JP2000315221A - 集積回路装置の設計用データベース及び集積回路装置の設計方法 - Google Patents

集積回路装置の設計用データベース及び集積回路装置の設計方法

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JP2000315221A
JP2000315221A JP11124034A JP12403499A JP2000315221A JP 2000315221 A JP2000315221 A JP 2000315221A JP 11124034 A JP11124034 A JP 11124034A JP 12403499 A JP12403499 A JP 12403499A JP 2000315221 A JP2000315221 A JP 2000315221A
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test
integrated circuit
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designing
core
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Mitsuho Ota
光保 太田
Sadami Takeoka
貞巳 竹岡
Osamu Ichikawa
市川  修
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テスト戦略を最適化しうる状態で格納した集
積回路装置の設計用データベース及びテスト戦略を最適
化するための設計方法を提供する。 【解決手段】 設計要求がなされると、故障検査戦略最
適化手段800により、VCDB100からRT層のV
C(RT−VC)と、故障検査方式とが選択される。設
計要求には、システムLSIの要求仕様(面積,ピン
数,テスト時間,優先制約重み情報など)や、VC情報
がある。故障検査戦略最適化手段800は、各種のパラ
メータを考慮した最適化の演算を行ない、最適な故障検
査戦略と、1チップ故障検査制御回路とを生成する。V
CDB100には、機能が同じでテスト手法が互いに異
なる複数のVCが格納されており、テストコストに影響
を与えるパラメータをユーザの優先順位に応じて重み付
けを行なって、トータルのテストコストを最小化するテ
スト手法を選択することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路装置の設
計に用いられるデータベース及びそれを利用した設計方
法に係り、特に、故障検査などのテスト戦略を最適化す
るための対策に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子機器内の半導体装置は、
例えばメモリ,プロセッサなどの種類ごとの個別のLS
Iとして半導体チップ上に形成された後、各チップをプ
リント配線基板などの母基板上に実装することにより製
造されてきた。
【0003】ところが、最近、電子機器のより広範な利
用を図るべく、電子機器に用いられる半導体装置は小型
化,軽量化,省電力化及びコストの削減を要求されてお
り、特に、デジタル情報家電分野はその傾向が強い。そ
して、このような電子機器産業界の要請に応じて、半導
体産業はその重心をメモリからシステムLSIに移行さ
せることを余儀なくされている。
【0004】かかるシステムLSIは、具体的には、メ
モリや各種の論理回路を1つのチップ上に設けることに
より実現される。システムオンチップ化のためには、異
なる構造を有するトランジスタ等の素子を共通の基板上
に形成するためのプロセス上の技術が必要であることは
いうまでもないが、設計技術においても大きな変革が要
求される。
【0005】そこで、このようなシステムオンチップ化
に対応した設計技術として、ある機能を実現する多くの
セルからなる1つのブロック(例えば機能ブロックと呼
ばれるもの)を設計するためのデータを予め用意してお
いて、このデータを利用して、各ブロックを組み合わせ
た所望のシステムLSIを設計することが提案されてい
る。その場合、各機能ブロックごとに機能を実現するた
めの構造が定められているので、半導体装置全体の設計
においては、各機能ブロック間の配線や周辺回路の設計
を行なうだけで済む。このようにして、設計効率の大幅
な向上を図ろうとするものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の設計手法では、機能についての要求仕様を元に選択
されたコアについて、単純にそのコアに指定されていた
テスト手法に基づいて、コア内部の設計及び集積回路全
体の設計が行なわれてきた。そのため、テストコストは
設計の結果必然的に定まるだけであり、目標とする検査
品質を維持しながら、テストコストの低減を図るのは困
難であった。また、半導体装置集積回路装置全体のテス
トコストを抑制しつつ設計することが可能なコアの選択
はなされていなかった。
【0007】本発明は、上記従来の設計手法の問題点に
鑑み、1つのまとまったコアとして把握される要素のデ
ータをフレキシブルに利用しうる状態で格納した集積回
路装置の設計用データベースを利用して集積回路装置の
設計を行なうに際し、特に故障検査などのテストのため
のコストを低減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の集積回路
装置の設計用データベースは、集積回路装置を設計する
ために必要なデータを格納する複数のコアを有する集積
回路装置の設計用データベースであって、機能が同じで
