerweise einstellen kann. Damit kann typischerweise die Testlogik 38 mittels Einstellung der Schaltzustände des zweiten Transistors 9, des dritten Transistors 10, des vierten Transistors 11 und des fünften Transistors 12 den Schaltzustand des sechsten Transistors 13 einstellen.
Da die Testlogik 38 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand den Schaltzustand des sechsten Transistors 13 und des vierten Transistors 11 kontrollieren kann, kann die Testlogik 38 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand typischer Weise auch den Schaltzustand des siebten Transistors 15 kontrollieren. Der Grund dafür ist, dass typischer Weise die Testlogik 38 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand den Schaltzustand des sechsten Transistors 13 und des vierten Transistors 11 kontrollieren kann, kann die Testlogik 38 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand typischer Weise auch das Potenzial des zweiten Knotens 14 und damit typischer Weise auch das Potenzial der Steuerelektrode 39 des siebten Transistors 15 kontrollieren kann.
Da die Testlogik 38 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand den Schaltzustand des siebten Transistors 15 und des achten Transistors 16 kontrollieren kann, kann die Testlogik 38 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand auch das Potenzial des Ausgangs des Source-Folgers 26 aus siebten Transistor 15 und achtem Transistor 16 kontrollieren.
BEHANDLUNG VON ZWISCHENKNOTEN
Analogschaltungen umfassen typischerweise auch Schalter, die einen Knoten wie den Zwischenknoten 25 auf ein Versorgungsspannungspotenzial oder dergleichen unter bestimmten Bedingungen im Normalbetrieb ziehen sollen. Im Falle der beispielhaften Analogschaltung 1 der Figur 1 ist der dreizehnte Transistor 30 ein solcher Transistor.
Ein solcher Transistor ist auf der einen Seite mit einer Versorgungsspannungsleitung einer ersten Polarität und auf der anderen Seite mit einem Knoten der beispielhaften elektrischen Seite verbunden. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor einen Schalter zusätzlich vorzusehen, der den betreffenden Knoten mit der anderen Versorgungsspannungsleitung verbinden kann.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, die Ansteuerung eines solchen Transistors und des zusätzlichen Schalters so auszulegen, dass im Normalzustand der beispielhaften Analogschaltung der zusätzliche Schalter geöffnet ist und der Transistor in Abhängigkeit von den anderen Steuersignalen 40 des Gesamtschaltkreises normal arbeitet, als ob die Modifikation nicht existieren würde. Im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 jedoch arbeiten der zusätzliche Schalter und der Transistor als Tri-State-Gatter, sodass die Testlogik den Spannungspegel des Knotens kontrollieren kann.
Der beispielhafte dreizehnte Transistor 30 ist ein solcher Transistor. Der dreizehnte Transistor 30 der beispielhaften Analogschaltung 1 ist auf der einen Seite mit einer Versorgungsspannungsleitung 8 einer ersten Polarität und auf der anderen Seite mit dem Zwischenknoten 25 der beispielhaften Analogschaltung 1 verbunden. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, einen fünften Schalter S5 zusätzlich vorzusehen, der den betreffenden Zwischenknoten 25 mit der anderen Versorgungsspannungsleitung verbinden kann.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, die Ansteuerung des dreizehnten Transistors 30 und des zusätzlichen fünften Schalters S5 durch die Testlogik 38 so auszulegen, dass im Normalzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 der zusätzliche fünfte Schalter S5 geöffnet ist und der dreizehnte Transistor 30 in Abhängigkeit von den anderen Steuersignalen des Gesamtschaltkreises normal arbeitet, als ob die Modifikation nicht existieren würde.
Konkret kann das beispielsweise bedeuten, dass beispielsweise in dem Beispiel der Figur 2 der digitaler Transporttakt 18 ein Eingangssignal der Testlogik 38 ist und dass im Normalzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 der digitale Transporttakt 18 gleich dem modifizierten digitalen Transporttakt 41 ist und dass im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand die Testlogik 38 den modifizierten digitalen Transporttakt 41 typischerweise unabhängig vom digitalen Transporttakt 18 erzeugt. Des Weiteren kann das beispielsweise bedeuten, dass beispielsweise in dem Beispiel der Figur 2 der invertierte digitale Transporttakt 19 ein Eingangssignal der Testlogik 38 ist und dass im Normalzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 der invertierte digitale Transporttakt 19 gleich dem modifizierten invertierten digitalen Transporttakt 42 ist und dass im ersten IDDQ-Textzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand die Testlogik 38 den modifizierten invertierten digitalen Transporttakt 42 typischerweise unabhängig vom invertierten digitalen Transporttakt 19 erzeugt.
Im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 jedoch arbeiten der zusätzliche fünfte Schalter S5 und der dreizehnte Transistor 30 zusammen als ein achtes Tri-State-Gatter G8, sodass die Testlogik 38 den Spannungspegel des Zwischenknotens 25 vorzugsweise kontrollieren kann. Hierzu steuert die Testlogik 38 bevorzugt das Potenzial der Steuerelektrode 43 des dreizehnten Transistors 30. Das bedeutet, dass die Testlogik bevorzugt den Schaltzustand des dreizehnten Transistors 30 steuert. Bevorzugt ist im Beispiel der Figur 2 im Normalzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 das Signal der Steuerelektrode 43 des dreizehnten Transistors 30 gleich dem invertierten digitalen Transporttakt 19. Im ersten IDDQ- Testzustand und im zweiten IDDQ-Testzustand erzeugt die Testlogik 38 das Signal der Steuerelektrode 43 des dreizehnten Transistors 30 typischerweise unabhängig vom invertierten digitalen Transporttakt 19.
In der beispielhaften Analogschaltung 1 der Figur 2 bilden der neunte Transistor 20 und der zehnte Transistor 21 ein sogenanntes Transfer-Gatter, das den Zwischenknoten 25 mit dem Ausgang 26 des Source-Folgers aus dem siebten Transistor 15 und achtem Transistor 16 bei geeigneter Ansteuerung der Steuerelektroden des neunten Transistors 20 und des zehnten Transistors 21 verbinden kann. In dem Beispiel der Figur 2 erzeugt die Testlogik 38 den modifizierten digitalen Transporttakt 41 so, dass der modifizierte digitale Transporttakt 41 gleich dem digitalen Transporttakt 18 ist, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet, und dass die Testlogik 38 den modifizierten digitalen Transporttakt 41 unabhängig vom digitalen Transporttakt 18 erzeugt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand befindet.
Bevorzugt steuert die Testlogik 38 dann die Steuerelektroden des neunten Transistors 21 und des zehnten Transistors 21 und des zwölften Transistors 23 und des elften Transistors 22 und des dreizehnten Transistors 30 unabhängig voneinander, wobei die Testlogik 38 unkontrollierte Querströme verhindert und verriegelt. Im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 kann die Testlogik 38 typischerweise die Schaltzustände des siebten Transistors 15 und des achten Transistors 16 und des dreizehnten Transistors 30 und des neunten Transistors 20 und des zehnten Transistors 21 und des fünften Schalters S5 so steuern, dass dort ebenfalls kein Querstrom auftritt.
