JP2003208797A - 半導体装置及び該半導体装置のテスト方法 - Google Patents
半導体装置及び該半導体装置のテスト方法Info
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Abstract
場合どうしてもその半導体装置に本来求められる機能に
比べて優先度が低いためテストを実施する為の内蔵論理
のボリュームなどがごく限られる傾向がある。半導体装
置のテストを行う際に、テストの範囲、テスト項目、テ
スト時間と、内蔵テスト論理のボリュームが、トレード
オフとなる。 【解決手段】 1つのテストプログラムを複数回に分け
て内蔵テスト論理に対し書き込むことによりテストプロ
グラムを保持する論理が少なくとも長いテストプログラ
ムの実行を可能にした。また内蔵テスト論理によるテス
トにおいて、内蔵テスト論理が備えるモードビットレジ
スタ内のモード切換えビットを切り替えるだけで複数の
テスト対象(論理、SRAM、DRAM)のテストが可
能になりテスト論理の削減を可能にするなどの工夫をし
た。
Description
し、特にテスト論理を当該半導体装置に内蔵させ、半導
体装置に具備されるRAM或いは論理のテストを実施す
る半導体装置のテスト方法に関する。
行なう場合、どうしてもその半導体装置に本来求められ
る機能に比べてテストの優先度が低いためテストを実施
する為の内蔵論理のボリュームなどがごく限られる傾向
がある。当該半導体装置のテストを行う際に、テストの
範囲、テスト項目、テスト時間と、内蔵テスト論理のボ
リュームが、トレードオフとなる。
下、文献1)において、半導体装置に内蔵されたメモリ
に格納されたテストパターン発生プログラムがテストパ
ターンを半導体装置内の被テスト回路に供給する例が開
示されている。被テスト回路の特性評価後、測定データ
がメモリに内蔵されている判定プログラムに送られ判定
される。上記文献1では、被テスト回路をテストするテ
ストパターンが内蔵メモリのテストパターン発生プログ
ラムのみから生成される為、テストパターンのボリュー
ムが限定されるという問題が生じる。
文献2)及び特開平11−213700号公報(以下、
文献3)には、論理チップに組み込まれたDRAMアレ
イのテストを実施する為の組み込み自己検査(BIS
T)方法が開示されている。上記文献2、文献3では、
DRAMアレイに限定した自己テストの検査法のみが記
載されている。
では、半導体装置の外部にテストパターンを供給するテ
スタが備えられていない為、テストする範囲及びテスト
項目が限定されている。ボリュームの少ない論理により
広範囲、複雑、高速なテストを実現することが本発明の
課題である。
本発明はRAMを含む半導体装置において、該半導体装
置内に内蔵テスト論理を備え、前記半導体装置の外部に
設けられたテスト装置により前記内蔵テスト論理に対し
テストプログラムを書き込み、前記内蔵テスト論理によ
り前記半導体装置のテストを行う事を特徴とする半導体
装置を提供する。
のテスト方法において、前記半導体装置はテスト論理を
備え、前記半導体装置の外部に設けられたテスト装置に
より前記テスト論理に対し、テストプログラムの書き込
みを複数回に分けて実施するステップと、前記テスト論
理が書き込まれた前記テストプログラムに従って前記半
導体装置をテストするステップとを含むことを特徴とす
るテスト方法を提供することにある。
いて説明する。まず本発明の実施形態の1つを図1
(a)を用いて説明する。図1(a)は半導体チップ1
01を中央に配置し、該半導体チップ101の外部にテ
スタ110を設けた構成例を示す図である。
示す。半導体チップ101には、DRAMテスト用内蔵
テスト論理102が搭載される。この内蔵テスト論理1
02内には、マイクロコード保持回路103、ナノコー
ド内蔵回路104、モードビットレジスタ105、マイ
クロコード実行制御回路106及びDRAMへのリクエ
スト生成部107が設けられている。
導体チップ101のテストを実施する際、テストモード
を切り替える為のモード切換えビットを有するレジスタ
である。
ように図6に示すマイクロコードを内蔵し、ナノコード
内蔵回路104は図7に示すナノコードを内蔵してい
る。マイクロコード実行制御回路106はマイクロコー
ドの実行や中断を制御する。
ト論理102に対するマイクロプログラムの書き込みを
行い、DRAM108からのテスト結果をモニタするテ
スタ110が設けられている。
103に書き込まれたマイクロコードは、マイクロコー
ド実行制御回路106にて実行される。マイクロコード
実行制御回路106は、図1(b)に示すようにレジス
タX106−1,レジスタY106−2,レジスタA1
06−3,レジスタB106−4,レジスタC106−
5,レジスタDR106−6,レジスタE106−7,
レジスタRX106−8を含む。
制御のもと、106−6に示すデータレジスタDRを使
用し、図6に示すマイクロコードを構成するコマンドの
内、CYCLE_DRコマンドがデータレジスタ(D
R)のRAM書き込み値及び読み出し期待値の入れ替え
を行う。その入れ替えられたレジスタ値はリクエスト生
成部107に入力される。
DR,E,RXについて説明する。X、Yはアドレス用
レジスタ、A,B,C、Eは予備レジスタ、RXはre
freshレジスタである。DRはDRAM書き込み値
及び読み出し期待値を保持しており、加算、減算が可能
なレジスタである。
されるマイクロコードには上記レジスタX〜Yのセッ
ト、加算、減算、ナノコード内蔵回路104のナノコー
ドの読み出し指示コマンドが記述されている。
はDRAMへ供給するRow Address Set
信号(RAS),Column Address Se