テスト手法が互いに異なる複数のコアが格納されてい
る。
【0009】これにより、特定のパラメータから見て有
利なテスト手法を有するコアの選択が可能になり、集積
回路装置の故障検査等のテストを最適化することが可能
になる。
【0010】本発明の第2の集積回路装置の設計用デー
タベースは、集積回路装置を設計するために必要なデー
タを格納する複数のコアを有する集積回路装置の設計用
データベースであって、上記コアの1つについて少なく
とも1つのテスト手法が格納されている。
【0011】これにより、特定のパラメータから見て各
コアに発生するテストコストを予想することが可能にな
り、集積回路装置の故障検査等のテストを最適化するこ
とが可能になる。
【0012】本発明の第3の集積回路装置の設計用デー
タベースは、集積回路装置を設計するために必要なデー
タを格納する複数のコアを有する集積回路装置の設計用
データベースであって、それぞれのコアのテスト方法に
ついてテストコストに関連する情報が格納されている。
【0013】これにより、テストコストから見て有利な
テスト手法の選択が可能になり、テストコストの面から
集積回路装置の故障検査等のテストを最適化することが
可能になる。
【0014】上記第3の集積回路装置の設計用データベ
ースにおいて、上記テストコストに関連する情報は、コ
アの検査時に外部から制御及び観測が必要なピン数,テ
ストパターン長,検査用回路の付加による集積回路装置
の面積の増大,故障検出率,テスト時間,設計工数及び
集積回路装置の歩留まりのうち少なくともいずれか1つ
である。
【0015】本発明の第4の集積回路装置の設計用デー
タベースは、集積回路装置を設計するために必要なデー
タを格納する複数のコアを有する集積回路装置の設計用
データベースであって、それぞれのコアのテスト方法に
ついてテスト制約に関連する情報が格納されている。
【0016】これにより、テスト制約に反しない範囲で
集積回路装置の故障検査等のテストを最適化することが
可能になる。
【0017】上記第4の集積回路装置の設計用データベ
ースにおいて、上記テスト制約に関連する情報は、検査
モードにコアを制御するためのピンの状態,コアが破壊
されない安全な状態に制御するためのピンの状態,ダイ
ナミック又はスタティックであることの制限,テストパ
ターンの分割の可否及びその分割位置などである。
【0018】本発明の第1の集積回路装置の設計方法
は、集積回路装置を設計するために必要なデータを格納
する複数のコアを有し、上記各コア毎に複数のテスト手
法が格納されているコアデータベースを用いた集積回路
装置の設計方法であって、上記設計用データベースから
集積回路装置のテストに使用するコアとテスト手法とを
選び出すステップ(a)と、上記選び出されたコア及び
テスト手法についてトータルのテストコストを見積もり
演算するステップ(b)と、テストコストを最小にする
コア及びテスト手法を決定するステップ(c)とを含ん
でいる。
【0019】この方法により、テストコストが最小にな
る条件で集積回路装置のテストを行なうことができ、故
障検査等の戦略の最適化を図ることができる。
【0020】上記第1の集積回路装置の設計方法におい
て、上記ステップ(b)では、見積もられたテストコス
トを表示することにより、テストコストの最小化のため
の処理を迅速に行なうことができる。
【0021】上記第1の集積回路装置の設計方法におい
て、上記ステップ(b)では、選び出されたテスト手法
が制約条件を満たしているか否かを判別し、検査に用い
ることが可能なピン数の制約条件の下にテストコストの
見積もり演算を行なうことにより、不適正なテスト方法
の選択を回避することができる。
【0022】その場合、上記ステップ(b)では、選び
出されたテスト手法が制約条件に反する場合には、エラ
ー表示を行なうことが好ましい。
【0023】上記第1の集積回路装置の設計方法におい
て、上記ステップ(b)では、選び出されたコアのテス
トパターンを検査に用いることが可能なピン数の制約の
下に時間について分割し、テスト時間が最短になるよう
にテストパターンを変形した状態でテストコストの見積
もり演算を行なうことにより、テスト時間についてのコ
ストをより正確に判断することができる。
【0024】上記第1の集積回路装置の設計方法におい
て、上記ステップ(b)では、テストコストに影響を与
えるパラメータについて優先順位に重み付けを行なうこ
とによりテストコストの見積もり演算を行なうことがで
きる。
【0025】本発明の第2の集積回路装置の設計方法
は、集積回路装置を設計するために必要なデータを格納
する,機能が同じでテスト手法が互いに異なる複数のコ
アを有するコアデータベースを用いた集積回路装置の設
計方法であって、上記設計用データベースから設計上の
テストに使用するコア及びテスト手法を選び出すステッ
プ(a)と、上記選び出されたコア及びテスト手法につ
いて、制約条件の下にテストコストを見積り演算するス
テップ(b)と、上記選び出されたコアを当該コアと機
能が同じでテスト手法が異なる他のコアと置き換えるス
テップ(c)と、上記ステップ(c)を繰り返し行なっ
て最小のテストコストを与えるコア及びテスト手法を決
定するステップ(d)とを含んでいる。
【0026】この方法により、コアの選択によるテスト
コストの最小化を図ることが可能になる。
【0027】その場合、上記ステップ(d)では、テス
ト手法を時間とピン番号とを座標とする平面上のテスト
パターンにより表したときに、使用可能なピンの制約の
下にテスト時間が最小になるようにコア及びテスト手法
を決定することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、コアに該当するVC,VCDS,VCDB等の概念
