JP2002107425A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2002107425A
JP2002107425A JP2000298527A JP2000298527A JP2002107425A JP 2002107425 A JP2002107425 A JP 2002107425A JP 2000298527 A JP2000298527 A JP 2000298527A JP 2000298527 A JP2000298527 A JP 2000298527A JP 2002107425 A JP2002107425 A JP 2002107425A
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JP
Japan
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test
diagnostic system
user logic
logic circuit
test mode
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Hiroshi Yamamoto
廣志 山元
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 BIST回路自身のテストの容易化を図る。 【解決手段】 ユーザ論理回路(12)と第1診断系
(100)とを第2診断系(200)の診断対象とする
第1テストモードと、ユーザ論理回路と第2診断系とを
第1診断系の診断対象とする第2テストモードとを選択
的に実現するテストモード切り換え手段(17、31〜
36)を設ける。これにより、上記第1テストモードに
おいては上記第1診断系のテストを行うことができ、上
記第2テストモードにおいては上記第2診断系のテスト
を行うことができる。このことが、BIST回路自身の
テストの容易化を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
さらにはそれにおけるテスト技術に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路(LSI)の高集積化、
及び大規模化に伴い、論理回路の故障解析が困難になる
ため、半導体チップ内にテスト回路が設けられる。半導
体集積回路の故障原因を特定するには、良品の選別に用
いる診断データを使って、良品とは異なる動作を示す論
理的な位置を探して、物理的な位置を推定すればよい。
良品の選別に使用する診断データは、良品の回路の論理
的な接続関係に従って作成される。テスト回路は、テス
トのためのテストパターンを診断対象回路に供給し、当
該回路から出力されたテストパターンを期待値と比較す
ることによって可能とされる。
【0003】尚、半導体集積回路の試験について記載さ
れた文献の例としては、昭和50年11月30日に株式
会社オーム社から発行された「LSIハンドブック(第
649頁〜)」がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路のテス
トを可能とする診断系を当該半導体集積回路に内蔵され
る場合があり、そのように内蔵されるテスト回路は、B
IST(built−in self−test)回路
と称される。このBIST回路は、テスタの機能を半導
体集積回路内に埋め込んだものであり、所定のテストパ
ターンを発生するための擬似乱数発生器と、この擬似乱
数発生器で発生されたテストパターンをユーザ論理回路
に与えた場合の当該ユーザ論理回路の出力パターンを解
析するためのシグネチャ解析器とを含んで成る。ここ
で、ユーザ論理回路とは、半導体集積回路においてBI
ST回路以外の回路部分を指す。このユーザ論理回路に
は、テストパターンのスキャンイン、スキャンアウトを
可能とするスキャンチェーンが形成される。半導体集積
回路のテストモードにおいて上記スキャンチェーンが活
性化されることにより、上記BIST回路によるテスト
が可能とされる。上記シグネチャ解析器での比較におい
て、ユーザ論理回路の出力信号とそれの期待値とが一致
しない場合には、半導体集積回路の故障が疑われる。こ
のようにBIST回路を内蔵する半導体集積回路におい
ては、当該半導体集積回路の自己診断が可能とされるた
め、半導体集積回路のテスト時間の短縮を図ることがで
きる。
【0005】従来のBIST回路においては、導体集積
回路におけるユーザ論理回路についてはBIST回路に
よってテストが可能とされるものの、BIST回路自身
のテストを行うことはできない。このため、BIST回
路のテストをも含めた完全なテストを行うには、半導体
集積回路の外部に配置されたテスタより、ATPG(a
utomatic test pattern gen
erator)によって発生されたテストパターンを半
導体集積回路に供給し、BISTと併用してテストする
必要がある。しかしながら、このATPGを用いると、
テストパターン生成の工数やテスト時間の増加によるコ