Die Figur 3 entspricht im Wesentlichen der Figur 2 mit dem Unterschied, dass ein neunter Schalter S9 den zweiten Knoten 14 von der Steuerelektrode 39 des siebten Transistors 15 trennen kann.
Beispielhaft schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, dass die Testlogik 38 bevorzugt die Steuerelektrode 39 des siebten Transistors 15 mittels eines zusätzlichen neunten Schalters S9 von dem zweiten Knoten 14 abtrennt, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ- Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet, und dass die Testlogik 38 bevorzugt die Steuerelektrode 39 des siebten Transistors 15 mittels des neunten Schalters S9 mit dem vierten Knoten 6 verbindet, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet. Die Testlogik 38 schließt daher bevorzugt den neunten Schalter S9, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im Normalzustand befindet, und öffnet bevorzugt den neunten Schalter S9, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ- Testzustand befindet. Die Testlogik 38 steuert bevorzugt den neunten Schalter S9. Die beispielhafte Figur 3 zeigt diese Steuerleitungen von der Testlogik 38 zum neunten Schalter S9 zur besseren Übersicht nicht.
Damit dann im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand die die Steuerelektrode 39 des siebten Transistors 15 kein Undefiniertes Potenzial aufweist, schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, vorzugsweise die Steuerelektrode 39 des siebten Transistors 15 mit dem Ausgang eines neunten Tri-State-Gatters G9 zu verbinden. Die Testlogik 38 steuert bevorzugt das neunte Tri-State-Gatter G9. Dadurch ist die Testlogik 38 typischerweise in der Lage, einen definierten logischen Pegel in die Steuerelektrode 39 des siebten Transistors 15 einzuprägen, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet und der neunte Schalter S9 geöffnet ist. Damit ist die Testlogik 38 typischerweise auch in der Lage, den Schaltzustand des siebten Transistors 15 zu steuern, wenn sich die beispielhafte Analogschaltung 1 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand befindet und der neunte Schalter S9 geöffnet ist.
Dies vereinfacht die Erzeugung von Test-Pattern da die Testlogik 38 dann keine Pattern-Abfolgen aus einer vorbestimmten zeitlichen Abfolge von mehreren Pattern mehr erzeugen und einstellen muss. Dies vereinfacht somit die Testmustererzeugung zur Erzeugung der Abfolge der durch die Testlogik 38 einzustellenden Pattern. Dies verkürzt die Testzeit durch die Messvorrichtung, was einen wirtschaftlichen Vorteil darstellt.
Bei einem Transfergatter mit einem ersten Transfergatteranschluss und einem zweiten
Transfergatteranschluss kann die Testlogik 38 also bevorzugt die Potenziale am ersten
Transfergatteranschluss und einem zweiten Transfergatteranschluss im ersten IDDQ-Testzustand
oder im zweiten IDDQ-Testzustand mittels zumindest eines zusätzlichen Schalters - hier der fünfte Schalter S5 - kontrollieren. Hierbei bedeutet "kontrollieren" bevorzugt, dass die Testlogik 38 durch Ansteuerung des Transfergatters und der Transistoren und Schalter, die das Potenzial am ersten Transfergatteranschluss und am zweiten Transfergatteranschluss bestimmen, eine Spannung in der Größe der Betriebsspannung an das Transfergatter anlegen kann, wobei die Richtung der Spannung über das Transfergatter bevorzugt durch die Testlogik vorgegeben werden kann.
Das Beispiel der Analogschaltung 1 der Figur 2 sieht nun vor, dass die Testlogik 38 den analogen Ausgang 24 der beispielhaften Analogschaltung 1 ebenfalls über ein siebtes Tri-State-Gatter G7 im ersten IDDQ-Testzustand oder im zweiten IDDQ-Testzustand mit der positiven Versorgungsspannung oder der negativen Versorgungsspannung verbinden kann. Im Normalzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 der Figur 2 ist der Ausgang des siebten Tri-State-Gatters G7 bevorzugt hochohmig, da dann bevorzugt die Schalter dieses siebten Tri-State-Gatter G7 typischerweise geöffnet sind.
SPANNUNGSSTRESSBELASTUNG ZUR AKTIVIERUNG VORGESCHÄDIGTER BAUELEMENTE
In der ersten beispielhaften Ausprägung des Vorschlags sollen die Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1 vor dem eigentlichen IDDQ-Test mit einem maximalen Spannungsstress belastet werden, um latente Fehler in den Transistoren zur Ausprägung zu bringen. Typischerweise verursachen solche latenten Fehler in vorausgehenden Funktionstests keine Ausfälle, da die Transistoren funktionieren. Durch den Spannungsstress, den perfekt gefertigte Transistoren unbeschadet überstehen, werden solche vorgeschädigten Transistoren weiter geschädigt, sodass der Stresstest die Auswirkungen der somit verstärkten Schäden im Fertigungstest so vergrößert, dass eine Messvorrichtung für die Vermessung der beispielhaften Analogschaltung 1 sie detektieren kann.
In dieser ersten beispielhaften Ausprägung schlägt die hier vorgelegte Schrift beispielsweise vor, dass in einem ersten Prüfungsschritt die Messvorrichtung mittels der Testlogik 38 im ersten IDDQ- Testzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 alle P-Kanal-Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1 leitend schaltet sind und alle N-Kanal-Transistoren sperrend schaltet. Die Messvorrichtung hebt die Versorgungsspannung auf das maximale erlaubte Maß für eine gerade noch zulässige Zeit an. Dies führt zur Schädigung vorgeschädigter Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1. Dies führt zur jedoch eben nicht Schädigung von nicht vorgeschädigten Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1. Die gerade noch zulässige Zeit einer solchen Stressbelastung hängt von der verwendeten Halbleiter- oder CMOS-Technologie ab. Die gerade noch
zulässige Zeit sollte bevorzugt im Rahmen der Entwicklung der Halbleiter- oder CMOS-Technologie oder im Rahmen der Qualifikation des Bauteils für die hier in dieser Schrift offengelegte technische Lehre durch Belastungsversuche an einer ausreichenden Anzahl Bauteilen mit einer vorzugsweise typischen Steuerung der Fertigungsparameter in Fertigungsversuchen und Belastungsversuchen ermittelt werden.
In dieser ersten beispielhaften Ausprägung schlägt die hier vorgelegte Schrift beispielsweise vor, dass in einem zweiten Prüfungsschritt die Messvorrichtung mittels der Testlogik 38 im zweiten IDDQ- Testzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 alle N-Kanal-Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1 leitend schaltet sind und alle P-Kanal-Transistoren sperrend schaltet. Die Messvorrichtung hebt die Versorgungsspannung auf das maximale erlaubte Maß für eine gerade noch zulässige Zeit an. Dies führt zur Schädigung vorgeschädigter Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1. Dies führt zur jedoch eben nicht Schädigung von nicht vorgeschädigten Transistoren der beispielhaften Analogschaltung 1.