の定義と、VCDSの概略構成と、各部の詳細な内容と
に分けて説明する。
【0029】[VC,VCDS,VCDBの概念]ま
ず、本実施形態におけるVC及びVCDSの概念につい
て説明する。
【0030】本実施形態におけるVC(バーチャル・コ
ア)とは、IP(機能ブロック)としばしば同義に使用
されるバーチャルコンポーネントとしての”VC”とは
異なる概念であって、1つのまとまったブロックで構成
されるシステムLSIの設計を対象としており、その中
でも、再利用が可能なハードウェア,ソフトウェアを含
むデータを指すものとする。そして、VCDS(バーチ
ャル・コア・デザイン・システム)とは、このVCを利
用してシステムLSIのハード,ソフトを最適化するた
めのシステム全体を指すものとする。また、VCDB
(バーチャル・コア・データベース)とは、VCを利用
した設計のために用いられるデータベースを指すものと
する。
【0031】ただし、本発明は、バーチャル・コアだけ
でなく、IPその他の概念で捉えられるコア全体につい
て適用できるものである。
【0032】[VCDSの概略構成]図1は、本発明の
実施形態に係るシステムLSI設計のためのデザインシ
ステム(VCDS)の構成を概念的に示す図である。
【0033】図1に示すように、本実施形態に係るデザ
インシステムは、システムの設計のためのデータの格納
層であるVCDB100(VCデータベース)と、VC
DB100の最適化などを行うための制御システムであ
るVCDBMS200(VCDBマネージメントシステ
ム)とにより構成されている。
【0034】VCDB100には、VCの集合体として
捉えられるVCクラスタ300と、このVCクラスタ3
00中のVCの構造を決定するためのアーキテクチャ情
報401と、システム検証データ402とが含まれてい
る。
【0035】VCクラスタ300には、仕様で記述され
るデータを格納するバーチャル・コアである仕様層(仕
様VC301)と、動作で記述されるデータを格納する
動作層(動作VC302)と、RTレベル(レジスター
・トランスファレベル)で記述されるデータを格納する
バーチャル・コアである機能層(RT−VC303)と
からなる本体部がある。また、VCクラスタ300に
は、パラメタライズされたテストパターンを有すると共
に回路のシミュレーションを行なうためのテストクラス
タ304と、シミュレーションなどを行なって各VCの
性能を評価するための性能情報305とが存在する。
【0036】性能情報305には、例えば面積,スピー
ドなどのパラメータである性能指標が組み込まれてお
り、例えばRTレベルでは、ある値をかなり正確に算出
することができる。また、実際にあるRTレベルでハー
ドを実現したことがあれば、その結果も性能指標に組み
込んでおくことができる。
【0037】また、VCクラスタ300内には、各々V
Cクラスタ本体の1つ又は複数のVCにリンクして、以
下の要素が組み込まれている。まず、仕様VC301
(仕様層),動作VC302(動作層),RT−VC3
03(機能層)にリンクした動作回数を解析するモデル
310が組み込まれている。また、RT−VC303
(機能層)にリンクした目的別機能検証モデル320が
組み込まれている。さらに、RT−VC303(機能
層)にリンクした,スキャン,BISTなどVCにどの
テストを行なうことができるかなどの情報に関する故障
検査手法情報330が組み込まれている。
【0038】アーキテクチャ情報401には、実際にそ
れぞれのVCをどう使用するかということの情報が含ま
れている。例えばあるタスクをソフトウェアで実現する
場合には、「それを実行するプロセッサはなにを使用す
るのか」、「バス(インターフェイス)はなにを使用す
るのか」、「電源,クロック供給方式はどうするか」、
「論理合成する際のテスト方式はなにを用いるか」、
「命名規則の制約(ツールの制約や重複防止のための規
則)はどうか」など、そのシステムLSIに必要な種々
の情報が含まれている。
【0039】システム検証データベース402は、VC
を組み合わせた1つのLSIを構成する場合に、それを
機能検証するためのデータベースとなるものである。こ
のシステム検証データ402には、共用テストクラスタ
410と、周辺モデルクラスタ420と、VCインター
フェースモデルとが組み込まれている。
【0040】共用テストクラスタ410やVCクラスタ
300内のテストクラスタ304は、テストベンチ,テ
ストシナリオ,タスク,モデルを含む。テストベンチと
は、テスト用システム構造及び機能モデルからなってい
る。テストシナリオとは、システムレベルの検証の流
れ、システム動作シーケンスをいう。タスクとは、VC
を初期化するタスクあるいは特定機能を実行させるタス
クをいう。モデルとは、テストベンチの構成で使用され
るシミュレーションモデル,VCモデルあるいは周辺シ
ミュレーションモデルへのリンクをいう。これらのテス
トクラスタの具体的な構成例については後述する。
【0041】周辺モデルクラスタ420は、システム検
証を行なうときに使用するVCの周辺のモデルであっ
て、例えば外部メディア,外部メモリ,通信用LSIに
おける伝送路,センサーなどを記述したモデルなどがあ
る。VCだけでなくこのような周辺モデルを組み合わせ
ることにより、全体のシステム検証を円滑に行なうこと
が可能になる。VCインターフェースモデルは、システ
ムシミュレーションを行なう際に各VCを係合させてシ
ミュレーションを行なうためのつなぎのモデルとなる部
分である。
【0042】また、VCDBMS200は、VCDB1
00に対する登録や、VCDB100の外方からの検
