JP2000315767A - Semiconductor integrated circuit and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and manufacture thereof

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JP2000315767A
JP2000315767A JP11122229A JP12222999A JP2000315767A JP 2000315767 A JP2000315767 A JP 2000315767A JP 11122229 A JP11122229 A JP 11122229A JP 12222999 A JP12222999 A JP 12222999A JP 2000315767 A JP2000315767 A JP 2000315767A
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logic
circuit
output
signal
variable
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JP11122229A
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Hideaki Takahashi
秀明 高橋
Masaaki Kudo
正明 工藤
Masayuki Sato
正幸 佐藤
Isao Shimizu
勲 志水
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable logic integrated circuit (FPGA) whose inside circuit can be tested without using a high-performance external tester. SOLUTION: This semiconductor chip 100 is provided with a plurality of basic logic cells CLB and variable switch circuits CSW capable of connecting signal lines between these basic logic cells CLB thereon. A variable logic circuit FPGA which can output a signal showing a normal/abnormal state of the circuit for each basic logic circuit CLB and constitute arbitrary logic by switching the connection by the variable switching circuits CSW is mounted.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、任意の論理を構成
可能な半導体集積回路例えばFPGA(Field Programm
able Gate Array)に関し、さらには故障を検出し故障
個所を回避して論理を構成可能なFPGAもしくはそれ
を内蔵した論理集積回路(以下、ロジックICと称す
る)に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit capable of forming arbitrary logic, for example, an FPGA (Field Programmable Circuit).
The present invention relates to an effective gate array) and an effective technology applied to an FPGA capable of detecting a fault and avoiding a fault location and forming a logic or a logic integrated circuit (hereinafter, referred to as a logic IC) incorporating the FPGA. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりユーザが任意の論理を構成可能
なロジックICとしてFPGAが提供されている。この
FPGAは、例えば図1に示すように、ブール代数で記
述できる複数の機能を任意に構成可能な複数の基本論理
セル(セル論理ブロック)CLBと、各セル論理ブロッ
クCLB間に設けられてセル間を接続するための配線群
121,122と、外部から配線間接続の状態を変更す
ることが可能なクロスポイントスイッチCSWとにより
構成され、システムの試作や少量多品種の製品を展開す
る場合に利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an FPGA has been provided as a logic IC that allows a user to configure an arbitrary logic. For example, as shown in FIG. 1, the FPGA includes a plurality of basic logic cells (cell logic blocks) CLB capable of arbitrarily configuring a plurality of functions that can be described by Boolean algebras, and a cell provided between each cell logic block CLB. It is composed of wiring groups 121 and 122 for connecting the wirings and a crosspoint switch CSW capable of changing the state of the wiring connection from the outside. It's being used.

【0003】FPGAを使用した論理システムの設計に
際しては、EDAベンダが提供する支援ツール等を用い
て所望の論理機能をHDL(Hardware Description Lan
guage)で記述して、それを論理合成ツールを用いて論
理回路データ(使用する論理ゲートの種類と端子間接続
情報等)を得る。ここで得られた論理回路を実現するよ
うに上記基本論理セルCLBの論理動作制御データとC
LB間の結線データとを求め、さらにこの結線データか
ら使用する配線およびクロスポイントスイッチCSWの
オン、オフ制御データを決定して全体的な論理回路シス
テムを構築するものである。かかる論理設計はユーザに
おいて容易に実行できるものであり、その利便性が広く
認められるようになって来ている。
When designing a logic system using an FPGA, a desired logic function is converted to an HDL (Hardware Description Lan) using a support tool or the like provided by an EDA vendor.
guage) and obtains logic circuit data (type of logic gate to be used and information on connection between terminals, etc.) using a logic synthesis tool. The logic operation control data of the basic logic cell CLB and C
The connection data between the LBs is obtained, and the wiring to be used and the ON / OFF control data of the cross point switch CSW are determined from the connection data to construct an overall logic circuit system. Such a logic design can be easily executed by a user, and its convenience has been widely recognized.

【0004】ところで、ロジックICの開発に際しては
一般に、テスタと呼ばれるテスト装置によりテストパタ
ーンデータを発生してICへ入力し、出力されたデータ
信号と期待値とを比較して正常に動作するか検出するテ
ストが行なわれている。しかしながら、ロジックICは
その論理の規模が大きくなるほどテストパターンのステ
ップ数が長大になってしまい、テストパターンの作成お
よびそれを用いたテスト所要時間が非常に長くなってし
まう。
When a logic IC is developed, test pattern data is generally generated by a tester called a tester, input to the IC, and the output data signal is compared with an expected value to detect whether the IC operates normally. Tests have been conducted. However, in a logic IC, as the scale of the logic increases, the number of steps in the test pattern increases, and the time required to create the test pattern and to perform a test using the test pattern increases.

【0005】そこで、テスタによるテストを容易にする
方法として、ICの本来の機能を構成しているフリップ
フロップ等の順序回路を縦続接続してシフトレジスタを
構成可能に設計しておいて、テスト時に前記シフトレジ
スタにテストパターンをシリアルに入力(スキャンイ
ン)して取り込ませ(セット)、所望の組合せ論理回路
にシフトレジスタに取り込んだテストデータを入力し、
その後前記論理回路の出力データ信号をシフトレジスタ
に取り込んでシフトして外部へ取り出せる(スキャンア
ウト)ようにしたいわゆるスキャンパス方式と呼ばれる
テスト容易化設計技術が開発され実用化されている。
Therefore, as a method of facilitating a test by a tester, a shift register is designed so that a sequential circuit such as a flip-flop constituting an original function of an IC is cascade-connected so that a shift register can be configured. A test pattern is serially input (scan-in) to the shift register and is fetched (set), and the test data fetched into the shift register is input to a desired combinational logic circuit.
Thereafter, a test-easy design technique called a so-called scan path method, in which an output data signal of the logic circuit is taken into a shift register and shifted to be taken out (scan-out), has been developed and put into practical use.

【0006】外部からテストパターンを入力する方式で
は、論理回路が順序回路を含んでいると内部の状態によ
って出力が異なるので、ある論理回路を検査するにはそ
の中に含まれる順序回路の状態をまずテストパターンで
設定しなければならないためテストパターンが非常に長
くなってしまうが、フリップフロップをシフトレジスタ
構成にしてテストパターンを入力(スキャンイン)する
ことでテストパターンを大幅に減らすことができる。
In a method of inputting a test pattern from the outside, if a logic circuit includes a sequential circuit, the output differs depending on the internal state. Therefore, in order to test a certain logic circuit, the state of the sequential circuit included in the logic circuit must be determined. First, since the test pattern must be set, the test pattern becomes very long. However, the test pattern can be greatly reduced by inputting (scanning in) the test pattern by using a flip-flop as a shift register.

【0007】一方、論理集積回路内に疑似乱数発生回路
のようなランダムなテストパターンを発生するパターン
発生回路を内蔵させたBIST(Built in self test)
方式のテスト技術も提案されている。
On the other hand, a BIST (Built in self test) in which a pattern generation circuit for generating a random test pattern such as a pseudo random number generation circuit is built in a logic integrated circuit.
Test techniques have also been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】FPGAに関しても、
その信頼性を保証するため通常のロジックICと同様
に、製造後にテスタ等を用いて正常に動作するか試験を
行ない、正常なものだけを市場に提供する方式が一般的
であった。しかしながら、FPGAも次第に規模の大き
なものが要求されるようになってきており、大規模化に
伴ってテストパターンが増大し、充分な不良検出率を達
成するのが困難になってきているともに、通常のロジッ
クICに比べて本来の論理規模の大きさの割にチップ全
体の論理規模が大きくかつチップ面積も大きいため、歩
留まりが低くがコストが高いという課題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION Regarding FPGA,
In order to guarantee the reliability, it is common to use a tester or the like to test whether or not the IC operates normally after manufacturing, and to provide only normal ICs to the market, as in the case of a normal logic IC. However, FPGAs are also increasingly required to be large in size, and the test patterns increase with the increase in scale, making it difficult to achieve a sufficient defect detection rate. Compared to a normal logic IC, there is a problem that the yield is low but the cost is high because the logic scale of the entire chip is large and the chip area is large compared to the original logic scale.