Sofern nicht alle P-Kanal-Transistoren und/oder nicht alle N-Kanal-Transistoren in den vorgesehenen Schaltzustand gebracht werden können, werden bei der Konstruktion weitere Schalter oder Tri-State- Gatter eingefügt, um die Steuerknoten dieser Transistoren im ersten IDDQ-Testzustand und im zweiten IDDQ-Testzustand von anderen Knoten zu isolieren und entsprechend den vorstehenden Beispielen kontrollieren zu können.
Im Sinne der hier vorgelegten Schrift kann beispielsweise die Messvorrichtung und/oder der Prüfungsprozess der Analogenschaltung 1 den besagten ersten Schritt und den besagten zweiten Schritt einzeln oder zeitlich nacheinander in beliebiger Reihenfolge durchführen.
LECKSTROMMESSUNG EINZELNER TRANSISTOREN
In einer zweiten beispielhaften Ausprägung des Vorschlags legt die Messvorrichtung eine typischerweise erhöhte Versorgungsspannung an die beispielhafte Analogschaltung 1 an. Die Messvorrichtung bringt dann die beispielhafte Analogschaltung 1 nacheinander mittels der Testlogik 38 in verschiedene Testzustände. In jedem Testzustand der beispielhaften Analogschaltung 1 stellt die Testlogik 38 die Schaltzustände der Transistoren und der Schalter und der Tri-State-Gatter der beispielhaften Analogschaltung 1 typischer Weise unterschiedlich ein. Im Folgenden bezeichnen wir den Vektor aus den Schaltzuständen dieser Elemente der beispielhaften Analogschaltung 1, also der Transistoren und der Schalter und der Tri-State-Gatter der beispielhaften Analogschaltung 1 als
Pattern. Der Unterschied zwischen zwei verschiedenen Pattern kann daher auch nur den Schaltzustand eines einzigen Transistors oder eines einzigen Schalters oder eines einzigen Tri-State- Gatters der beispielhaften Analogschaltung 1 zwischen diesen beiden Pattern betreffen. Typischerweise sind meistens bei zwei unterschiedlichen Pattern jedoch zumindest zwei Schaltzustände zumindest zweier dieser Elemente zwischen diesen Pattern anders. Ein Entwickler eines Fertigungstests wird typischerweise die Pattern so wählen, dass in jedem Testzustand dieser Testzustände nur der Leckstrom fließen kann. Hierzu konstruiert dieser Entwickler die Steuersignale der Messvorrichtung so, dass die Testlogik die Pattern zur Ansteuerung der Transistoren, Schalter und Tri-State-Gatter erzeugt und diese so ansteuert, dass dann in jedem denkbaren Strompfad zwischen der positiven Versorgungsspannung und der negativen Versorgungsspannung zumindest ein Transistor oder ein Schalter sperrt und kein Querstrom in der beispielhaften Analogschaltung 1 von der positiven Versorgungsspannungsleitung zur negativen Versorgungsspannungsleitung fließt. Ein Querstrom ist im Sinne der hier vorgelegten Schrift somit typischerweise ein Kurzschlussstrom von der positiven Versorgungsspannungsleitung 3 der beispielhaften Analogschaltung 1 zur negativen Versorgungsspannungsleitung 8 oder ein wirkungsgleicher Fehlerstrom. Bevorzugt sollte in jedem Testzustand dieser Testzustände die Testlogik 38 die Transistoren, Schalter und Tri-State- Gatter so ansteuern, dass dann in zumindest einem Strompfad zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und der negativen Versorgungsspannungsleitung oder deren Funktionsäquivalenten genau ein Transistor oder genau ein Schalter sperrt und die anderen Transistoren und Schalter dieses betreffenden Strompfads geöffnet sind. In allen anderen möglichen Strompfaden zwischen der positiven Versorgungsspannungsleitung und der negativen Versorgungsspannungsleitung und deren Funktionsäquivalenten ist zumindest ein Schalter geöffnet oder zumindest ein Transistor sperrt, sodass dort ebenfalls kein Strom fließen kann. Dabei können die Schalter ausdrücklich auch Schalter innerhalb der Tri-State-Gatter sein. Diesen sperrenden Transistor bzw. sperrenden Schalter bezeichnet die hier vorgelegte Schrift im Folgenden als "IDDQ- getesteten Transistor" für diesen Testzustand. Die Messvorrichtung stellt mittels der Testlogik 38 nun Testzustand nach Testzustand zeitlich hintereinander ein. Dabei stellt die Testlogik 38 für jeden Testzustand bevorzugt jeweils ein testzustandsspezifisches Pattern ein. Die Messvorrichtung bestimmt vorzugsweise für jeden Testzustand den Leckstrom. Der Leckstrom ist typischerweise die Stromaufnahme der beispielhaften Analogschaltung 1 bevorzugt über die
Versorgungsspannungsleitungen. Die Messvorrichtung vergleicht diese erfassten Leckstromwerte der Leckströme der verschiedenen Testzustände mit einem Vorgabewert. Der Vorgabewert kann global
sein oder spezifisch für Gruppen von Testzuständen oder spezifisch für die jeweiligen Testzustände. Mischungen von Testzuständen sind denkbar. Bei der Stromaufnahme der beispielhaften Analogschaltung 1 handelt es sich typischerweise um den Leckstrom der IDDQ getesteten Transistoren der jeweiligen Testzustände. Bevorzugt ändert die Messvorrichtung so lange die Testzustände in Form der von der Testlogik 38 erzeugten Pattern, bis alle Transistoren und Schalter der beispielhaften Analogschaltung 1 zumindest einmal ein IDDQ. getesteter Transistor waren. Die Messvorrichtung kann dabei beispielsweise in einer bevorzugten Realisierung die Testlogik 38 über eine JTAG-Testbusschnittstelle ansteuern. Der Vorteil dieses Verfahrens im Zusammenwirken mit den Schaltern und Tri-State-Gattern der beispielhaften Analogschaltung 1 ist, dass zum Ersten der Leckstrom jedes Transistors erfasst werden kann und zum zweiten auch ein maximaler Spannungsstress an jeden Transistor gelegt werden kann, wenn die Messvorrichtung den Leckstrom des Transistors erfasst. Außerdem können die Testmuster für die Erzeugung der Steuersignale der Testlogik 38 zur Einstellung der Pattern mittels ATPG-Methoden erzeugt werden. Die Testlogik 38 sollte dabei Querströme sicher verhindern.
Das Testverfahren besteht bevorzugt aus einem ersten Stresstest, der mittels der ersten Ausprägung des Vorschlags eine maximale Beschleunigung einer Aktivierung latenter Fehler durch Anlagen einer maximalen Versorgungsspannung hervorruft und optional einer nachfolgenden systematischen Vermessung der Leckströme aller Transistoren mittels einer oder mehrerer IDDQ-Messungen mit ggf. mittels unterschiedlicher Pattern.