索,インスタンスの生成,その他下記に説明する各種の
処理を行なう。登録には、新たなコアとして登録するほ
か、既存VCを参照して新たなVCを生成し、そのVC
の機能を改変したり、VC内のデータの追加登録を行な
ったり,差分管理情報を格納したりすることが含まれ
る。検索とは、どのレベルのVCでどういう種類の情報
が欲しいかということの検索である。
【0043】そして、VCDBMS200内には、テス
トシナリオ生成,目的別検証用モデル(シミュレーショ
ンモデル)の生成,システム検証モデル(システムシミ
ュレーションモデル)の生成などを行なう機能検証支援
手段500と、動作回数解析及び回路最適化手段600
と、VCインターフェース合成手段700と、VC故障
検査方式の選択・最適化や故障検査スケジュールの立案
を行なうための故障検査戦略最適化手段800とが設け
られている。
【0044】図2は、本実施形態のVCDSにおける設
計の基本的な流れを示す図である。同図に示すように、
仕様レベル,動作レベル及びRTレベルのいずれにおい
ても、記述,検証,評価,合成の手順によりVCの生
成,改変などが行なわれる。例えば、仕様レベルにおい
ては、仕様VCであるS1,S2が選び出されたり、新
たなVCであるS3が生成されたりする。その際、図中
矢印に示す方向に沿ってデータが流れて、データの記
述,検証,評価が行なわれ、評価はフィードバックされ
る。動作レベルでは、各仕様VCであるS1,S2,S
3に対応した動作VCであるD1,D2,D3が生成さ
れるが、各VCはハードウェア,ソフトウェアに機能分
割される。また、RTレベルでは、各動作VCであるD
1,D2,D3に対応するRT−VCであるR1,R
2,R3が生成されるとともに、これらを接続するバ
ス,CPU,メモリ等が生成される。つまり、より具体
化されることになる。
【0045】各々のタスクは、外部入出力部及び仕様V
Cと状態遷移などで記述されている。仕様VCは、状態
遷移,論理,真理値表などを表現できる言語あるいは図
形で記述されている。
【0046】このように、各階層にVCを配置してこれ
らを総合的に管理することにより、従来の機能ブロック
とは異なり、フレキシブルに利用できるデータベースの
提供を図ることができる。
【0047】図3は、図1に示すシステムの機能部分を
抜き出して示すブロック回路図である。同図において、
VCクラスタを格納しているデータベース格納層に情報
を入力するための入力部と、データベース格納層からの
出力情報を受ける出力部と、データベース格納層,入力
部及び出力部を制御する制御部とを有する。VCクラス
タには、仕様VCを生成する仕様層と動作VCを生成す
る動作層とを含む仕様動作層と、RT−VCを生成する
RT層という機能が存在する。このうち、仕様層と動作
層とは必ずしも明確に区分できない場合があるので、仕
様動作層と一括して示されている。ここで、動作とは1
つの仕様に対してソフトウェア,ハードウェアの割り当
てを定めたものであって、一般的には1つの仕様に対し
て複数の動作がある。RT(レジスター・トランスフ
ァ)とは、動作に対してハードウェア的に実現できるも
のであって、一般的には1つの動作に対して、重視する
パラメータの相違などに応じた何種類かの実現方法があ
る。すなわち、後に詳しく説明するように、1つの仕様
VCに対して複数の動作VCを、1つの動作VCに対し
て複数のRT−VCをそれぞれ階層的に有しているのが
一般的である。ただし、仕様と動作とはいずれも機能的
な概念を表すものともいえるので、その区別が困難な場
合もあり、その場合には、仕様・動作VCとしてデータ
ベースを持っておくことも可能である。
【0048】ただし、以下の故障検査戦略を最適化する
処理を行なう場合には、VCは必ずしも階層化されてい
なくてもよい。また、VCとは別の概念のIPコアに本
発明のコアとを適用することも可能である。
【0049】[故障検査戦略を最適化する方法]図4
は、故障検査戦略を最適化する方法を示すブロック図で
ある。同図に示すように、設計要求がなされると、故障
検査戦略最適化手段800により、VCDB100から
RT層のVC(RT−VC)と、故障検査方式とが選択
される。設計要求には、システムLSIの要求仕様(面
積,ピン数,テスト時間,優先制約重み情報など)や、
VC情報がある。故障検査戦略最適化手段800は、歩
留まりが悪いVCの検査は先に行なうなどの記述を含む
故障検査戦略知識ベースを参照して、各種のパラメータ
を考慮した最適化の演算を行ない、各VCに最適なテス
ト手法の指定と1チップの故障検査制御回路の構成方法
の指定と各VC及びチップ全体をテストするためのテス
トベンチとを選び出す。
【0050】図11は、システムLSI設計におけるテ
スト戦略の決定の位置づけを示すフローチャート図であ
る。まず、コア(VC)の選択を含むアーキテクチャ設
計を行なった後、テスト戦略を行ない、テスト戦略決定
の結果をシステムLSIやコア(VC)のテスト手法と
して出力する。その後、RTLの設計及びDFTとを行
なう際に、設計者がこのテスト手法を参照することが可
能である。また、テスト戦略決定の結果決定されたテス
ト手法は、下流テストツールの入力ファイルとしておく
ことも可能である。
【0051】このとき、VCは、機能動作の設計に関す
る情報(性能スペック,RTL等の回路記述など)と、
テスト設計に関する情報とを備えている。そして、動作
レベルの設計では、機能動作の性能スペックに関する情
報に加えて、本発明の最適なテスト設計コストの実現に
関する処理結果によりコア(VC)の選択が行なわれ
る。また、これ以降の設計は、その処理結果とVCのV
CDB内のRTL記述等の設計に関する情報に基づいて