スト上昇を避けることができない。
【0006】本発明の目的は、BIST回路自身のテス
トを容易に行うための技術を提供することにある。
【0007】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
【0008】
【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簡単に説明すれば下記
の通りである。
【0009】すなわち、ユーザ論理回路に所定のテスト
パターンを与えた場合の上記ユーザ論理回路からの出力
パターンを収集して上記ユーザ論理回路のテストを可能
とする第1診断系と、上記第1診断系とは別に上記ユー
ザ論理回路に所定のテストパターンを与えた場合の上記
ユーザ論理回路からの出力パターンを収集して上記ユー
ザ論理回路のテストを可能とする第2診断系と、上記ユ
ーザ論理回路と上記第1診断系とを上記第2診断系の診
断対象とする第1テストモードと、上記ユーザ論理回路
と上記第2診断系とを上記第1診断系の診断対象とする
第2テストモードとを選択的に実現するためのテストモ
ード切り換え手段とを設ける。
【0010】上記の手段によれば、テストモード切り換
え手段は、上記ユーザ論理回路と上記第1診断系とを上
記第2診断系の診断対象とする第1テストモードと、上
記ユーザ論理回路と上記第2診断系とを上記第1診断系
の診断対象とする第2テストモードとを選択的に実現す
る。これにより、第1テストモードにおいては第1診断
系のテストが行われ、第2テストモードにおいては第2
診断系のテストが行われる。このことが、BIST回路
のテストにおいてATPGを不要とし、BIST回路自
身のテストの容易化を達成する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1には本発明にかかる半導体集
積回路の構成例が示される。
【0012】図1に示される半導体集積回路300は、
特に制限されないが、公知の半導体集積回路製造技術に
より単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成
される。
【0013】ユーザ論理回路12は、特に制限されない
が、セルベースIC方式によって所定の機能を実現する
ように構成された論理回路である。そしてこのユーザ論
理回路12内には、テストを可能とするために、テスト
パターンのスキャンイン・スキャンアウトを可能とする
複数のフリップフロップ回路によるスキャンチェーンが
形成されている。このスキャンチェーンは半導体集積回
路300のテストモードにおいて活性化される。さらに
ユーザ論理回路12のテストを可能とするために、2系
統の診断系が設けられる。第1診断系100は、擬似乱
数発生器(PRPG)101、シグネチャ解析器(MI
SR)102、BISTコントローラ103とを含んで
成り、第2診断系200は、擬似乱数発生器(PRP
G)201、シグネチャ解析器(MISR)202、B
ISTコントローラ203とを含んで成る。いずれの診
断系100,200においても、それらのテストを可能
とするために、テストパターンのスキャンイン・スキャ
ンアウトを可能とするフリップフロップ回路によるスキ
ャンチェーンが形成されている。
【0014】擬似乱数発生器101,201は、ユーザ
論理回路12のテストのための所定のテストパターンを
発生する。シグネチャ解析器102,202は、ユーザ
論理回路12から出力されたテストパターンを圧縮し、
そのパターン解析を行う。BISTコントローラ10
3,203は、インタフェース(TAP)16介して外
部から入力される制御信号に基づいて、それぞれ対応す
る擬似乱数発生器101,201、及びシグネチャ解析
器102,202の動作を制御し、また、上記シグネチ
ャ解析器102,202の解析結果をインタフェース1
6を介して外部出力する。
【0015】さらにこの半導体集積回路300において
は、上記第1診断系100と上記ユーザ論理12とを第
2診断系200の診断対象とする第1テストモードと、
上記第2診断系200と上記ユーザ論理12とを第1診
断系100の診断対象とする第2テストモードとを選択
的に実現するためのテストモード切り換え手段を有す
る。このテストモード切り換え手段は、信号伝達経路の
切り換えのための経路切り換え部31〜36と、その切
り換え動作を制御するテストモード切り換え制御部17
とを含んで成る。上記経路切り換え部31は、テストモ
ード切り換え制御部17の制御により、擬似乱数発生器
201で発生されたテストパターンを擬似乱数発生器1
01へ供給する経路と、擬似乱数発生器101で発生さ
れたテストパターンを擬似乱数発生器201へ供給する
経路との切り換えを行う。経路切り換え部32は、擬似
乱数発生器101から出力されたテストパターンをユー
ザ論理回路12に伝達する経路と、擬似乱数発生器20
1から出力されたテストパターンをユーザ論理回路12
に伝達する経路との切り換えを行う。経路切り換え部3
3は、ユーザ論理回路12から出力されたテストパター