Es hat sich im Übrigen gezeigt, dass es in vielen Fällen bereits ausreichend ist, nur den Stresstest mittels des Verfahrens der ersten Ausprägung des Vorschlags durchzuführen und dann die Stromaufnahme der beispielhaften Analogschaltung 1 im Normalbetrieb zu messen. Diese Messmethode ist aber weniger präzise.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, den Test der beispielhaften Analogschaltung 1 mit dem Digitaltest durch die Messvorrichtung zu kombinieren. Um dies zu ermöglichen, schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, digitale Flipflops (Speicherzellen) in den Scan-Pfad der Testlogik 38 in einem oder mehreren oder allen Testzuständen zu integrieren. Diese digitalen Flip-Flops blockieren hierdurch in diesen Testzuständen die Signale von und zur Analogenschaltung 1. Salopp gesagt, sind die "Türen" zur beispielhaften Analogschaltung damit geschlossen und unter der Kontrolle der Testlogik 38, die ggf. diese digitalen FlipFlops ansteuert oder deren Teil diese digitalen FlipFlops sein können.
Über den Scan-Pfad der Testlogik 38 stellt die Messvorrichtung bevorzugt die Testzustände und die Pattern ein und steuert die Testlogik 38 entsprechend.
Während der Messungen in den Testzuständen mit angehaltenen Takten sollte der Versorgungsstrom der beispielhaften Analogschaltung typischer Weise nahezu "Null" in den verschiedenen Testzuständen mit verschiedenen Pattern sein. Die praktischen Versuche bei der Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlags haben gezeigt, dass die Verwendung von automatisch generierten IDDQ-Testmustern mit ca. 20 IDDD-Messpunkten sehr gute Ergebnisse zeigt.
Die Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlags hat ergeben, dass ein Spannungsstress mit einer typischerweise für eine zeitliche Dauer von 20ms erhöhte Gate-Spannung bereits schwache Transistoren zerstört. Nachfolgend lässt sich dann ein erkennbar erhöhter Leckstrom messen. Diese Spannungsüberhöhungspegel und die zeitliche Dauer der Überhöhung sind sehr von der konkreten Halbleitertechnologie oder CMOS-Technologie abhängig, in der die Analogschaltung 1 realisiert wird, abhängig.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt weiter zur Lösung des obigen Problems ein Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung 1 vor. Figur 4 veranschaulicht das Verfahren beispielhaft schematisch und vereinfacht. Dabei soll die Analogschaltung 1 beispielsweise eine Analogschaltung 1 entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Ausführung sein.
Das hier vorgeschlagene Verfahren umfasst mehrere Schritte.
Sofern keine Messvorrichtung bereitsteht, beginnt das Verfahren mit dem Schritt 400 des Bereitstellens einer Messvorrichtung.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Versorgen 401 der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie, wobei die Versorgung bevorzugt durch die Messvorrichtung erfolgt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Überführen 402 der Analogschaltung 1 in den ersten Testzustand, wobei bevorzugt die Messvorrichtung diese Überführung mittels der Testlogik 38 beispielsweise über eine JTAG-Testbusschnittstelle durchführt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Erfassen 403 der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in diesem ersten Testzustand und das Ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels der
Messvorrichtung, die bevorzugt einen Wert des elektrischen Stromes erfasst, den sie in eine der
Versorgungsspannungsleitungen 3, 8 der Analogschaltung 1 einspeist.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Vergleichen 404 des erfassten Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Vergleich durchführt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Schließen 405 auf einen Fehler, wenn der Betrag des Stromaufnahmewerts über dem Betrag des Vorgabewerts liegt, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Schluss durchführt und anschließend bevorzugt die ggf. fehlerhafte Analogschaltung 1 bei einem solchen Fehler verwirft 406.
Sofern die Messvorrichtung nicht auf einen Fehler der Analogschaltung 1 im vorausgehenden Schritt 405 schließt kann die Analogschaltung 1 mit höherer Wahrscheinlichkeit bestimmungsgemäß verwendet werden 407, wenn bei weiteren, nachfolgenden oder vorausgehenden Prüfungen die Analogschaltung 1 nicht aus anderen Gründen verworfen wird.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt weiter zur Lösung des obigen Problems ein weiteres Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung 1 vor. Figur 5 veranschaulicht das Verfahren beispielhaft schematisch und vereinfacht. Dabei soll die Analogschaltung 1 beispielsweise eine Analogschaltung 1 entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Ausführung sein.
Die Analogschaltung 1 soll nun beispielhaft abweichend von der in Fig. 3 dargestellten Ausführung einen oder mehrere weitere Testzustände neben dem besagten ersten Testzustand aufweisen.
Die hier vorgelegte Schrift bezeichnet diese weiteren Testzustände und den besagten ersten Testzustand im Folgenden gemeinschaftlich als "Testzustände".
Diese Testzustände sollen sich bevorzugt nun dadurch unterscheiden, dass sich zumindest ein IDDQ- Bauteil eines Testzustands der Testzustände von allen anderen IDDQ-Bauteilen aller anderen Testzustände unterscheidet. Somit unterscheidet sich dieses IDDQ-Bauteil des Testzustands von beliebigen anderen IDDQ-Bauteilen der anderen Testzustände.
Das hier vorgeschlagene Verfahren umfasst mehrere Schritte.
Sofern keine Messvorrichtung bereitsteht, beginnt das Verfahren mit dem Schritt 500 des Bereitstellens einer Messvorrichtung.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Versorgen 501 der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie, wobei die Versorgung bevorzugt durch die Messvorrichtung erfolgt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Überführen 502 der Analogschaltung 1 in einen Testzustand der Testzustände durch Einstellung und Einnahme dieses Testzustands, wobei bevorzugt die Messvorrichtung diese Überführung und die Einstellung mittels der Testlogik 38 beispielsweise über eine JTAG-Testbusschnittstelle durchführt, woraufhin die Analogschaltung 1 diesen Testzustand einnimmt.
Im nachfolgenden Schritt a) erfolgt das Erfassen 503 der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in diesem Testzustand und das Ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels der Messvorrichtung, die bevorzugt einen Wert des elektrischen Stromes erfasst, den sie in eine der Versorgungsspannungsleitungen 3, 8 der Analogschaltung 1 einspeist.
Im nachfolgenden Schritt b) erfolgt das Vergleichen 504 des erfassten Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert, der spezifisch für den eingestellten Testzustand sein kann, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Vergleich durchführt.