進められる。
【0052】ここで、上記VCDB100には、機能が
同じでテスト手法が互いに異なる複数のVCクラスタが
格納されている。このテスト手法は、例えば図1に示す
VCクラスタ300内のテストクラスタ304に格納さ
れている。これをテストシナリオということもある。こ
の実施形態においては、VCDB100には、VCクラ
スタの1つについて、機能が同じでテストパターンが互
いに異なる複数のテスト手法が格納されている。さら
に、VCDB100には、VCそれぞれに少なくとも1
つのテスト手法についてのテストコストに関連する情報
が格納されており、例えば、コアの検査時に外部から制
御及び観測が必要なピン数,テストパターン長,検査用
回路の付加による集積回路装置の面積の増大,故障検出
率,テスト時間,設計工数及び集積回路装置の歩留まり
などがある。また、VCDB100内には、テスト制約
に関連する情報も格納されており、例えば、検査モード
にコアを制御するためのピンの状態,コアが破壊されな
い安全な状態に制御するためのピンの状態,ダイナミッ
ク又はスタティックであることの制限,テストパターン
の分割の可否及びその分割位置に関する情報がある。
【0053】ここで、テスト手法とは、テストを実現す
るためのテスト用回路の構成方法及び測定方法(スキャ
ン・BIST・Isolation・IDDQ・ディレ
イテスト等)と、それらの方法を用いる場合に使用する
具体的なテストパターンを表す。また、テストパターン
は採用された回路の構成方法及び測定方法に応じて加工
がなされた上で、実際のテストが行なわれる。
【0054】次に、テストコストを最小化するための対
策について説明する。
【0055】例えば、テストコストを面積とテスト時間
と設計工数の3つのパラメータによって評価するとす
る。この場合、総テストコストCtotlは、面積コストC
sizeとテスト時間コストCtimeと設計工数コストCproc
の和として表される。
【0056】Ctotl=Csize+Ctime+Cproc ところが、上述のように禁止事項やトレードオフになる
関係があるので、ユーザの重視度合いに応じて、面積コ
スト,テスト時間コスト,設計工数コストに対して、そ
れぞれ重み付けα,β,γをつけることにより、制約条
件を考慮したコストの評価を行なうことができる。
【0057】その結果、テストコストを最小化するため
の評価関数は、下記式で表されることになる。
【0058】 Ctotl=α・Csize+β・Ctime+γ・Cproc そして、上式に基づいてテストコストを最小化するため
のテスト手法を選択することが可能になる。ただし、評
価関数を構築するに際しては、上述の3つのパラメータ
だけでなく他のパラメータを組み込むことができる。
【0059】このときに行なわれる具体的な処理内容に
ついては、以下の具体例において説明する。
【0060】−第1の具体例− まず、テストパターンの分割によるテストコストの低減
に関する第1の具体例について説明する。
【0061】図5(a),(b)は、テストパターンの
分割による故障検査戦略の最適化を図る前後における検
査パターンを示す図である。図(a)(b)において、
縦軸は検査に要する時間(t)を表し、横軸は検査対象
となる回路のピン番号(n)を示している。一般に、1
つのテストパターンには、多くの事項をテストするプロ
グラムが組み込まれている。図5(a)において、検査
パターン中の1つの部分Aにおいては、1番ピンから5
0番ピンまでのピンが使用され、故障検査に要する時間
がt1であるということを表している。同様に、検査パ
ターン中の他の部分Bにおいては、1番ピンから100
番ピンまでのピンが使用され、故障検査に要する時間t
2であることを表している。そして、検査パターンの各
部分C,D,E,Fの時間がそれぞれt3,t4,t
5,t6,t7であるとする。つまり、検査パターンの
合計の検査時間は、(t1+t2+t3+t4+t5+
t6)である。
【0062】ところが、共通のピンさえ使用しなければ
ある検査と別の検査とを並行して行なうことができるは
ずである。
【0063】そこで、図5(b)に示すように、テスト
パターンを各部分A,B,C,D,E,Fに分割して、
その順序を入れ替えることにより、検査パターン全体の
実施に要する時間を、(t1+t2+t3+t4+t
5)に低減することができる。つまり、時間t6の分だ
けを節減できることになる。
【0064】このように、分割が可能な検査パターンに
ついては、時間について分割し、使用するピンが互いに
オーバーラップしない範囲でテストを行なう順序を入れ
替えることにより、テスト時間に要するコストを最小化
することができる。
【0065】−第2の具体例− 次に、テストにおけるVCDBの学習機能に関する第2
の具体例について説明する。図6は、学習機能を付加し
たLSI設計手順を概略的に示すフローチャート図であ
る。
【0066】まず、ステップST801において、VC
DB100からテスト用データを取り出して、その中か
ら実際にテストに用いるデータを決定する。このとき、
最初のテストにおいては、例えばVCの面積などの値と
して推定値を用いる。次に、ステップST802におい
て、テスト手法を決定する。次に、ステップST803
において、例えばRTレベルでテスト設計(テスト回路
の設計や具体的なテストベクトルの作成)を実施する。
次に、このテストの結果をLSI設計に反映させる処理
を行なう。一方、ステップST803におけるテストを
実施した結果、例えばVCの面積などに関して、最初の
ステップ801において入力したデータよりもより精度
の高い実データが得られる。
【0067】そこで、ステップST805において、こ