ンをシグネチャ解析器102に伝達し、経路切り換え部
36から出力されたテストパターンをシグネチャ解析器
202に伝達する経路と、ユーザ論理回路12から出力
されたテストパターンをシグネチャ解析器202に伝達
し、経路切り換え部36から出力されたテストパターン
をシグネチャ解析器102に伝達する経路との切り換え
を行う。経路切り換え部34は、シグネチャ解析器10
2から出力された解析結果をBISTコントローラ10
3に伝達する経路と、シグネチャ解析器102から出力
されたテストパターンをBISTコントローラ103に
伝達する経路との切り換えを行う。経路切り換え部35
は、シグネチャ解析器202から出力された解析結果を
BISTコントローラ203に伝達する経路と、シグネ
チャ解析器202から出力されたテストパターンをBI
STコントローラ203に伝達する経路との切り換えを
行う。経路切り換え部36は、BISTコントローラ1
03から出力されたテストパターンを経路切り換え部3
3に伝達する経路と、BISTコントローラ203から
出力されたテストパターンを経路切り換え部33に伝達
する経路との切り換えを行う。
【0016】テストモード切り換え制御部17は、上記
インタフェース16を介して外部から入力された制御信
号に基づいて上記経路切り換え部31〜36の動作制御
を行う。
【0017】図2には、上記経路切り換え部31〜36
及びテストモード切り換え制御部17によって実現され
る第1テストモードにおける信号の流れが示される。第
1テストモードでは、第1診断系100と上記ユーザ論
理12とが第2診断系200の診断対象とされる。
【0018】テストモード切り換え制御部17により各
部が制御されることによって次のようなパターン伝達経
路が形成される。すなわち、図2に示されるように擬似
乱数発生器201から出力されたテストパターンが擬似
乱数発生器101へ伝達され、擬似乱数発生器101内
のスキャンチェーンを介して出力されたテストパターン
がユーザ論理回路12に伝達され、そして、このユーザ
論理回路12内のスキャンチェーンを介して出力された
テストパターンがシグネチャ解析器102に伝達され、
このシグネチャ解析器102内のスキャンチェーンを介
して出力されたテストパターンがBISTコントローラ
103に伝達され、このBISTコントローラ103内
のスキャンチェーンを介して出力されたテストパターン
がシグネチャ解析器202に伝達される。シグネチャ解
析器202では、入力されたテストパターンを圧縮し、
それの解析を行う。この解析結果は、BISTコントロ
ーラ203に伝達され、インタフェース16を介して外
部出力される。このように第1テストモードにおいて
は、第1診断系100とユーザ論理12とを含む回路が
第2診断系200のテスト対象とされるため、ユーザ論
理回路12とともに、第1診断系100のテストをも行
い得る。これにより、もし擬似乱数発生器101や、シ
グネチャ解析器102、BISTコントローラ103に
故障があれば、それはシグネチャ解析器202での解析
結果によって把握することができる。
【0019】図3には、上記経路切り換え部31〜36
及びテストモード切り換え制御部17によって実現され
る第2テストモードにおける信号の流れが示される。第
2テストモードでは、第2診断系200と上記ユーザ論
理12とが第1診断系100の診断対象とされる。
【0020】テストモード切り換え制御部17により各
部が制御されることによって次のようなテストパターン
伝達経路が形成される。すなわち、図3に示されるよう
に擬似乱数発生器101から出力されたテストパターン
が擬似乱数発生器201へ伝達され、擬似乱数発生器2
01内のスキャンチェーンを介して出力されたテストパ
ターンがユーザ論理回路12に伝達され、そして、この
ユーザ論理回路12内のスキャンチェーンを介して出力
されたテストパターンがシグネチャ解析器202に伝達
され、このシグネチャ解析器202内のスキャンチェー
ンを介して出力されたテストパターンがBISTコント
ローラ203に伝達され、このBISTコントローラ2
03内のスキャンチェーンを介して出力されたテストパ
ターンがシグネチャ解析器102に伝達される。シグネ
チャ解析器102では、入力されたテストパターンを圧
縮し、それの解析を行う。この解析結果は、BISTコ
ントローラ103に伝達され、インタフェース16を介
して外部出力される。このように第2テストモードにお
いては、第2診断系200とユーザ論理12とを含む回
路が第1診断系100のテスト対象とされるため、ユー
ザ論理回路12とともに、第2診断系200のテストを
も行い得る。これにより、もし擬似乱数発生器201
や、シグネチャ解析器202、BISTコントローラ2
03に故障があれば、それはシグネチャ解析器102で
の解析結果によって把握することができる。
【0021】上記の例によれば、以下の作用効果を得る
ことができる。
【0022】(1)第1診断系100とユーザ論理12
とを含む第1スキャンチェーンのテストを可能とする第