【0009】さらに、従来のテスト回路を搭載したLS
Iはいずれも、そのテスト回路の自身の故障ないしは欠
陥については何ら対策が施されていない。つまり、テス
ト回路そのものが故障した場合にはチップ本来の回路が
正常であっても不良判定をしてしまうという欠点があ
る。そして、その対策としては、テスト回路の規模を最
小にして故障や欠陥の発生を抑制するしかないが、この
ことはテストの充分性すなわち不良検出率の向上という
目的と矛盾した結果を招いてしまう。
Further, an LS equipped with a conventional test circuit
In any case I, no measure is taken for its own failure or defect in the test circuit. In other words, when the test circuit itself breaks down, there is a defect that a failure determination is made even if the original circuit of the chip is normal. The only countermeasure is to suppress the occurrence of failures and defects by minimizing the scale of the test circuit, but this results in a result inconsistent with the purpose of improving the test sufficiency, that is, improving the defect detection rate. .

【0010】この発明の目的は、高機能の外部テスタを
用いることなく内部の回路のテストを行なうことが可能
な可変論理集積回路(FPGA)を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a variable logic integrated circuit (FPGA) capable of testing an internal circuit without using a sophisticated external tester.

【0011】この発明の他の目的は、自分で故障個所を
検出しかつ自己救済することができる歩留まりおよび信
頼性の高い可変論理集積回路(FPGA)を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a variable logic integrated circuit (FPGA) with a high yield and high reliability, which can detect a faulty part and repair itself by itself.

【0012】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面
から明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.

【0014】すなわち、本発明に係る半導体集積回路
は、チップ上に複数の基本論理セル(セル論理ブロッ
ク)からなり基本論理セルごとに回路が正常か異常かを
示す信号を出力可能でかつ任意の論理を構成可能なFP
GA(Field Programmable GateArray)のような可変論
理回路を搭載するようにしたものである。これにより、
外部テスタを使用することなく可変論理回路(FPG
A)内に不良個所があることおよびその位置を知ること
ができる。また、不良個所を回避して論理を構成するこ
とにより歩留まりを向上させることができる。
That is, the semiconductor integrated circuit according to the present invention comprises a plurality of basic logic cells (cell logic blocks) on a chip, and can output a signal indicating whether the circuit is normal or abnormal for each of the basic logic cells, and at any given time. FP with configurable logic
A variable logic circuit such as a GA (Field Programmable Gate Array) is mounted. This allows
Variable logic circuit (FPG without using external tester)
It is possible to know that there is a defective part in A) and its position. Further, the yield can be improved by configuring the logic while avoiding the defective part.

【0015】回路が正常か異常かを示す信号を出力可能
な基本論理セルとしては、例えば相補出力を有する2線
ラインロジック(論理積ゲート回路)とその相補出力を
比較して異常の有無を判定する判定手段(排他的論理和
ゲート)とからなる回路がある。基本論理セルをこのよ
うな構成とすることで、比較的小規模な回路で、回路が
正常か異常かを示す信号を出力可能でかつ任意の論理を
構成可能な可変論理回路(FPGA)を実現することが
できるとともに、高機能の外部テスタを用いることなく
内部回路のテスト結果を得ることができる。
As a basic logic cell capable of outputting a signal indicating whether the circuit is normal or abnormal, for example, a two-wire line logic (logical product gate circuit) having a complementary output is compared with its complementary output to determine whether there is an abnormality. There is a circuit composed of a determination means (exclusive OR gate) that performs the determination. With such a configuration of the basic logic cell, a variable logic circuit (FPGA) that can output a signal indicating whether the circuit is normal or abnormal and that can configure any logic can be realized with a relatively small circuit. And a test result of the internal circuit can be obtained without using a sophisticated external tester.

【0016】上記基本論理セルは、2以上の入力信号を
それぞれラッチする複数の入力信号ラッチ手段と、これ
らの入力信号ラッチ手段の出力信号を入力信号とし複数
の論理動作を選択的に実行可能な論理ユニットと、この
論理ユニットの出力をラッチして出力可能な出力信号ラ
ッチ手段と、上記論理ユニットの論理動作を指定する制
御情報を記憶する読出し書き込み可能なメモリ手段と、
テストパターンを発生して上記入力信号ラッチ手段およ
び論理ユニットへ供給する乱数発生回路と、上記出力信
号ラッチ手段から出力される信号と期待値とを比較して
異常の有無を判定する判定手段とからなり、該判定手段
の出力信号が、回路が正常か異常かを示す信号として各
基本論理セルから出力されるように構成された回路(B
IST)であってもよい。
The basic logic cell has a plurality of input signal latch means for latching two or more input signals, respectively, and can selectively execute a plurality of logic operations by using output signals of these input signal latch means as input signals. A logic unit, output signal latching means capable of latching and outputting an output of the logic unit, and readable and writable memory means for storing control information designating a logic operation of the logic unit;
A random number generation circuit for generating a test pattern and supplying the same to the input signal latch means and the logic unit; and a determination means for comparing the signal output from the output signal latch means with an expected value to determine the presence or absence of an abnormality. And a circuit (B) configured to output an output signal of the determination means from each basic logic cell as a signal indicating whether the circuit is normal or abnormal.
IST).

【0017】これによって、BISTを内蔵した従来の
LSIでは、1つのBISTがLSI内部回路全てを検
査するグローバルなBISTであっため、生成されるテ
ストパターンではテスト充分性が保証されなかったが、
本発明ではBISTが各基本論理セルごとに設けられた
ローカルなBISTであるため、テスト充分性が保証さ
れるようになる。しかも、本発明の可変論理回路は、複
数の同一の基本論理セルによって構成されているので、
BISTの最適化は一律に行なうことができ、設計負担
が軽減される。
As a result, in a conventional LSI having a built-in BIST, one BIST is a global BIST for inspecting all the LSI internal circuits, and the test pattern generated does not guarantee the test adequacy.
In the present invention, since the BIST is a local BIST provided for each basic logic cell, test sufficiency is guaranteed. Moreover, since the variable logic circuit of the present invention is composed of a plurality of identical basic logic cells,
The optimization of BIST can be performed uniformly, and the design burden is reduced.

【0018】また、上記可変スイッチ回路は、互いに交
差する信号線間を接続遮断可能なスイッチ手段と、該ス
イッチ手段の状態を制御する情報を記憶する書込み読出
し可能な記憶手段とから構成し、上記判定手段から出力
される回路が正常か異常かを示す信号が上記記憶手段に
記憶させるようにする。これによって、各基本論理セル
から出力される回路の正常/異常を示す信号を記憶する
専用の記憶手段または信号を監視する多数の端子もしく
はそれらを選択的に出力させるセレクタ回路等を設ける
ことなく回路の正常/異常を外部から知ることができ、
回路規模の増大を抑制することができる。
The variable switch circuit comprises switch means for disconnecting and connecting signal lines crossing each other, and writable and readable storage means for storing information for controlling the state of the switch means. A signal output from the determination means indicating whether the circuit is normal or abnormal is stored in the storage means. Thus, the circuit can be provided without providing dedicated storage means for storing a signal indicating normal / abnormal of a circuit output from each basic logic cell, a large number of terminals for monitoring signals, or a selector circuit for selectively outputting them. Normal / abnormal can be known from outside,
An increase in circuit scale can be suppressed.

【0019】さらに、外部からの信号に基づいて上記可
変スイッチ回路内の記憶手段のいずれかを選択可能な選
択手段と、選択された記憶素子に対して外部から入力さ
れたデータを書き込む書込み手段とを設ける。これによ
って、各記憶素子に対応してデータ入出力端子を設ける
必要がなくなるため、チップの外部端子数を減らすこと
ができる。
Further, selecting means for selecting one of the storage means in the variable switch circuit based on an external signal, and writing means for writing externally input data to the selected storage element. Is provided. This eliminates the need to provide a data input / output terminal corresponding to each storage element, thereby reducing the number of external terminals of the chip.