Im nachfolgenden Schritt c) erfolgt das Überführen 508 der Analogschaltung 1 in einen weiteren Testzustand der Testzustände durch Einstellung und Einnahme dieses weiteren Testzustands, wobei dieser weitere Testzustand sich von den zuvor bereits eingenommenen Testzuständen der Testzustände unterscheidet und wobei insbesondere das Überführen 508, die Einstellung mittels der Messvorrichtung erfolgt, und die Fortsetzung des Verfahrens mit Schritt a) bis alle Testzustände oder eine vorgegebene Teilmenge der Testzustände eingenommen wurden;
Daher erfolgt eine Überprüfung 509, ob alle Testzustände oder alle als einzunehmen vorgegebenen Testzustände eingenommen wurden. Wurden alle einzunehmenden Testzustände eingenommen, so folgen die Beendigung des Verfahrens 507 und ggf. die bestimmungsgemäße Verwendung der Analogschaltung 1. Wurden nicht alle einzunehmenden Testzustände eingenommen, so wird das Verfahren bei Schritt a) mit dem Erfassen 503 der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 fortgesetzt.
Die bestimmungsgemäße Verwendung 507 der Analogschaltung 1, setzt natürlich voraus, dass bei ggf. weiteren vorausgehenden und/oder nachfolgenden Prüfungen und/oder im Betrieb der Analogschaltung keine Fehler im Sinne der hier vorgelegten Schrift entdeckt werden oder wurden.
In dem Schritt d), der dem Vergleichen 504 des Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert nachfolgt, erfolgt das Schließen 505 auf einen Fehler, wenn der Betrag des Stromaufnahmewerts über dem Betrag des Vorgabewerts liegt, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Schluss durchführt und anschließend bevorzugt die ggf. fehlerhafte Analogschaltung 1 bei einem solchen Fehler verwirft 506.
Das Schließen 505 auf einen Fehler kann mit dem Überführen 508 der Analogschaltung 1 in einen weiteren Testzustand der Testzustände die Reihenfolge tauschen.
Die Überprüfung 509, ob alle Testzustände oder alle als einzunehmen vorgegebenen Testzustände eingenommen wurden kann mit dem Überführen 508 der Analogschaltung 1 in einen weiteren Testzustand der Testzustände die Reihenfolge tauschen.
Insofern impliziert die Nummerierung der Schritte von a) nach d) hier in der Beschreibung und in den Ansprüchen keine zeitliche Reichenfolge.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt weiter zur Lösung des obigen Problems ein weiteres Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung 1 vor. Figur 6 veranschaulicht das Verfahren beispielhaft schematisch und vereinfacht. Dabei soll die Analogschaltung 1 beispielsweise eine Analogschaltung 1 entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sein.
Das hier vorgeschlagene Verfahren umfasst mehrere Schritte.
Sofern keine Messvorrichtung bereitsteht, beginnt das Verfahren mit dem Schritt 600 des Bereitstellens einer Messvorrichtung.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Versorgen 601 der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie, wobei die Versorgung bevorzugt durch die Messvorrichtung erfolgt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Überführen 602 der Analogschaltung 1 in den ersten Testzustand, wobei bevorzugt die Messvorrichtung diese Überführung mittels der Testlogik 38 beispielsweise über eine JTAG-Testbusschnittstelle durchführt und vorzugsweise steuert.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Erfassen 503 der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in diesem ersten Testzustand und das Ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels der Messvorrichtung, die bevorzugt einen Wert des elektrischen Stromes erfasst, den sie in eine der Versorgungsspannungsleitungen 3, 8 der Analogschaltung 1 einspeist.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Vergleichen 604 des ermittelten Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Vergleich durchführt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Schließen 605 auf einen Fehler, wenn der Betrag des Stromaufnahmewerts über dem Betrag des Vorgabewerts liegt, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Schluss durchführt und anschließend bevorzugt die ggf. fehlerhafte Analogschaltung 1 bei einem solchen Fehler verwirft 606.
Sofern die Messvorrichtung nicht auf einen Fehler der Analogschaltung 1 im vorausgehenden Schritt 605 schließt kann die Analogschaltung 1 mit höherer Wahrscheinlichkeit bestimmungsgemäß verwendet werden 607, wenn bei weiteren, nachfolgenden oder vorausgehenden Prüfungen die Analogschaltung 1 nicht aus anderen Gründen verworfen wird.
Die hier vorgelegte Schrift schlägt weiter zur Lösung des obigen Problems ein Verfahren zur Durchführung eines Stress-Tests einer Analogschaltung 1 vor. Figur 7 veranschaulicht das Verfahren beispielhaft schematisch und vereinfacht. Dabei soll die Analogschaltung 1 beispielsweise eine Analogschaltung entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sein.
Das hier vorgeschlagene Verfahren umfasst mehrere Schritte.
Sofern keine Messvorrichtung bereitsteht, beginnt das Verfahren mit dem Schritt 700 des Bereitstellens einer Messvorrichtung.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Versorgen 701 der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie, wobei die Versorgung bevorzugt durch die Messvorrichtung erfolgt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Überführen 702 der Analogschaltung 1 in den ersten Testzustand, wobei bevorzugt die Messvorrichtung diese Überführung mittels der Testlogik 38 beispielsweise über eine JTAG-Testbusschnittstelle durchführt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt die Erhöhung 708 der Versorgungsspannung für eine vorgegebene Zeitdauer um einen vorgegebenen Stressspannungswert, wobei bevorzugt die Messvorrichtung diese Erhöhung 708 durchführt;
Rückgängigmachen 709 der Erhöhung 708 der Versorgungsspannung, wobei bevorzugt die Messvorrichtung dieses Rückgängigmachen der Erhöhung 708 durchführt;
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Erfassen 703 der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in diesem ersten Testzustand und das Ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels der Messvorrichtung, die bevorzugt einen Wert des elektrischen Stromes erfasst, den sie in eine der Versorgungsspannungsleitungen 3, 8 der Analogschaltung 1 einspeist.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Vergleichen 704 des erfassten Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Vergleich durchführt.
Im nachfolgenden Schritt erfolgt das Schließen 705 auf einen Fehler, wenn der Betrag des Stromaufnahmewerts über dem Betrag des Vorgabewerts liegt, wobei bevorzugt die besagte Messvorrichtung diesen Schluss durchführt und anschließend bevorzugt die ggf. fehlerhafte Analogschaltung 1 bei einem solchen Fehler verwirft 706.
Sofern die Messvorrichtung nicht auf einen Fehler der Analogschaltung 1 im vorausgehenden Schritt 705 schließt kann die Analogschaltung 1 mit höherer Wahrscheinlichkeit bestimmungsgemäß verwendet werden 707, wenn bei weiteren, nachfolgenden oder vorausgehenden Prüfungen die Analogschaltung 1 nicht aus anderen Gründen verworfen wird.
Vorteil
Die Verwendung der vorgeschlagenen Schalter und Tri-State-Gatter für die Einstellung von speziellen Testzuständen kann einen sinnvollen IDDQ-Test der beispielhafte Analogschaltung 1 ermöglichen. Dies steigert die Testbarkeit der beispielhaften Analogschaltung 1 und damit die Auslieferqualität.