1テストモードと、第2診断系200とユーザ論理12
とを含む第2スキャンチェーンのテストを可能とする第
2テストモードとを切り換えるための経路切り換え部3
1,32,33,34,35,36及びテストモード切
り換え制御部17とが設けられることにより、第1診断
系100は、第1テストモードにおいてユーザ論理回路
12と同時にテストすることができ、第2診断系200
は、第2テストモードにおいてユーザ論理回路12と同
時にテストすることができる。このように2系統の診断
系100,200を備えることにより、一方の診断系を
他方の診断系によりテストすることができるため、AT
PGの手法を併用しなくても、BIST回路自身のテス
トを容易に行うことができる。
【0023】(2)ATPGを併用して診断系のテスト
を行う場合には、テスト対象とされる半導体集積回路の
外部に配置されたテスタによって発生されたテストパタ
ーンを当該半導体集積回路に供給したり、このテストパ
ターンの供給により半導体集積回路から出力された信号
を上記テスタへ供給するための外部ピンを半導体集積回
路に設ける必要があるが、上記のように2系統の診断系
100,200を備え、一方の診断系を他方の診断系で
テストすることにより、ATPGの手法を併用する必要
がないため、上記外部ピンは不要とされる。
【0024】以上本発明者によってなされた発明を具体
的に説明したが、本発明はそれ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。
【0025】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セルベ
ースIC方式による半導体集積回路に適用した場合につ
いて説明したが、本発明はそれに限定されるものではな
く、各種半導体集積回路に広く適用することができる。
【0026】本発明は、少なくとも診断対象とされるユ
ーザ論理回路を含むことを条件に適用することができ
る。
【0027】
【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
の通りである。
【0028】すなわち、テストモード切り換え手段によ
って、ユーザ論理回路と第1診断系とを第2診断系の診
断対象とする第1テストモードと、ユーザ論理回路と第
2診断系とを上記第1診断系の診断対象とする第2テス
トモードとが選択的に実現されることにより、上記第1
テストモードにおいては上記第1診断系のテストが行わ
れ、上記第2テストモードにおいては上記第2診断系の
テストが行われるため、BIST回路自身のテストにお
いてATPG手法を併用する必要が無くなるため、BI
ST回路自身のテストの容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体集積回路の構成例ブロッ
ク図である。
【図2】上記半導体集積回路において実現される第1テ
ストモードにおける信号の流れの説明図である。
【図3】上記半導体集積回路において実現される第2テ
ストモードにおける信号の流れの説明図である。
【符号の説明】
12 ユーザ論理回路 16 インタフェース 17 テストモード切り換え制御部 31〜36 経路切り換え部 100 第1診断系 101,201 擬似乱数発生器 102,202 シグネチャ解析器 103,203 BISTコントローラ 200 第2診断系 300 半導体集積回路
───────────────────────────────────────────────────── 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) G06F 11/22 320 G06F 11/22 360P 330 G01R 31/28 W Q 360

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ユーザ論理回路に所定のテストパターン
    を与えた場合の上記ユーザ論理回路からの出力パターン
    を収集して上記ユーザ論理回路のテストを可能とする第
    1診断系と、 上記第1診断系とは別に上記ユーザ論理回路に所定のテ
    ストパターンを与えた場合の上記ユーザ論理回路からの
    出力パターンを収集して上記ユーザ論理回路のテストを
    可能とする第2診断系と、 上記ユーザ論理回路と上記第1診断系とを上記第2診断
    系の診断対象とする第1テストモードと、上記ユーザ論
    理回路と上記第2診断系とを上記第1診断系の診断対象
    とする第2テストモードとを選択的に実現するためのテ
    ストモード切り換え手段と、を含むことを特徴とする半
    導体集積回路。
JP2000298527A 2000-09-29 2000-09-29 半導体集積回路 Withdrawn JP2002107425A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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