【0020】また、本発明に係る半導体集積回路は、ま
ず内部の可変論理回路(FPGA)により自己テストを
行なわせ、その結果得られた不良個所を示す情報を用い
て不良個所を除いた基本論理セルのみで所望の論理を構
成することができ、これによって歩留まりおよび信頼性
の高い論理システムを構成することができる。
In the semiconductor integrated circuit according to the present invention, a self-test is first performed by an internal variable logic circuit (FPGA), and the basic logic excluding the defective part is obtained by using the information indicating the defective part obtained as a result. A desired logic can be constituted only by cells, and thereby a logic system with high yield and high reliability can be constituted.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は、本発明を適用したFPGAの一実
施例のブロック図で、公知の半導体集積回路の製造技術
により単結晶シリコンのような1個の半導体チップ10
0上に構成される。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an FPGA to which the present invention is applied. One semiconductor chip 10 such as single-crystal silicon is manufactured by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.
0.

【0023】この実施例のFPGAは、マトリックス状
に配置された複数個のセル論理ブロックCLBと、各セ
ル論理ブロックCLB間に設けられてセル間を接続する
ための配線群121,122と、外部から配線間接続の
状態を変更することが可能なクロスポイントスイッチC
SWとにより構成されており、実現したい論理に応じて
クロスポイントスイッチCSWによる配線間接続の状態
を変更したり各セル論理ブロックCLBの論理を指定す
ることで所望の論理機能を構成できるようにされてい
る。
The FPGA of this embodiment has a plurality of cell logic blocks CLB arranged in a matrix, wiring groups 121 and 122 provided between the cell logic blocks CLB for connecting cells, and an external circuit. -Point switch C that can change the state of wiring connection
SW, and a desired logic function can be configured by changing the connection state between wirings by the cross point switch CSW or designating the logic of each cell logic block CLB according to the logic to be realized. ing.

【0024】上記配線群121および122は、多層配
線技術を利用してそれぞれ異なる配線層によって互いに
絶縁された状態で形成するのが望ましい。図1には、各
セル論理ブロック間にそれぞれ2本ずつ配線が示されて
いるが、実際にはより多くの配線が形成される。配線の
数はセル論理ブロックの数に比例して増加する。
It is desirable that the wiring groups 121 and 122 be formed in a state in which they are insulated from each other by different wiring layers using a multilayer wiring technique. Although FIG. 1 shows two wirings between each cell logic block, more wirings are actually formed. The number of wirings increases in proportion to the number of cell logic blocks.

【0025】特に制限されるものではないが、後述する
ようにFPGAの周辺には、上記配線接続情報記憶用メ
モリセルSMCを選択してデータを書き込むためのXデ
コーダ回路やYデコーダ回路、書込み回路等を設けるよ
うにしてもよい。
Although not particularly limited, an X-decoder circuit, a Y-decoder circuit, and a write circuit for selecting the wiring connection information storage memory cell SMC and writing data around the FPGA as described later. May be provided.

【0026】上記クロスポイントスイッチCSWは、例
えば図2(a)に示すように、横方向の配線Lxと縦方
向の配線Lyにそれぞれソース,ドレインが接続された
スイッチMOSFET Qswと、このスイッチMOS
FET Qswのゲートに印加される制御情報を記憶す
る配線接続情報記憶用メモリセルSMCとから構成され
ている。
As shown in FIG. 2A, for example, the cross point switch CSW includes a switch MOSFET Qsw having a source and a drain connected to a horizontal wiring Lx and a vertical wiring Ly, and a switch MOSFET Qsw.
And a memory cell SMC for storing wiring connection information for storing control information applied to the gate of the FET Qsw.

【0027】上記配線接続情報記憶用メモリセルSMC
は、2個のインバータの入出力端子を交差結合してなる
フリップフロップ型ラッチ回路LTと、該ラッチ回路L
Tの内部ノードN1,N2とデータ入出力ノードN3,
N4との間に接続された伝送MOSFET TG1,T
G2とから構成され、対応して設けられているリード・
ライト制御部RWCによってデータの書込みと読出しが
行なわれる。
The memory cell SMC for storing the wiring connection information
Is a flip-flop type latch circuit LT in which input and output terminals of two inverters are cross-coupled, and a latch circuit L
T internal nodes N1, N2 and data input / output nodes N3,
Transmission MOSFET TG1, T connected between N4
G2 and a lead provided correspondingly.
Data writing and reading are performed by the write control unit RWC.

【0028】上記リード・ライト制御部RWCは、デー
タ入出力端子DIOと上記データ入出力ノードN3,N
4との間に接続されゲートに印加される書込み読出し制
御信号W/Rによってオン、オフ状態が制御される伝送
MOSFET TG3,TG4と、上記データ入出力端
子DIOとデータ入出力ノードN4との間に接続された
データ読出し用の伝送MOSFET TG5と、書込み
読出し制御信号W/Rを反転して上記伝送MOSFET
TG5のゲートに印加するインバータINV1と、書
込みデータを反転して上記伝送MOSFET TG3へ
供給するインバータINV2とから構成されている。
The read / write control unit RWC includes a data input / output terminal DIO and the data input / output nodes N3, N
4 between the data input / output terminal DIO and the data input / output node N4, the transmission MOSFETs TG3 and TG4 being turned on and off by a write / read control signal W / R applied to the gate and connected to the data input / output terminal DIO. A transmission MOSFET TG5 for reading data connected to the transmission MOSFET and a transmission MOSFET for inverting the write / read control signal W / R.
It comprises an inverter INV1 applied to the gate of TG5, and an inverter INV2 for inverting the write data and supplying the inverted data to the transmission MOSFET TG3.

【0029】上記伝送MOSFET TG1,TG2の
ゲート端子には外部から入力されるアドレス信号ADD
が印加されており、アドレス信号ADDによってTG
1,TG2がオンされると当該メモリセルが選択された
状態になり、このとき書込み読出し制御信号W/Rがハ
イレベルであれば、MOSFET TG3,TG4がオ
ンされてそのときデータ入出力端子DIOに入力されて
いるデータがラッチ回路LTに供給されて保持される。
一方、アドレス信号ADDによってTG1,TG2がオ
ンされた状態で書込み読出し制御信号W/Rがロウレベ
ルにされると、MOSFET TG3,TG4がオフさ
れ代わってTG5がオンされるため、内部ノードN2の
電位がTG2,TG5を介して当該メモリセルSMCの
外部へ出力される。
The gate terminals of the transmission MOSFETs TG1 and TG2 have an address signal ADD inputted from outside.
Is applied, and TG is generated by the address signal ADD.
1 and TG2 are turned on, the corresponding memory cell is selected. At this time, if the write / read control signal W / R is at a high level, the MOSFETs TG3 and TG4 are turned on and the data input / output terminal DIO Is supplied to the latch circuit LT and held.
On the other hand, if the write / read control signal W / R is set to the low level in a state where the TG1 and TG2 are turned on by the address signal ADD, the MOSFETs TG3 and TG4 are turned off and TG5 is turned on instead of the MOSFET TG3, TG4. Is output to the outside of the memory cell SMC via TG2 and TG5.