の実データをVCDB内に格納する(データを更新して
もよいし、VCDB100内の別の場所に格納してもよ
い)。そして、次のテストの際には、ステップST80
1において、VCDB100からこの実データを取り出
してテストに使用する。
【0068】これにより、VCDBに学習機能が付加さ
れ、テストを繰り返す毎にテストの精度が向上すること
になる。
【0069】−第3の具体例− 次に、テスト制約特に異なる種類のテストの組み合わせ
に関する第3の具体例について説明する。ここでの組み
合わせとは、あるVCにおいて採用するテスト手法と他
のVCにおいて採用するテスト手法との組み合わせをい
う。まず、禁止される組み合わせについて説明する。
【0070】<禁止される組み合わせ> 1.IDDQとディレイ故障テストとの組み合わせ IDDQとディレイ故障テストとは同時に検査を行なっ
てはならない。IDDQは、テスト対象の回路にあるテ
ストパターンを与えながらあるタイミングでテストパタ
ーンを止める(クロックを止める)。テストパターンが
変化しないので、回路はスタティックになる。このと
き、オフリークがあると故障と判定するものである。デ
ィレイ故障とは、ある動作周波数(例えば100MH
z)で回路が動作するかどうかを判定するテストであ
る。このテストは、テストパターンを止めると意味がな
いので、IDDQと組み合わせることはできない。 2.IDDQテストとDRAMのテストとの組み合わせ IDDQ/DRAMは、同時にLSI実装(VCとして
採用)してはならない。DRAMは記憶部であるキャパ
シタから絶えずリーク電流を流しているので、IDDQ
を行なっても意味がないからである。ただし、DRAM
であってもリークの小さいものであれば、この制限は不
要である。 3.at speedテストとスキャン Isolationテストとの組
み合わせ at speedテストとスキャン Isolationテストとは同時に
実施してはならない。図7(a),(b)は、スキャン
Isolationテストとat speedテストの方法をそれぞれ概
略的に示す図である。スキャン Isolationテストとは、
バウンダリースキャンテストと同じ原理に基づくテスト
であって、図7(a)に示すように、LSIの1つの入
力ピンから入力されるあるテストパターンを共通の信号
線からフリップフロップを介してVCの各入力端子に次
々にシフトインし、VCから出力されるパターンを出力
ピンからLSIの外部に出力し、両者のテストパターン
の一致・不一致から配線等の故障をテストする方法であ
る。一方、at speedテストとは、図7(b)に示すよう
に、VCの各入力端子に個別に連続するパターンを与え
て、その連続性をチェックするテストである。したがっ
て、このテストを行なう際にスキャン Isolationテスト
を付加したのでは、途中でテストパターンの連続性が保
持されないので、テストが不能になる。 4.ピンの競合 ピンの競合は同時に検査を行なってはならない。図8に
示すように、共通の入力ピンを介して共通のクロックを
受けるVC1,VC2がある場合に、外部からクロック
を制御する必要があって、VC1は100MHzが必要
なパターンでテストを行なう必要があり、VC2は50
MHzでテストを行なう必要があることがある。このよ
うな場合には、共通の入力ピンに関して、VC1とVC
2とのテストが競合した関係となるので禁止される。
【0071】<トレードオフになる組み合わせ> 1.Isoletion 方式におけるスキャン方式とパラレル方
式 図9(a),(b)は、それぞれスキャン方式とパラレ
ル方式とを説明するための図である。図9(a)に示す
ように、パラレル方式はLSIの各入力ピンからVCの
各入力端子に個別にテストパターンを入力し、個別の出
力ピンから出力されるデータのパターンと各出力端子毎
に比較する方法であるので、共通のテストパターンを使
用することが可能である。しかし、テストのためのピン
数がVC毎にVCの端子の数だけ必要となる。一方、ス
キャン方式の場合には、図9(b)に示すように、テス
トのためのLSIの入出力ピンはVC1つにつき1つず
つで済むが、テストパターン長はVC周辺のフリップフ
ロップの数に応じて長くなる。従って、テストパターン
長とピン数とがトレードオフの関係になる。 2.フルスキャンATPGと故障SIM フルスキャンATPGとはCADツールを用いたフルス
キャン方式であって、VC内部のフリップフロップにセ
レクタを付設してなるシフトレジスタを設けたものであ
る。フルスキャンATPGの場合、100%近い故障検
出率で検査を行なうことができ、設計工数が少ないとい
う利点があるが、セレクタが必要な分だけ回路面積が増
大する不利益がある。一方、故障SIMとはスキャンの
ない方式であって、LSI全体の面積は小さくて済む
が、故障SIMの予想設計工数が多くなるという不利益
がある。つまり、両者はトレードオフの関係にある。 3.フルスキャンATPGとL−BIST L−BISTとは自動テストを行なう技術であって、ピ
ン数が少なくて済むという利点がある。一方、フルスキ
ャンATPGの場合は、上述の利点はあるが、外部ピン
に関しては、VCへのテストパターンの印加や出力の観
測のために外部ピンを外部から観測・制御する必要があ
るという不利益がある。よって、両者はトレードオフの
関係にある。 4.Isolation のパラレル方式とL−BIST すでに説明したように、Isolation のパラレル方式では
テストパターン長は短くて済むが、LSIの入出力ピン
の数は多くなる。一方、L−BISTではピン数は少な
いが、テストパターン長は比較的長くなる。従って、両
者はトレードオフの関係を有する。