Im Gegensatz zur technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al löst die hier vorgelegte technische Lehre das Problem der IDDQ-Testbarkeit einer Analogschaltung. Im Gegensatz zu den Beispielen der US 2005 / 0 024 075 Al offenbart die hier vorgestellte technische Lehre eine vollständig IDDQ- testfähige Lösung. Vollständig bezieht sich hierbei auf einen IDDQ-Test ALLER Analogtransistoren in dem hier vorgelegten Beispiel.
Die technische Lehre des hier vorgelegten Vorschlags weist im Gegensatz zur technischen Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al im Testzustand keine statischen Strompfade zwischen der positiven und der negativen Versorgungsspannung auf.
Im Gegensatz zur technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al schlägt das hier vorgelegte Dokument die Umkonfiguration der zu testenden Analogschaltung in eine Digitalschaltung vor. Um Gegensatz
zur technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al ermöglicht die technische Lehre des hier vorgelegten Dokuments die vollautomatische Erzeugung von IDDQ-Testpattern. Damit kann die Nutzung der technischen Lehre des hier vorgelegten Dokuments die Erzeugung von Nachweisen entsprechend den Anforderungen der ISO 26262 ermöglichen.
Im Gegensatz zur technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al schlägt das hier vorgelegte Dokument eine Auftrennung der Rückkopplungszweige vor.
Im Gegensatz zur technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al schlägt das hier vorgelegte Dokument eine komplette Freischaltung der Steuerknoten vor. In dem Beispiel der Figur 2 des hier vorgelegten Dokuments geschieht dies insbesondere durch die beispielhaften Schalter S6, S7, S8, SI, S2, S3, S4. Die technische Lehre der US 2005 / 0 024 075 Al sieht solche zusätzlichen Transfergatter für Testzwecke im Gegensatz dazu nicht vor.
Im Gegensatz zur US 2005 / 0 024 075 Al offenbart das hier vorgelegte Dokument somit eine Schaltung, die im Testzustand IDDQ. testfähig ist, und darüber hinaus deren Prinzipien zur Übertragung auf andere Analogschaltungen.
Liste der Figuren
Figur 1 zeigt eine beispielhafte Analogschaltung 1.
Figur 2
Zeigt beispielhaft eine vorschlagsgemäße Analogschaltung 1, die mittels einer Testlogik 38 beispielsweise mittels einer Ansteuerung über eine JTAG-Testbusschnittstelle durch geeignete Einstellung des Schaltzustands zusätzlicher Bauteile (S1 bis S9, Gl bis G9) so in einem Testzustand umkonfiguriert werden kann, dass sie für einen IDDQ-Test und/oder einen Spannungsstresstest in diesem so umkonfigurierten Testzustand geeignet ist.
Figur 3 entspricht der Figur 2 wobei die Testlogik 38 nun auch den Schaltzustand des siebten Transistors 15 direkt kontrollieren kann.
Figur 4 zeigt ein Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung gemäß Fig. 3.
Figur 5 zeigt ein weiteres Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung gemäß Fig. 3 Figur 6 zeigt ein Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung gemäß Fig. 2
Figur 7 zeigt ein Verfahren zur Durchführung eines Stress-Tests einer Analogschaltung gemäß Fig. 2.
Bezugszeichenliste
1 beispielhafte Analogschaltung;
2 Spannungsquelle;
3 Versorgungsspannungsleitung;
4 Stromquelle;
5 Referenzstrom;
6 erster Knoten;
7 erster Transistor;
8 Bezugspotenzialleitung;
9 zweiter Transistor;
10 dritter Transistor;
11 vierter Transistor;
12 fünfter Transistor;
13 sechster Transistor;
14 zweiter Knoten;
15 siebter Transistor;
16 achter Transistor;
17 Inverter;
18 digitaler Transporttakt;
19 invertierter digitaler T ransporttakt;
20 neunter Transistor;
21 zehnter Transistor;
22 elfter Transistor;
23 zwölfter Transistor;
24 analoger Ausgang und Eingangsknoten eines nachfolgenden Schaltkreises;
25 Zwischenknoten;
26 Ausgang des Source-Folgers aus siebten Transistor 15 und achtem Transistor 16;
TI Referenzspannung zwischen erstem Knoten 6 und Bezugspotenzialleitung 8;
28 Steuerelektrode des dritten Transistors 10;
29 Steuerelektrode des vierten Transistors 11;
30 dreizehnter T ransistor;
31 dritter Knoten;
32 vierter Knoten;
33 Steuerelektrode 33 des ersten Transistors 7;
34 Steuerelektrode des zweiten Transistors 9;
36 Steuerelektrode des fünften Transistors 12;
37 Steuerelektrode des achten Transistors 16;
38 Testlogik;
39 Steuerelektrode des sechsten Transistors 13;
40 andere Steuersignale des Gesamtschaltkreises dessen Teil der beispielhafte Analogschaltkreis 1 ist;
41 modifizierter digitaler Transporttakt;
42 modifizierter invertierter digitaler Transporttakt;
43 Steuerelektrode des dreizehnten Transistors 30;
400 Bereitstellen einer Messvorrichtung;
401 Versorgen der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie;
402 Überführen 402 der Analogschaltung 1 in den ersten Testzustand;
403 Erfassen der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in einem Testzustand und ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels einer Messvorrichtung;
404 Vergleichen des Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert,
405 Schließen auf einen Fehler;
406 Verwerfen einer fehlerhaften Analogschaltung 1;
407 Beendigung des Verfahrens und ggf. bestimmungsgemäße Verwendung der Analogschaltung 1;
500 Bereitstellen einer Messvorrichtung;
501 Versorgen der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie;
502 Überführen 502 der Analogschaltung 1 in einen Testzustand der Testzustände durch Einstellung und Einnahme dieses Testzustands;
503 Erfassen der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in einem Testzustand und ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels einer Messvorrichtung;
504 Vergleichen des Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert,
505 Schließen auf einen Fehler;
506 Verwerfen einer fehlerhaften Analogschaltung 1;
507 Beendigung des Verfahrens und ggf. bestimmungsgemäße Verwendung der Analogschaltung 1;
508 Überführen der Analogschaltung 1 in einen weiteren Testzustand der Testzustände durch Einstellung und Einnahme dieses weiteren Testzustands;
509 Überprüfung 509, ob alle Testzustände oder alle als einzunehmen vorgegebenen Testzustände eingenommen wurden;
600 Bereitstellen einer Messvorrichtung;
601 Versorgen der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie;
602 Überführen 602 der Analogschaltung 1 in den ersten Testzustand;
603 Erfassen der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in einem Testzustand und ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels einer Messvorrichtung;
604 Vergleichen des Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert,