【0030】この実施例の配線接続情報記憶用メモリセ
ルSMCは、内部ノードN2の電位が横方向の配線Lx
と縦方向の配線Lyとの間に接続されたスイッチMOS
FET Qswのゲート端子に印加され、上記データ入
出力端子DIOより入力されラッチ回路LTに保持され
ているデータによってQswのオン、オフ状態が制御さ
れるように構成されている。また、ラッチ回路LTを構
成するMOSFETQ1のゲート端子には、対応するセ
ル論理ブロックCLBからの信号(自己検証信号)SD
が供給され、セル論理ブロックCLBの状態をメモリセ
ルSMCに記憶させることができるように構成されてい
る。
In the memory cell SMC for wiring connection information storage of this embodiment, the potential of the internal
Switch MOS connected between the gate and the vertical wiring Ly
The on / off state of Qsw is controlled by data applied to the gate terminal of the FET Qsw, input from the data input / output terminal DIO, and held in the latch circuit LT. Further, a signal (self-verification signal) SD from the corresponding cell logic block CLB is provided to the gate terminal of the MOSFET Q1 forming the latch circuit LT.
Is supplied, and the state of the cell logic block CLB can be stored in the memory cell SMC.

【0031】なお、上記配線接続情報記憶用メモリセル
SMCにおいては、データ入出力ノードN3,N4間に
センスアンプ回路を設けるようにしても良い。また、上
記配線接続情報記憶用メモリセルSMCは、スイッチM
OSFET Qswの近傍にそれぞれ1対1の関係で設
ける代わりに、FPGAブロックの周辺にSRAMメモ
リアレイとしてまとめて設けて置くようにすることも可
能である。
In the memory cell SMC for storing wiring connection information, a sense amplifier circuit may be provided between the data input / output nodes N3 and N4. The memory cell SMC for storing wiring connection information is provided with a switch M
Instead of being provided in a one-to-one relationship in the vicinity of the OSFET Qsw, it is also possible to collectively provide an SRAM memory array around the FPGA block.

【0032】セル論理ブロックCLBは、例えば図3
(a)に示すように、AND論理とNAND論理のよう
な相補出力を有する論理積ゲート回路(2線ラインロジ
ック)LG1と、その相補出力を入力とする排他的論理
和ゲート回路(比較手段)LG2とから構成することが
できる。このゲート回路LG2は、2つの入力信号が同
一の論理レベルのときにロウレベルの出力信号を、また
2つの入力信号の論理レベルが異なるときにハイレベル
の出力信号を出力するので、論理積ゲート回路LG1に
欠陥があって相補出力となるべきところが同相出力とな
ると、ゲート回路LG2の出力がロウレベルとなり、ゲ
ート回路LG1に欠陥があることを知らせる。
The cell logic block CLB is, for example, shown in FIG.
As shown in (a), an AND gate circuit (two-line logic) LG1 having complementary outputs such as AND logic and NAND logic, and an exclusive OR gate circuit (comparing means) having the complementary output as an input LG2. The gate circuit LG2 outputs a low-level output signal when the two input signals have the same logical level, and outputs a high-level output signal when the two input signals have different logical levels. When the output of the gate circuit LG2 becomes a low level when the portion where the output is to be the complementary output due to the defect of the LG1 becomes low, it informs that the gate circuit LG1 is defective.

【0033】このゲート回路LG2の出力信号は、その
ままFPGAブロックの外部へ出力させるようにしても
よいが、この実施例では、図2(a)に示されているク
ロスポイントスイッチCSWを構成する配線接続情報記
憶用メモリセルSMCのMOSFET Q1のゲート
(内部ノードN2)に入力させて記憶できるように構成
されている。
The output signal of the gate circuit LG2 may be output as it is to the outside of the FPGA block, but in this embodiment, the wiring constituting the cross point switch CSW shown in FIG. The connection information storage memory cell SMC is configured so that it can be inputted to the gate (internal node N2) of the MOSFET Q1 and stored.

【0034】従って、各セル論理ブロックCLBに電源
電圧を与えてそのときのゲート回路LG2の出力状態を
配線接続情報記憶用メモリセルSMCに記憶させてか
ら、配線接続情報記憶用メモリセルSMCの記憶情報を
外部へ読み出すことにより、セル論理ブロックCLBが
正常に動作するか否かを知ることができる。
Therefore, the power supply voltage is applied to each cell logic block CLB, the output state of the gate circuit LG2 at that time is stored in the wiring connection information storage memory cell SMC, and then stored in the wiring connection information storage memory cell SMC. By reading the information to the outside, it can be known whether or not the cell logic block CLB operates normally.

【0035】また、各配線接続情報記憶用メモリセルS
MCへチップ外部から順次データを書き込んで読み出す
ことでメモリセルが故障しているか否かも検出すること
ができる。さらに、配線接続情報記憶用メモリセルSM
Cにデータを書き込んで所望のスイッチMOSFET
Qswをオンさせて配線群121,122を使用して外
部より信号を入力しチェックすることで、スイッチMO
SFET Qswが故障しているか否かも検出すること
ができる。
The memory cell S for storing each wiring connection information
By sequentially writing and reading data from the outside of the chip to the MC, it is also possible to detect whether or not the memory cell has failed. Further, the memory cell SM for wiring connection information storage
Write data to C and switch MOSFET as desired
By turning on Qsw and inputting and checking a signal from the outside using the wiring groups 121 and 122, the switch MO
Whether the SFET Qsw has failed can also be detected.

【0036】なお、ゲート回路LG2の出力状態が入力
される配線接続情報記憶用メモリセルSMCを構成する
MOSFET Q1のゲート構造あるいはメモリセル回
路を工夫することにより、ゲート回路LG2の出力がロ
ウレベルのときは外部からのデータ入力によってMOS
FET Q1が反転すなわちオフしないように構成して
もよい。これによって、セル論理ブロックCLBに故障
があるか否かを効率良く検出することができる。
It is to be noted that the output of the gate circuit LG2 is at a low level by devising the gate structure or the memory cell circuit of the MOSFET Q1 which constitutes the wiring connection information storage memory cell SMC to which the output state of the gate circuit LG2 is inputted. Is MOS by external data input
The configuration may be such that the FET Q1 is not inverted or turned off. This makes it possible to efficiently detect whether or not the cell logic block CLB has a failure.

【0037】かかる機能を実現する具体的方法として
は、メモリセルSMCを構成するMOSFET Q1
を、例えば図2(b)に示すように、コントロールゲー
トCGとフローティングゲートFGを有する構造とし、
ゲート回路LG2の自己検証出力SDをMOSFET
Q1のコントロールゲートCGに印加してフローティン
グゲートFGに電荷を注入させ、外部からのデータ入力
によってはメモリセルの状態が変化しないようにする方
法が考えられる。
As a specific method of realizing such a function, the MOSFET Q1 constituting the memory cell SMC
Has a structure having a control gate CG and a floating gate FG, for example, as shown in FIG.
The self-verification output SD of the gate circuit LG2 is MOSFET
A method is conceivable in which charge is applied to the control gate CG of Q1 to inject charges into the floating gate FG so that the state of the memory cell does not change depending on external data input.

【0038】また、図3(a)に示す論理積ゲート回路
LG1と排他的論理和ゲート回路(比較手段)LG2と
からなるセル論理ブロックの具体的回路としては、例え
ば図3(b)のような回路が考えられる。
A specific circuit of a cell logic block composed of the AND gate circuit LG1 and the exclusive OR gate circuit (comparing means) LG2 shown in FIG. 3A is, for example, as shown in FIG. 3B. Circuit is conceivable.

【0039】すなわち、論理積ゲート回路LG1は、電
源電圧端子Vccと接地点との間に直列形態に接続され
たMOSFET M1,M2,LM1からなる第1MO
SFET列と、直列形態のMOSFET LM2,M
3,M4からなる第2MOSFET列とからなり、M1
とM3のゲートに第1の入力信号Xが、またM2とM4
のゲートに第2の入力信号Yが印加されることにより、
第1MOSFET列の出力ノードN11から入力信号
X,Yの論理積出力Z(=X・Y)が、また第2MOS
FET列の出力ノードN12から入力信号X,Yの論理
積出力Zの反転出力/Z(=/X・Y)を出力するよう
に動作する。なお、図に示されているMOSFET L
M1およびLM2は、それぞれゲートとドレインが結合
もしくはゲートに所定の電位が印加されることにより負
荷抵抗として作用する。
That is, the logical product gate circuit LG1 is composed of the first MOs composed of MOSFETs M1, M2 and LM1 connected in series between the power supply voltage terminal Vcc and the ground.
A series of MOSFETs LM2 and M
3, M4, and M2
A first input signal X is applied to the gates of M3 and M3, and M2 and M4
The second input signal Y is applied to the gate of
A logical product output Z (= X · Y) of the input signals X and Y is output from the output node N11 of the first MOSFET row and the second MOS
An operation is performed such that an inverted output / Z (= / XY) of the logical product output Z of the input signals X and Y is output from the output node N12 of the FET array. The MOSFET L shown in FIG.
The gates and the drains of M1 and LM2 act as load resistances when the gates and the drains are coupled or a predetermined potential is applied to the gates.