【0072】−第4の具体例− 次に、VCの選択によってテスト時間を最小化する方式
に関する第4の具体例について説明する。
【0073】図10(a),(b)は、それぞれ検査最
小化処理を行なう前と最小化処理を行なった後における
各VCのテストパターンを時間とピン数とによって表し
たものである。VCDB100には、図10(a)に示
すようなVC1,VC2,VC3,VC4の選択を行な
った場合、そのテストパターンからテスト時間が長くな
ることがわかったとする。このテストパターンは、テス
ト手法の割付によってテスト時間とピン数とが変わる。
上述のように、VCDB100には、機能が同じでテス
ト手法(ここでは、テストパターン)が異なる複数のV
Cが格納されている。そこで、VCDB100には、V
CDB100内から、各々VC1,VC2,VC3,V
C4と同じ機能をもちテストパターンが異なる他のVC
をそれぞれ選択してテスト時間を演算し、最小のテスト
時間を与える組み合わせVC1’,VC2’,VC
3’,VC’を決定する。
【0074】これにより、テストコストの最小化を演算
するときのテスト時間をより有利な状態とすることがで
きる。
【0075】なお、上記実施形態においては、故障検査
のためのテストを前提として説明したが、本発明はかか
る実施形態に限定されるものではなく、例えば性能テス
トなどの故障検査以外のテストについても適用できる。
【0076】
【発明の効果】本発明の集積回路装置の設計用データベ
ースによると、故障検査などのテストの戦略を、テスト
時間やテスト制約条件などによって定まるテストコスト
の面から最適化するのに有用な設計用データベースを提
供することができる。
【0077】本発明の集積回路装置の設計方法による
と、故障検査などのテストの戦略を、テスト時間やテス
ト制約条件などによって定まるテストコストの面から最
適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るシステムLSI設計の
ためのデザインシステム(VCDS)の構成を概念的に
示す図である。
【図2】本発明の実施形態のVCDSにおけるタスクの
基本的な流れを示す図である。
【図3】図1に示すシステムの機能部分を抜き出して示
すブロック回路図である。
【図4】本発明の実施形態における故障検査戦略を最適
化する方法を示すブロック図である。
【図5】(a),(b)は、本発明の実施形態における
テストパターンの分割による故障検査戦略の最適化を図
る前後における検査パターンを示す図である。
【図6】本発明の実施形態における学習機能を付加した
LSI設計手順を概略的に示すフローチャート図であ
る。
【図7】(a),(b)は、本発明の実施形態における
スキャン Isolationテストとatspeedテストの方法をそ
れぞれ概略的に示す図である。
【図8】本発明の実施形態における共通の入力ピンを介
して共通のクロックを受ける,テスト周波数が互いに異
なる2つのVCが1つのLSI内に配置されている例を
示すブロック図である。
【図9】(a),(b)は、本発明の実施形態における
それぞれスキャン方式とパラレル方式とを説明するため
の図である。
【図10】(a),(b)は、本発明の実施形態におけ
る検査最小化処理を行なう前と最小化処理を行なった後
における各VCのテストパターンを時間とピン数とによ
ってそれぞれ表した図である。
【図11】システムLSI設計におけるテスト戦略の決
定の位置づけを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
100 VCDB(VCデータベース) 200 VCDBMS(VCデータベースマネージ
ャ) 300 VCクラスタ 301 仕様VC 302 動作VC 303 RT−VC 304 テストベクタクラスタ 310 動作回数解析モデル 320 目的別機能検証モデル 330 故障検査手法情報 401 アーキテクチャ情報 402 システム検証用データベース 410 テストクラスタ 420 周辺モデルクラスタ 430 VCインターフェースモデル 500 機能検証支援手段 600 動作回数解析及び回路最適手段 700 VCインターフェース合成手段 800 故障検査戦略最適化手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/82 C (72)発明者 市川 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5B046 AA08 BA09 JA04 KA05 5B048 AA20 CC18 DD05 DD10 EE01 EE08 FF02 5F064 DD25 DD39 HH10 HH11 HH14

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路装置を設計するために必要なデ
    ータを格納する複数のコアを有する集積回路装置の設計
    用データベースであって、 機能が同じでテスト手法が互いに異なる複数のコアが格
    納されていることを特徴とする集積回路装置の設計用デ
    ータベース。
  2. 【請求項2】 集積回路装置を設計するために必要なデ
    ータを格納する複数のコアを有する集積回路装置の設計
    用データベースであって、 上記コアの1つについて、少なくとも1つのテスト手法
    が格納されていることを特徴とする集積回路装置の設計
    用データベース。
  3. 【請求項3】 集積回路装置を設計するために必要なデ
    ータを格納する複数のコアを有する集積回路装置の設計
    用データベースであって、 それぞれのコアのテスト方法についてテストコストに関