605 Schließen auf einen Fehler;
606 Verwerfen einer fehlerhaften Analogschaltung 1;
607 Beendigung des Verfahrens und ggf. bestimmungsgemäße Verwendung der Analogschaltung 1;
700 Bereitstellen einer Messvorrichtung;
701 Versorgen der Analogschaltung 1 mit elektrischer Energie;
702 Überführen 402 der Analogschaltung 1 in den ersten Testzustand;
703 Erfassen der Stromaufnahme der Analogschaltung 1 in einem Testzustand und ermitteln eines Stromaufnahmewerts, insbesondere mittels einer Messvorrichtung;
704 Vergleichen des Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert,
705 Schließen auf einen Fehler;
706 Verwerfen einer fehlerhaften Analogschaltung 1;
707 Beendigung des Verfahrens und ggf. bestimmungsgemäße Verwendung der
Analogschaltung 1;
708 Erhöhen der Versorgungsspannung;
709 Rückgängigmachen der Erhöhung der Versorgungsspannung, wobei dies ganz oder teilweise erfolgen kann;
Gl erstes Tri-State-Gatter;
G2 zweites Tri-State-Gatter;
G3 drittes Tri-State-Gatter;
G4 viertes Tri-State-Gatter;
G5 fünftes Tri-State-Gatter;
G6 sechstes Tri-State-Gatter;
G7 siebtes Tri-State-Gatter;
G8 achtes Tri-State-Gatter;
G9 neuntes Tri-State-Gatter;
51 erster Schalter;
52 zweiter Schalter;
53 dritter Schalter;
54 vierter Schalter;
55 fünfter Schalter;
56 sechster Schalter;
57 siebter Schalter;
58 achter Schalter;
59 neunter Schalter;
Idd Versorgungsstrom in die Analogschaltung 1 hinein;
Liste der zitierten Schriften
Sofern die Anmeldung eines Schutzrechts, das die Priorität der hier vorgelegten Schrift in Anspruch nimmt, in einem Staat erfolgt, das die Beanspruchung der technischen Lehre zitierter Dokumente in Kombination mit der technischen Lehre dieses Dokuments als Teil der Offenbarung dieses Dokuments zulässt, sind die folgenden Dokumente ausdrücklich Teil dieser Offenlegung in Kombination mit der hier vorgelegten Schrift.
PATENT-LITERATUR
US 2005 / 0 024 075 Al
NICHT-PATENT-LITERATUR
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10.1109/IEEESTD.2013.6515989.
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NPL8: "IEEE Standard for Boundary-Scan-Based Stimulus of Interconnections to Passive and/or Active
Components," in IEEE Std 1149.8.1-2012, vol., no., pp.1-95, 9 Aug. 2012, doi:
10.1109/IEEESTD.2012.6259815.
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NPL10: "IEEE Standard for Boundary-Scan Testing of Advanced Digital Networks - Redline," in IEEE Std 1149.6-2015 (Revision of IEEE Std 1149.6-2003) - Redline, vol., no., pp.1-441, 18 March 2016.
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NPL19: Ulrich Tietze, Christoph Schenk, "Halbleiter-Schaltungstechnik Gebundene Ausgabe - 5. Juli 2019, Springer Vieweg; 16., erw. u. aktualisierte Aufl. 2019 Edition, ISBN-10: 3662485532, ISBN-13: 978-3662485538
NPL20: Ian A. Grout, "Integrated Circuit Test Engineering: Modern Techniques " Springer London; 2006. Edition, 2. Juni 2010, ISBN-10: 1846280230, ISBN-13: 978-1846280238
NPL21: Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/lddq_testing.
NPL22: ISO26262
Claims
1. Analogschaltung (1) auf MOS-, BiCMOS- oder CMOS-Basis, wobei die Analogschaltung (1) dazu eingerichtet ist, einen vorbestimmten Schaltungszweck in einem Normalzustand der Analogschaltung (1) zu erfüllen, und wobei die Analogschaltung (1) ein oder mehrere Eingangssignale und/oder ein oder mehrere Ausgangssignale aufweist und wobei die Analogschaltung (1) zumindest ein analoges Signal innerhalb der Analogschaltung (1) aufweist und wobei die Analogschaltung (1) mit einer Testlogik (38) gekoppelt ist und wobei die Testlogik (38) dazu eingerichtet ist die Analogschaltung (1) in den Normalzustand und zumindest einen ersten Testzustand zu versetzen und wobei die Analogschaltung (1) erste Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) umfasst und wobei die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) dazu eingerichtet sind, eine Funktion der Analogschaltung (1) entsprechend dem vorbestimmten Schaltungszweck der Analogschaltung (1) im Normalzustand der Analogschaltung (1) ausführen, und wobei die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) jeweils eine Steuerelektrode aufweisen und wobei die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) dazu eingerichtet sind, auch als Schalter mittels ihrer jeweiligen Steuerelektrode betrieben werden zu können und wobei die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) in einem jeweiligen Betrieb als Schalter jeweils einen Ein-Zustand und einen Aus-Zustand als jeweilige Schaltzustände aufweisen und wobei die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) im Ein-Zustand vollständig eingeschaltet sind und wobei die ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) im Aus-Zustand vollständig ausgeschaltet sind und wobei die Analogschaltung (1) zweite Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9) umfasst und wobei die Testlogik (38) dazu eingerichtet ist, mittels der zweiten Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9) im ersten Testzustand der Analogschaltung (1) diese Schaltzustände zumindest
eines ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16,
20, 21, 22, 23, 30) einzustellen, und wobei die Steuerelektrode (33, 34, 36, 37) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) nicht direkt mit einem Eingangssignal oder nicht direkt mit einem Ausgangssignal verbunden ist und wobei die Testlogik (38) dazu eingerichtet ist, diese Steuerelektrode (33, 34, 36, 37) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) im ersten Testzustand mittels zumindest eines Schalters (SI, S2, S3, S4) von dem Rest der Analogschaltung (1) abzutrennen, und wobei die Testlogik (38) dazu eingerichtet ist, diese Steuerelektrode (33, 34, 36, 37) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) mittels zumindest des Schalters (SI, S2, S3, S4) im Normalzustand mit einem Knoten des Rests der Analogschaltung (1) zu verbinden und wobei die Testlogik (38) dazu eingerichtet ist, im ersten Testzustand diese Steuerelektrode (33, 34, 36, 37, 39) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) mittels erster Mittel (Gl, G2, G5, G6) in einen Ein-Zustand einschaltet oder in einem Aus-Zustand auszuschalten, und wobei die Testlogik (38) dazu eingerichtet ist, im Normalzustand diese ersten Mittel (Gl, G2, G5, G6) so zu steuern, dass diese ersten Mittel (Gl, G2, G5, G6) die Steuerelektrode (33, 34, 36, 37, 39) dieses ersten Bauteils (7, 9, 12, 16) der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) im Normalzustand der Analogschaltung (1) nicht beeinflussen.