【0040】この実施例の論理積ゲート回路LG1は、
その出力/Zが遅延回路DLYおよび帰還用MOSFE
T FM1,FM2を介してそれぞれ入力端子(X,
Y)に帰還可能に構成されており、帰還用MOSFET
FM1,FM2のゲート端子には検査実行信号CHK
が印加されている。これによって、セル論理ブロックC
LBを自己検証動作させたいときに検査実行信号CHK
をハイレベルに設定してやると、帰還用MOSFET
FM1,FM2がオン状態にされて出力/Zを遅延した
信号がMOSFET M1〜M4のゲート端子に帰還さ
れ、論理積ゲート回路LG1は所定の周波数で発振動作
するようになる。
The AND gate circuit LG1 of this embodiment is composed of
The output / Z is a delay circuit DLY and a feedback MOSFE.
The input terminals (X,
Y), the feedback MOSFET
The test execution signal CHK is applied to the gate terminals of FM1 and FM2.
Is applied. Thereby, the cell logic block C
When the self-verification of the LB is desired, the test execution signal CHK
Is set to high level, the feedback MOSFET
The signal whose output / Z is delayed by turning on the FM1 and FM2 is fed back to the gate terminals of the MOSFETs M1 to M4, and the AND gate circuit LG1 oscillates at a predetermined frequency.

【0041】排他的論理和ゲート回路(比較手段)LG
2は、電源電圧端子Vccと接地点GNDとの間に直列
形態に接続されたMOSFET CM1,CM2と、高
圧電源端子VHと接地点GNDとの間に直列形態に接続
されたMOSFET LCM3,CM4と、CM1とC
M2との接続ノードN21と接地点GNDとの間に接続
された第1の容量C1と、CM3とCM4との接続ノー
ドN22と接地点GNDとの間に接続された第2の容量
C2とからなる。そして、CM1とCM4のゲートに前
段の論理積ゲート回路LG1の逆相出力信号/Zが、ま
たCM2とCM3のゲートに前段の論理積ゲート回路L
G1の正相出力信号Zが印加されるように構成されてい
る。
Exclusive OR gate circuit (comparing means) LG
2 are MOSFETs CM1 and CM2 connected in series between the power supply voltage terminal Vcc and the ground GND, and MOSFETs LCM3 and CM4 connected in series between the high voltage power supply terminal VH and the ground GND. , CM1 and C
A first capacitor C1 connected between a connection node N21 with M2 and a ground point GND and a second capacitor C2 connected between a connection node N22 between CM3 and CM4 and a ground point GND. Become. The negative-phase output signal / Z of the preceding AND gate circuit LG1 is applied to the gates of CM1 and CM4, and the preceding AND gate circuit L is applied to the gates of CM2 and CM3.
It is configured such that the positive-phase output signal Z of G1 is applied.

【0042】この回路は、前述のように、検査実行信号
CHKをハイレベルに設定して論理積ゲート回路LG1
を発振動作させたときに、論理積ゲート回路LG1が正
常であれば出力信号Zと/Zがそれぞれ相補的にハイレ
ベルとロウレベルを繰り返すので、MOSFET CM
1とCM2が交互に、またCM3とCM4が交互にオ
ン、オフ動作されるため、容量C1,C2はそれぞれ充
電と放電を繰り返しノードN21,N22の電位は上昇
しない。
As described above, this circuit sets the test execution signal CHK to high level and sets the logical product gate circuit LG1.
When the AND gate circuit LG1 is operating normally, the output signals Z and / Z alternately alternately alternate between high level and low level.
Since 1 and CM2 are alternately turned on and off, and CM3 and CM4 are turned on and off alternately, the capacitors C1 and C2 repeat charging and discharging, respectively, and the potentials of the nodes N21 and N22 do not rise.

【0043】しかるに、論理積ゲート回路LG1に欠陥
があると出力信号Zと/Zがそれぞれ相補的にハイレベ
ルとロウレベルを繰り返さないので、MOSFET C
M1またはCM2のいずれか一方、およびCM3または
CM4のいずれか一方がオンされ続けるため、容量C1
またはC2は充電または放電がアンバランスになってノ
ードN21またはN22のいずれか一方の電位が上昇す
る。この電位がダイオードD1,D2を介して、前記配
線接続情報記憶用メモリセルSMCのMOSFET Q
1のゲートに入力されているため、論理積ゲート回路L
G1を所定時間以上発振動作させた後に配線接続情報記
憶用メモリセルSMCの記憶データを読み出すことによ
り、論理積ゲート回路LG1が正常に動作したか否かを
検出することができる。
However, if the AND gate circuit LG1 has a defect, the output signals Z and / Z do not repeat the high level and the low level complementarily, respectively.
Since either M1 or CM2 and either CM3 or CM4 continue to be turned on, the capacitance C1
Alternatively, the charge or discharge of C2 becomes unbalanced, and the potential of one of the nodes N21 and N22 rises. This potential is applied to the MOSFET Q of the memory cell SMC for wiring connection information storage via the diodes D1 and D2.
1 gate, the AND gate circuit L
By reading out the data stored in the wiring connection information storage memory cell SMC after oscillating G1 for a predetermined time or more, it is possible to detect whether or not the AND gate LG1 operates normally.

【0044】上記検査実行信号CHKは、チップ外部よ
り直接入力するようにしても良いし、適当なモード制御
回路を設けて外部よりテストモードが指定されたときに
モード制御回路からハイレベルの検査実行信号CHKを
出力させて、セル論理ブロックCLBを自己検証動作さ
せるようにしてもよい。
The test execution signal CHK may be directly input from outside the chip, or a suitable mode control circuit may be provided so that when a test mode is designated from the outside, a high level test execution signal is output from the mode control circuit. The signal CHK may be output to cause the cell logic block CLB to perform a self-verification operation.

【0045】図4(a)に上記セル論理ブロックCLB
の他の構成例を示す。
FIG. 4A shows the cell logic block CLB.
2 shows another configuration example.

【0046】この実施例のセル論理ブロックCLBは、
BIST(Built in self test)内蔵型の論理ブロック
であり、2つの入力信号X,Yをそれぞれラッチして各
々正相と逆相の信号X,/X;Y,/Yを出力するフリ
ップフロップFF1,FF2と、これら4つの出力信号
を入力信号とし論理和や論理積、排他的論理和等複数の
論理動作が可能な論理ユニットALUと、この論理ユニ
ットALUの出力Zをラッチして正相と逆相の信号Z,
/Zを出力するフリップフロップFF3と、上記論理ユ
ニットの論理動作を指定する制御情報を記憶する読出し
書き込み可能なメモリMEMと、テストパターンを乱数
の形で発生する公知のLFSR(LinearFeedback Shift
Register)と、コンパレータCMP等より構成されて
いる。
The cell logic block CLB of this embodiment is
A flip-flop FF1 that is a built-in BIST (built in self test) built-in logic block and latches two input signals X and Y and outputs positive and negative phase signals X, / X; Y, / Y, respectively. , FF2, a logic unit ALU which can perform a plurality of logical operations such as a logical sum, a logical product, and an exclusive logical sum using these four output signals as input signals, and latches an output Z of the logical unit ALU to be in a positive phase. The signal Z of the opposite phase,
/ Z, a readable / writable memory MEM for storing control information for specifying the logical operation of the logical unit, and a well-known LFSR (Linear Feedback Shift) for generating a test pattern in the form of a random number.
Register) and a comparator CMP and the like.