    連する情報が格納されていることを特徴とする集積回路
    装置の設計用データベース。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の集積回路装置の設計用
    データベースにおいて、 上記テストコストに関連する情報は、コアの検査時に外
    部から制御及び観測が必要なピン数,テストパターン
    長,検査用回路の付加による集積回路装置の面積の増
    大,故障検出率,テスト時間,設計工数及び集積回路装
    置の歩留まりのうち少なくともいずれか1つであること
    を特徴とする集積回路装置の設計用データベース。
  5. 【請求項5】 集積回路装置を設計するために必要なデ
    ータを格納する少なくとも1つのコアを有する集積回路
    装置の設計用データベースであって、 それぞれのコアのテスト方法についてテスト制約に関連
    する情報が格納されていることを特徴とする集積回路装
    置の設計用データベース。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の集積回路装置の設計用
    データベースにおいて、 上記テスト制約に関連する情報は、検査モードにコアを
    制御するためのピンの状態,コアが破壊されない安全な
    状態に制御するためのピンの状態,ダイナミック又はス
    タティックであることの制限,テストパターンの分割の
    可否及びその分割位置のうち少なくともいずれか1つで
    あることを特徴とする集積回路装置の設計用データベー
    ス。
  7. 【請求項7】 集積回路装置を設計するために必要なデ
    ータを格納する複数のコアを有し、上記各コア毎に複数
    のテスト手法が格納されているコアデータベースを用い
    た集積回路装置の設計方法であって、 上記設計用データベースから集積回路装置のテストに使
    用するコアとテスト手法とを選び出すステップ(a)
    と、 上記選び出されたコア及びテスト手法についてトータル
    のテストコストを見積もり演算するステップ(b)と、 テストコストを最小にするコア及びテスト手法を決定す
    るステップ(c)とを含むことを特徴とする集積回路装
    置の設計方法。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の集積回路装置の設計方
    法において、 上記ステップ(b)では、見積もられたテストコストを
    表示することを特徴とする集積回路装置の設計方法。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載の集積回路装置の設計方
    法において、 上記ステップ(b)では、選び出されたテスト手法が制
    約条件を満たしているか否かを判別し、検査に用いるこ
    とが可能なピン数の制約条件の下にテストコストの見積
    もり演算を行なうことを特徴とする集積回路装置の設計
    方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の集積回路装置の設計
    方法において、 上記ステップ(b)では、選び出されたテスト手法が制
    約条件に反する場合には、エラー表示を行なうことを特
    徴とする集積回路装置の設計方法。
  11. 【請求項11】 請求項7に記載の集積回路装置の設計
    方法において、 上記ステップ(b)では、選び出されたコアのテストパ
    ターンを検査に用いることが可能なピン数の制約の下に
    時間について分割し、テスト時間が最短になるようにテ
    ストパターンを変形した状態でテストコストの見積もり
    演算を行なうことを特徴とする集積回路装置の設計方
    法。
  12. 【請求項12】 請求項7に記載の集積回路装置の設計
    方法において、 上記ステップ(b)では、テストコストに影響を与える
    パラメータについて優先順位に重み付けを行なうことに
    よりテストコストの見積もり演算を行なうことを特徴と
    する集積回路装置の設計方法。
  13. 【請求項13】 集積回路装置を設計するために必要な
    データを格納する,機能が同じでテスト手法が互いに異
    なる複数のコアを有するコアデータベースを用いた集積
    回路装置の設計方法であって、 上記設計用データベースから設計上のテストに使用する
    コア及びテスト手法を選び出すステップ(a)と、 上記選び出されたコア及びテスト手法について、制約条
    件の下にテストコストを見積り演算するステップ(b)
    と、 上記選び出されたコアを当該コアと機能が同じでテスト
    手法が異なる他のコアと置き換えるステップ(c)と、 上記ステップ(c)を繰り返し行なって最小のテストコ
    ストを与えるコア及びテスト手法を決定するステップ
    (d)とを含むことを特徴とする集積回路装置の設計方
    法。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の集積回路装置の設
    計方法において、 上記ステップ(d)では、テスト手法を時間とピン番号
    とを座標とする平面上のテストパターンにより表したと
    きに、使用可能なピンの制約の下にテスト時間が最小に
    なるようにコア及びテスト手法を決定することを特徴と
    する集積回路装置の設計方法。
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