2. Analogschaltung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Analogschaltung (1) N-Kanaltransistoren (7, 9, 16, 30, 10, 11, 20, 22) und P-Kanal- Transistoren (12, 13, 15, 21, 23) umfasst und die zweiten Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9) dazu eingerichtet sind, im Falle des mindestens einen, ersten Testzustands der Analogschaltung (1) der Testlogik (38) die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) derart zu ermöglichen, dass im ersten Testzustand der Analogschaltung (1) entweder alle N-Kanaltransistoren (7, 9, 16, 30, 10, 11, 20, 22) der Analogschaltung (1) sperren und alle P-Kanal- Transistoren (12, 13, 15, 21, 23) der Analogschaltung (1) leiten oder
dass im ersten Testzustand der Analogschaltung (1) entweder alle N-Kanaltransistoren (7, 9,
16, 30, 10, 11, 20, 22) der Analogschaltung (1) leiten und alle P-Kanal-Transistoren
(12, 13, 15, 21, 23) der Analogschaltung (1) sperren.
3. Analogschaltung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Analogschaltung (1) eine positive Versorgungsspannungsleitung (3) aufweist und dass die Analogschaltung (1) eine negative Versorgungsspannungsleitung (8) aufweist, und dass die Analogschaltung (1) mehrere mögliche Strompfade von der positiven
Versorgungsspannungsleitung (3) zur negativen Versorgungsspannungsleitung (8) durch wenigstens ein Bauteil dieser ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) und/oder dieser zweiten Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9) aufweist, wobei die zweiten Bauteile (S1 bis S9; Gl bis G9) dazu eingerichtet sind, im Falle des mindestens einen, ersten Testzustands der Analogschaltung (1) der Testlogik (38) die Einstellung der Schaltzustände der ersten Bauteile (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) in der Art zu ermöglichen, dass in jedem Strompfad dieser möglichen Strompfade zumindest ein erstes Bauteil (7, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 20, 21, 22, 23, 30) und/oder zumindest ein zweites Bauteil (S1 bis S9; Gl bis G9) sperrt.
4. Analogschaltung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Strompfad der möglichen Strompfade, der im Folgenden als betrachteter Strompfad bezeichnet wird, im ersten Testzustand genau ein erstes Bauteil oder genau ein zweites Bauteil sperrt und dass dieses genau eine, sperrende erste Bauteil oder genau eine, sperrende zweite Bauteil im betrachten Strompfad einem IDDQ-Bauteil entspricht und dass die anderen Bauteile, die von dem IDDQ-Bauteil verschieden sind, in diesem betrachteten Strompfad im ersten Testzustand nicht sperren.
5. Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung (1) gemäß Anspruch 4 umfassend die Schritte
Bereitstellen einer Messvorrichtung;
Versorgen der Analogschaltung (1) mit elektrischer Energie;
Überführen der Analogschaltung (1) in den ersten Testzustand;
Erfassen einer Stromaufnahme der Analogschaltung (1) in diesem ersten Testzustand und ermitteln eines Stromausnahmewerts mittels der Messvorrichtung;
Vergleichen des Stromausnahmewerts mit einem Vorgabewert;
Schließen auf einen Fehler, wenn der Stromaufnahmewert über dem Vorgabewert liegt.
6. Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung (1) gemäß Anspruch 4, wobei die Analogschaltung (1) einen oder mehrere weitere Testzustände neben einem ersten Testzustand aufweist und wobei diese weiteren Testzustände und der erste Testzustand im Folgenden gemeinschaftlich als Testzustände bezeichnet werden und wobei sich die Testzustände voneinander dadurch unterscheiden, dass ein IDDQ-Bauteil eines Testzustands der Testzustände sich von einem weiteren IDDQ-Bauteil eines anderen der Testzustände unterscheidet, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Messvorrichtung;
Versorgen der Analogschaltung (1) mit elektrischer Energie;
Überführen der Analogschaltung (1) in einen Testzustand der Testzustände durch Einstellung und Einnahme dieses Testzustands mittels der Messvorrichtung;
Schritt a): Erfassen einer Stromaufnahme der Analogschaltung (1) in dem eingestellten Testzustand und ermitteln eines Stromaufnahmewerts mittels der Messvorrichtung;
Schritt b): Vergleichen des ermittelten Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert, der spezifisch für den eingestellten Testzustand sein kann;
Schritt c): Überführen der Analogschaltung (1) in einen weiteren Testzustand der Testzustände durch Einstellung und Einnahme dieses weiteren Testzustands, wobei dieser weitere eingestellte Testzustand sich von den zuvor bereits eingenommenen Testzuständen der Testzustände unterscheidet und wobei das Überführen mittels der Messvorrichtung erfolgt, und Fortsetzung mit Schritt a) bis alle Testzustände oder eine vorgegebene Teilmenge der Testzustände eingenommen wurden;
Schritt d): Schließen auf einen Fehler, wenn der ermittelte Stromaufnahmewert über dem Vorgabewert liegt, wobei Schritt d) auch zwischen Schritt b) und Schritt c) durchgeführt werden kann und wobei auch die Messvorrichtung dieses Schließen auf einen Fehler durchführen kann.
7. Verfahren zur Durchführung eines IDDQ-Tests einer Analogschaltung (1) gemäß Anspruch 2 oder 4, mit den Schritten:
Bereitstellen einer Messvorrichtung;
Versorgen der Analogschaltung (1) mit elektrischer Energie, wobei auch die
Messvorrichtung diese Versorgung durchführen kann;
Überführen der Anallogschaltung (1) in den ersten Testzustand, wobei auch die Messvorrichtung dieses Überführen steuern kann;
Erfassen einer Stromaufnahme der Analogschaltung (1) in dem ersten Testzustand und ermitteln eines Stromaufnahmewerts, wobei auch die Messvorrichtung diese Erfassung durchführen kann;
Vergleichen des erfassten Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert wobei auch die Messvorrichtung diesen Vergleich durchführen kann;
Schließen auf einen Fehler, wenn der erfasste Stromaufnahmewert über dem Vorgabewert liegt und wobei auch die Messvorrichtung dieses Schließen auf einen Fehler durchführen kann.
8. Verfahren zur Durchführung eines Stress-Tests einer Analogschaltung (1) gemäß Anspruch 2 oder 4 mit den Schritten
Bereitstellen einer Messvorrichtung;
Versorgen der Analogschaltung (1) mit elektrischer Energie;
Überführen der Anallogschaltung (1) in einen ersten Testzustand;
Erhöhung einer Versorgungsspannung für eine vorgegebene Zeitdauer um einen vorgegebene Stressspannungswert;
Rückgängigmachen der Erhöhung der Versorgungsspannung;
Erfassen einer Stromaufnahme der Analogschaltung (1) in diesem ersten Testzustand und ermitteln eines Stromaufnahmewerts mittels der Messvorrichtung;
Vergleichen des Stromaufnahmewerts mit einem Vorgabewert;
Schließen auf einen Fehler, wenn der Stromaufnahmewert über dem Vorgabewert liegt.
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