【0047】上記論理ユニット制御情報を記憶するメモ
リMEMは外部から制御情報を書き込めるように構成さ
れている。上記LFSRにはスイッチMOSFET G
1〜G7を介して入力信号X,Yと論理ユニット制御情
報およびFF3の出力信号Z,/Zの伝送信号線と接続
可能に構成されて、クロックCLKに同期して動作す
る。
The memory MEM for storing the logical unit control information is configured so that control information can be written from outside. The LFSR has a switch MOSFET G
It is configured to be connectable to the input signal X, Y and the transmission signal line of the logical unit control information and the output signal Z, / Z of the FF 3 via 1 to G7, and operates in synchronization with the clock CLK.

【0048】この実施例のセル論理ブロックCLBを自
己検証動作させる場合、上記スイッチMOSFET G
1〜G7のゲートに検査実行信号CHKを入力してオン
させる。すると、LFSRによりランダムなパターンが
形成されてフリップフロップFF1,FF2および論理
ユニットALUに供給されるとともに、発生されたパタ
ーンとフリップフロップFF3の出力とが論理合成、圧
縮されてシグネチャ・パターンとしてコンパレータCM
Pに出力される。
When the cell logic block CLB of this embodiment is operated for self-verification, the switch MOSFET G
The inspection execution signal CHK is input to the gates 1 to G7 and turned on. Then, a random pattern is formed by the LFSR and supplied to the flip-flops FF1 and FF2 and the logic unit ALU, and the generated pattern and the output of the flip-flop FF3 are logically synthesized and compressed, and are output as the comparator CM as a signature pattern.
Output to P.

【0049】コンパレータCMPは、例えば図4(b)
に示されているように、期待シグネチャ・パターンが格
納されたリード・オンリ・メモリROM、イクスクルー
シブORゲートEOR、出力ラッチOLT、クロックC
LKよりラッチタイミング信号を発生するタイミング発
生回路TMG等から構成されている。LFSRよりシグ
ネチャ・パターンが入力されると、コンパレータCMP
はイクスクルーシブORゲートEORによってリード・
オンリ・メモリROMに格納されている期待シグネチャ
・パターンとLFSRの出力パターンとを比較して一致
しているとロウレベルの信号を、また一致していないと
ハイレベルの信号を出力する。この出力がラッチOLT
にラッチされて良/不良を示す信号ERRとして出力さ
れる。
The comparator CMP is, for example, as shown in FIG.
, A read-only memory ROM storing an expected signature pattern, an exclusive OR gate EOR, an output latch OLT, and a clock C
It comprises a timing generating circuit TMG for generating a latch timing signal from the LK. When the signature pattern is input from the LFSR, the comparator CMP
Lead by exclusive OR gate EOR
The expected signature pattern stored in the only memory ROM is compared with the output pattern of the LFSR. If they match, a low-level signal is output. If they do not match, a high-level signal is output. This output is the latch OLT
And is output as a signal ERR indicating good / bad.

【0050】そして、図2(c)に示すように、この出
力信号ERRが前記配線接続情報記憶用メモリセルSM
CのMOSFET Q1のドレインすなわちQ2のゲー
トに入力されるように構成されているため、セル論理ブ
ロックCLBを自己検証動作させた後に各配線接続情報
記憶用メモリセルSMCの記憶データを読み出すことに
より、対応するセル論理ブロックCLBが正常に動作し
たか否かを検出することができる。LFSR使用時は、
メモリセルSMCへのエラー信号ERRは通常のハイレ
ベルであり、図2(a)では逆信号となるためドレイン
側の接続とした。
Then, as shown in FIG. 2C, the output signal ERR is applied to the wiring connection information storage memory cell SM.
Since it is configured to be inputted to the drain of the MOSFET Q1 of C, that is, the gate of Q2, by performing the self-verification operation of the cell logic block CLB, by reading the storage data of the memory cell SMC for storing the wiring connection information, It is possible to detect whether the corresponding cell logic block CLB operates normally. When using LFSR,
The error signal ERR to the memory cell SMC is at a normal high level, and is a reverse signal in FIG.

【0051】なお、LFSRの動作原理は既に公知であ
り、種々の文献等に記載されているので詳しい説明は省
略するが、その原理に従い被検査論理回路に合った最適
化が可能である。LFSRを適用したBISTを内蔵し
た一般の論理LSIでは、論理回路毎にLFSRの最適
化が必要であったため設計上煩わしさがあったが、本実
施例のFPGAでは同一のセル論理ブロックCLBを使
用しているので、その最適化は一律に行なうことがで
き、設計負担が軽減される。また、BISTを内蔵した
従来のLSIは、1つのBISTがLSI内部回路全て
を検査するグローバルなBISTであっため、生成され
るテストパターンではテスト充分性が保証されないが、
本実施例のBISTは各セル論理ブロックCLB内に設
けられたローカルなBISTであるため、テスト充分性
も保証される。
The principle of operation of the LFSR is already known and has been described in various documents, so that a detailed description thereof will be omitted. However, optimization according to the principle can be performed according to the principle. In a general logic LSI having a built-in BIST to which the LFSR is applied, optimization of the LFSR is required for each logic circuit, which is troublesome in design. However, the FPGA of the present embodiment uses the same cell logic block CLB. Therefore, the optimization can be performed uniformly, and the design burden is reduced. Further, in a conventional LSI having a built-in BIST, one BIST is a global BIST for inspecting all the LSI internal circuits.
Since the BIST of this embodiment is a local BIST provided in each cell logic block CLB, test sufficiency is also guaranteed.

【0052】次に、図1に示されているFPGA(可変
論理集積回路)における自己検証テストの手順を、図5
を用いて説明する。
Next, the procedure of the self-verification test in the FPGA (variable logic integrated circuit) shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0053】この実施例のFPGAでは、先ずチップの
電源電圧を投入した後、FPGA内の接続情報記憶用メ
モリセルSMCをクリアもしくはテスタを用いて接続情
報記憶用メモリセルSMCに対して正常を示すデータ
(例えば上記セル論理ブロックCLBの自己検証による
欠陥状態を示す論理レベルと逆の論理レベル)を書き込
む(ステップS11)。
In the FPGA of this embodiment, after the power supply voltage of the chip is first turned on, the connection information storage memory cell SMC in the FPGA is cleared or the connection information storage memory cell SMC is shown to be normal by using a tester. Data (for example, a logic level opposite to a logic level indicating a defect state by self-verification of the cell logic block CLB) is written (step S11).

【0054】それから、検査実行信号CHKをハイレベ
ルに設定してやる。すると、図3の実施例のセル論理ブ
ロックCLBを用いたFPGAでは論理ゲート回路LG
1,LG2が能動化され、論理ゲート回路LG1が発振
動作して欠陥がある場合には論理ゲート回路LG2の出
力がハイレベルになってその出力状態が接続情報記憶用
メモリセルSMCに記憶される(ステップS12)。ま
た、図4の実施例のセル論理ブロックCLBを用いたF
PGAでは、LFSRが動作して乱数が発生され故障が
あるとハイレベルのエラー信号ERRが出力され、その
出力状態が接続情報記憶用メモリセルSMCに記憶され
る。
Then, the test execution signal CHK is set to a high level. Then, in the FPGA using the cell logic block CLB of the embodiment of FIG. 3, the logic gate circuit LG
When the logic gate circuit LG1 is activated and the logic gate circuit LG1 oscillates and has a defect, the output of the logic gate circuit LG2 goes high and the output state is stored in the connection information storage memory cell SMC. (Step S12). In addition, F using the cell logic block CLB of the embodiment of FIG.
In the PGA, when the LFSR operates to generate a random number and a failure occurs, a high-level error signal ERR is output, and the output state is stored in the connection information storage memory cell SMC.

【0055】次に、上記メモリセルSMCのデータの読
み出しを行なう(ステップS13)。そして、読み出さ
れたデータをチェックすることでいずれのセル論理ブロ
ックCLBに欠陥があるか判定する(ステップS11
4)。
Next, data is read from the memory cell SMC (step S13). Then, by checking the read data, it is determined which cell logical block CLB has a defect (step S11).
4).

【0056】続いて、例えば上記ステップS11で設定
もしくは書き込んだデータと逆のデータをメモリセルS
MCに書き込んで読み出す(ステップS15)。そして、
読み出されたデータと書込みデータとを比較すること
で、メモリセルSMCまたはスイッチQswに欠陥のあ
るクロスポイントスイッチCSWを検出する(ステップ
S16)。
Subsequently, for example, data opposite to the data set or written in step S11 is stored in the memory cell S.
The data is written to and read from the MC (step S15). And
By comparing the read data with the write data, a cross point switch CSW having a defect in the memory cell SMC or the switch Qsw is detected (step S16).

【0057】次に、テスタにおいて、上記判定結果に基
づいて正常なクロスポイントスイッチCSWおよびセル
論理ブロックCLBのマップを作成する(ステップS1
7)。作成したマップすなわちクロスポイントスイッチ
CSWおよびセル論理ブロックCLBの正常/異常を示
す情報は、テスタ内の記憶装置等に格納しておく。
Next, in the tester, a map of the normal cross point switch CSW and the cell logic block CLB is created based on the above determination result (step S1).
7). The created map, that is, information indicating normal / abnormal of the cross point switch CSW and the cell logic block CLB is stored in a storage device or the like in the tester.

【0058】それから、FPGA上に構築する論理回路
のHDL記述をデータベース等から読み出してテスタで
論理合成等を行ない、上記マップに基づいて欠陥のある
クロスポイントスイッチCSWおよびセル論理ブロック
CLBを回避して所望の機能を有する論理回路を構築す
るデータを生成する(ステップS18)。このデータ
は、正常なクロスポイントスイッチCSWのスイッチM
OSFET Qswを、構成したい論理に応じて選択的
にオンさせるデータである。
Then, the HDL description of the logic circuit to be built on the FPGA is read from a database or the like, and is subjected to logic synthesis or the like using a tester, and the defective cross point switch CSW and the cell logic block CLB are avoided based on the above map. Data for constructing a logic circuit having a desired function is generated (step S18). This data is obtained from the switch M of the normal crosspoint switch CSW.
This is data for selectively turning on the OSFET Qsw in accordance with the logic to be configured.

【0059】最後に、生成したデータをテスタによりク
ロスポイントスイッチCSWの配線接続情報記憶用メモ
リセルSMCやセル論理ブロックCLBの論理動作制御
情報記憶用メモリMEMに書き込む(ステップS1
9)。これによって、欠陥のない正常なセル論理ブロッ
クのみで所望の論理を有する回路がFPGA上に構築さ
れることとなる。
Finally, the generated data is written into the memory cell SMC for storing wiring connection information of the cross point switch CSW and the memory MEM for storing logical operation control information of the cell logic block CLB by a tester (step S1).
9). As a result, a circuit having desired logic is constructed on the FPGA using only normal cell logic blocks without defects.

【0060】図6に上記メモリセルSMC,MEMへの
データ書込み系の回路構成例を示す。このデータ書込み
系は、FPGAの本来の動作とは別個に動作される。こ
のようなFPGAの通常動作とメモリセル書込み動作と
は、例えばチップ外部からモード切替え制御端子に供給
される制御信号WMによって切り替えられる。この制御
信号WMがメモリセル書込みモードを示すとき、外部か
ら入力されているアドレス信号ADRがアドレス入力バ
ッファ回路AIBに取り込まれ、Xデコーダ回路X−D
ECとYデコーダ回路Y−DECに供給されてデコード
される。
FIG. 6 shows a circuit configuration example of a system for writing data to the memory cells SMC and MEM. This data writing system is operated separately from the original operation of the FPGA. The normal operation and the memory cell write operation of such an FPGA are switched by, for example, a control signal WM supplied from outside the chip to a mode switching control terminal. When the control signal WM indicates the memory cell write mode, an externally input address signal ADR is taken into the address input buffer circuit AIB, and the X decoder circuit XD
The signals are supplied to the EC and Y decoder circuit Y-DEC and decoded.

【0061】Xデコード回路X−DECは入力されたX
アドレス信号に応じて、Xデコーダ回路X−DECから
上記可変論理ブロックおよびクロスポイントスイッチか
らなるFPGAに向かって延設されている複数のワード
線WLのうちの1本を選択レベルにする。Yデコーダ回
路Y−DECのデコード出力は書込み回路WDRに供給
され、書込み回路WDRはYデコーダ回路Y−DECか
らFPGA内の可変論理ブロックCBLおよびクロスポ
イントスイッチCSWに向かって延設されている複数の
データ線DLのうちの1本を選択するとともにそのとき
外部からデータ入力バッファ回路DIBを介して入力さ
れているデータに応じて、選択されたデータ線DLをハ
イレベルまたはロウレベルにする。
The X decode circuit X-DEC receives the input X
According to the address signal, one of a plurality of word lines WL extending from the X decoder circuit X-DEC to the FPGA including the variable logic block and the cross point switch is set to a selection level. The decode output of the Y decoder circuit Y-DEC is supplied to a write circuit WDR. The write circuit WDR includes a plurality of write circuits extending from the Y decoder circuit Y-DEC toward the variable logic block CBL and the cross point switch CSW in the FPGA. One of the data lines DL is selected, and at the same time, the selected data line DL is set to a high level or a low level in accordance with data input from outside via the data input buffer circuit DIB.

【0062】なお、IOBは可変論理ブロックCLBお
よびクロスポイントスイッチCSWによって構成される
本来の論理部に対する入出力信号のバッファ回路であ
る。この入出力バッファ回路IOBは、セル論理ブロッ
クCBLとクロスポイントスイッチCSWとによって構
成しても良いが、専用の入出力バッファセルとして別個
に構成してもよい。半導体集積回路には必ず信号の入出
力バッファが必要とされるからである。
It should be noted that IOB is a buffer circuit for input / output signals to and from the original logic section constituted by the variable logic block CLB and the cross point switch CSW. The input / output buffer circuit IOB may be configured by the cell logic block CBL and the cross point switch CSW, or may be separately configured as a dedicated input / output buffer cell. This is because a semiconductor integrated circuit always requires a signal input / output buffer.

【0063】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例においては、セル論理ブロックCLB内の回路が
正常か否か検出して出力する排他的論理和ゲート回路L
G2の出力状態をクロスポイントスイッチ回路CSW内
のメモリセルSMCに記憶させるようにしているが、チ
ップの外部へ出力させるように構成してもよい。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, in the above-described embodiment, the exclusive OR gate circuit L which detects whether or not the circuit in the cell logic block CLB is normal and outputs it is output.
Although the output state of G2 is stored in the memory cell SMC in the cross point switch circuit CSW, the output state may be output to the outside of the chip.

【0064】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるFPG
Aに適用した場合を例にとって説明したが、この発明は
それに限定されずFPGAの他に、CPUやSRAM、
DRAM等を備えた論理LSIさらにはアナログFPG
Aやディジタル回路とアナログ回路が搭載された半導体
集積回路にも利用することができる。
In the above description, the invention made mainly by the present inventor is described in the field of application of FPG
A case where the present invention is applied to A has been described as an example, but the present invention is not limited thereto, and in addition to an FPGA, a CPU, an SRAM,
Logic LSI with DRAM etc. and analog FPG
It can also be used for A and semiconductor integrated circuits on which digital and analog circuits are mounted.

【0065】[0065]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0066】すなわち、本発明に従うと、高機能の外部
テスタを用いることなく内部の回路のテストを行なうこ
とができるとともに、自分で故障個所を検出しかつ自己
救済することができる歩留まりおよび信頼性の高い可変
論理集積回路(FPGA)を実現することができるとい
う効果がある。
In other words, according to the present invention, the internal circuit can be tested without using a high-performance external tester, and the yield and reliability can be detected and the self-rescue can be detected by itself. There is an effect that a high variable logic integrated circuit (FPGA) can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した可変論理集積回路の一例とし
てのFPGAの実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of an FPGA as an example of a variable logic integrated circuit to which the present invention is applied.

【図2】FPGAを構成するクロスポイントスイッチの
具体例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of a cross point switch constituting the FPGA.

【図3】FPGAを構成するセル論理ブロックの具体例
を示す論理回路図および概念図である。
FIG. 3 is a logic circuit diagram and a conceptual diagram showing a specific example of a cell logic block constituting an FPGA.

【図4】FPGAを構成するセル論理ブロックの他の例
を示す論理回路図である。
FIG. 4 is a logic circuit diagram showing another example of a cell logic block constituting the FPGA.

【図5】本発明を適用したFPGAにおける自己検証手
順の一例を示すフローチャート図である。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a self-verification procedure in an FPGA to which the present invention is applied.

【図6】セル論理ブロックおよびスイッチマトリックス
を構成するメモリセルへのデータ書込み回路の一例を示
す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a circuit for writing data to memory cells constituting a cell logic block and a switch matrix.

【図7】従来の可変論理集積回路の一例を示すブロック
図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a conventional variable logic integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 半導体チップ 121,122 配線群 CLB セル論理ブロック(基本論理セル) CSW クロスポイントスイッチ(可変スイッチ回
路) SMC 配線接続情報記憶用メモリセル LFSR 乱数発生回路 ALU 論理演算ユニット CMP 判定手段(比較回路)
Reference Signs List 100 semiconductor chip 121, 122 wiring group CLB cell logic block (basic logic cell) CSW cross point switch (variable switch circuit) SMC wiring connection information storage memory cell LFSR random number generation circuit ALU logical operation unit CMP determination means (comparison circuit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正幸 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 志水 勲 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 5F038 AV13 CA02 CA04 CD08 DF01 DF05 DF14 DT02 DT06 DT07 DT08 DT14 DT17 DT19 EZ20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masayuki Sato 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Within the Semiconductor Group, Hitachi, Ltd. F-term in Hitachi Semiconductor Co., Ltd. F-term (reference) 5F038 AV13 CA02 CA04 CD08 DF01 DF05 DF14 DT02 DT06 DT07 DT08 DT14 DT17 DT19 EZ20

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップ上に複数の基本論理セルと
これらの基本論理セル間の信号線の接続を切替え可能な
可変スイッチ回路とを備え、上記各基本論理セルごとに
回路が正常か異常かを示す信号を出力可能でかつ上記可
変スイッチ回路による接続を切り替えることにより任意
の論理を構成可能な可変論理回路が搭載されてなること
を特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor chip comprising: a plurality of basic logic cells on a semiconductor chip; and a variable switch circuit capable of switching connection of a signal line between these basic logic cells. And a variable logic circuit capable of outputting a signal indicating the same and configuring an arbitrary logic by switching the connection by the variable switch circuit.
【請求項2】 上記基本論理セルは、相補的な信号を出
力可能な2線ラインロジック回路と該2線ラインロジッ
ク回路の相補出力信号を比較して異常の有無を判定する
判定手段とからなり、上記2線ラインロジック回路から
出力される信号が他の基本論理セル内の2線ラインロジ
ック回路に供給され、上記判定手段の出力信号が、回路
が正常か異常かを示す信号として各基本論理セルから出
力されるように構成されていることを特徴とする請求項
1に記載の半導体集積回路。
2. The basic logic cell comprises a two-line logic circuit capable of outputting a complementary signal and a judging means for comparing the complementary output signal of the two-line logic circuit to determine the presence or absence of an abnormality. The signal output from the two-line logic circuit is supplied to the two-line logic circuit in another basic logic cell, and the output signal of the determination means determines whether the circuit is normal or abnormal. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is configured to be output from a cell.
【請求項3】 上記基本論理セルは、2以上の入力信号
をそれぞれラッチする複数の入力信号ラッチ手段と、こ
れらの入力信号ラッチ手段の出力信号を入力信号とし複
数の論理動作を選択的に実行可能な論理ユニットと、こ
の論理ユニットの出力をラッチして出力可能な出力信号
ラッチ手段と、上記論理ユニットの論理動作を指定する
制御情報を記憶する読出し書き込み可能なメモリ手段
と、テストパターンを発生して上記入力信号ラッチ手段
および論理ユニットへ供給する乱数発生回路と、上記出
力信号ラッチ手段から出力される信号と期待値とを比較
して異常の有無を判定する判定手段とからなり、上記出
力信号ラッチ手段から出力される信号が他の基本論理セ
ル内の入力信号ラッチ手段に供給されるとともに、上記
判定手段の出力信号が、回路が正常か異常かを示す信号
として各基本論理セルから出力されるように構成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回
路。
3. The basic logic cell includes a plurality of input signal latch means for respectively latching two or more input signals, and selectively executes a plurality of logic operations using output signals of these input signal latch means as input signals. A possible logic unit, output signal latch means capable of latching the output of the logic unit and outputting the logic unit, readable and writable memory means for storing control information designating the logic operation of the logic unit, and generating a test pattern A random number generation circuit for supplying the input signal to the input signal latch means and the logic unit; and a determination means for comparing the signal output from the output signal latch means with an expected value to determine the presence or absence of an abnormality. The signal output from the signal latch means is supplied to the input signal latch means in another basic logic cell, and the output signal of the determination means is 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein each of the basic logic cells outputs a signal indicating whether the circuit is normal or abnormal.
【請求項4】 上記可変スイッチ回路は、互いに交差す
る信号線間を接続遮断可能なスイッチ手段と、該スイッ
チ手段の状態を制御する情報を記憶する書込み読出し可
能な記憶手段とからなり、上記判定手段から出力される
回路が正常か異常かを示す信号が上記記憶手段に記憶さ
れるように構成されていることを特徴とする請求項2ま
たは3に記載の半導体集積回路。
4. The variable switch circuit comprises: switch means for disconnecting signal lines crossing each other, and readable and readable storage means for storing information for controlling the state of the switch means. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein a signal indicating whether the circuit output from the means is normal or abnormal is stored in the storage means.
【請求項5】 外部からの信号に基づいて上記記憶手段
のいずれかを選択可能な選択手段と、選択された記憶素
子に対して外部から入力されたデータを書き込む書込み
手段とを備えてなることを特徴とする請求項2、3また
は4に記載の半導体集積回路。
5. A storage device comprising: a selection unit that can select any one of the storage units based on an external signal; and a writing unit that writes externally input data to a selected storage element. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, 3 or 4, wherein:
【請求項6】 半導体チップ上に複数の基本論理セルと
これらの基本論理セル間の信号線の接続を切替え可能な
可変スイッチ回路とを備えた可変論理回路が搭載されて
なる半導体集積回路の製造方法において、 まず上記可変論理回路により、上記各基本論理セルごと
に回路が正常か異常かについての自己テストを行なわ
せ、その結果得られた不良個所を示す情報を用いて該可
変論理回路内に、上記可変スイッチ回路による接続を切
り替えることにより正常と判定された基本論理セルのみ
を使用して所望の論理機能を構成するようにしたことを
特徴とする半導体集積回路の製造方法。
6. A semiconductor integrated circuit having a variable logic circuit having a plurality of basic logic cells and a variable switch circuit capable of switching connection of signal lines between these basic logic cells mounted on a semiconductor chip. In the method, first, the variable logic circuit performs a self-test on whether the circuit is normal or abnormal for each of the basic logic cells, and uses the information indicating the defective portion obtained as a result in the variable logic circuit. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, wherein a desired logic function is configured using only basic logic cells determined to be normal by switching connections by the variable switch circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010044578A (en) * 2008-08-12 2010-02-25 Toshiba Corp Multicore processor

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