t信号(CAS)などが記述されている。しかも、上記
マイクロコードにはテストパターン生成手順が記述され
ており、その生成手順には、DRAMへのアクセス手順
も記述されている。
回路104に書き込まれたナノコードは、図7に示すよ
うに、DRAM内蔵テストモード用14bitデータか
ら構成される。さらに、その14bitデータが16個
並んだ形式でリクエスト生成部107に供給される。
4bitデータに基づいてリクエスト生成部107にて
DRAMへの書き込み値及び読み出し期待値が生成され
出力される。ここで、上記14bitデータは後述する
ようにRAS,CAS及びもとのプログラムに戻るリタ
ーンコマンドRTNから構成される。又、ナノコード内
蔵回路104は上述したビット列を保持する回路でも有
る。
7からの書き込み値を基に実際の読み出し値を出力す
る。その後、比較回路109にてその読み出し値とリク
エスト生成部107から供給される読み出し期待値が比
較され、比較結果がテスト結果として上記テスタ110
に出力され、モニタされる。
論理102、DRAM108及び比較回路109を含め
た論理素子は高周波数クロックにて動作し、半導体チッ
プの機能テストが実施される。他方、テスタ110は上
記マイクロプログラムを内蔵テスト論理102に対し書
き込むだけであるので、低周波数クロックにて動作すれ
ば充分である。
て、DRAMが正常に動作している場合、“0”が出力
され、DRAMが異常動作の場合、“1”が出力され
る。テスタ110は、この異常値“1”をモニタしてい
る。
をさらに詳細に説明する。複数のDRAM別々に読み出
し値と読み出し期待値との一致チェックを行ない、全D
RAMを別々にテストする方法がある。
込みを行ない、読み出し時は各DRAM別々に読み出し
期待値との一致チェックを行なう事により全DRAMを
テスト可能にする方法もある。全DRAMの読み出し値
と読み出し期待値の比較結果をテスト結果として出力す
るのには時間を要するが、DRAMにエラーが有るか無
いかを調べたい場合は、この情報は有益である。
トを実行する為のフローチャートを示す。
1にて半導体チップ101全体のリセットを行う。次の
ステップ202にて図1に示すテスタ110が1回目の
マイクロプログラムを内蔵テスト論理102内のマイク
ロコード保持回路103及びナノコード内蔵回路104
に書き込む。
よるマイクロプログラムの解読を実施する。次にステッ
プ204で解読されたマイクロプログラムに従い、DR
AMのテストを実行する。ステップ205にて、テスト
結果の判定を実施し、テスタ110にテスト結果が出力
され、テスト終了となる。
5までの処理は、半導体チップ101(図1(a))内
にて実施される。
グラム書き込みから内蔵テスト論理による解読を経てテ
ストの実行及びテストの判定を実施する処理を2回目以
降n回目まで複数回実施する為のフローチャートを示し
ている。このように複数回に分けて行うことにより、少
ないマイクロプログラムの物量で広範囲、複雑かつ高速
なテストの実行が可能となる。
テスト論理によるテストは上記DRAM以外にSRAM
にも適用可能である。
シュチップ101の機能をテストする機能テストモード
によるテストの構成例を図4に示す。
内の各ブロックの働きは図1に示す内蔵テスト論理10
2と比較した場合、以下の事が述べられる。リクエスト
生成部401、レスポンスの生成部402、テスト結果
判定部403、リクエスト終了判定部404及びモード
ビットレジスタ105以外のブロックでは実質的に同じ
機能を有する。
ャッシュを構成するDRAM405に加え、論理部41
4,415、制御部413が設けられ、セレクタ408
〜412が追加されている。このセレクタ408〜41
2により、DRAM405、論理部414,415、制
御部413の機能テストモードと通常動作モードが切替
えられる。ここで、通常動作モードにおける信号線は点
線にて明記され、機能テストモードにおける信号線は実
線にて明記される。
したようにキャッシュチップ101の外部に設けられ
る。テスタ110は内蔵テスト論理102に対し、マイ
クロプログラムの書き込みを行い、テスト結果判定部4
03からのテスト結果のモニタなどを実施している。
モードについて以下に説明する。図5はプロセッサ43
0、キャッシュチップ101及びメインメモリコントロ
ーラ431から構成され、通常動作モードにおけるブロ
ック構成図を示す。
プ101はプロセッサ430から出力されるリクエスト
1を受けて以下に示す2通りの動作を実施する。
1を受けて、キャッシュチップ101は上記リクエスト
1を処理する。次に、キャッシュチップ101はリクエ
スト1をリクエスト2としてメインメモリコントローラ
431に転送する。メインメモリコントローラ431は
リクエスト2を受信して、処理する。その後、メインメ
モリコントローラ431はレスポンス2をキャッシュチ
ップ101に返信する。キャッシュチップ101はレス
ポンス2を受信し、処理する。その後、キャッシュチッ
プ101はレスポンス2をレスポンス1としてプロセッ
サ430に転送する。
ト1を受けて、キャッシュチップ101は上記リクエス
ト1を処理する。その後、キャッシュチップ101はレ
スポンス1をプロセッサ430に対し返信する。
ress/Control417及びData418で
あり、リクエスト2はAddress/Control
421及びData422である。レスポンス1はCo
ntrol416及びData419であり、レスポン
ス2はControl420及びData423であ
る。
ロックの動作について説明する。
レジスタ105から供給されるモード切換えビットに従
い、キャッシュチップ101を機能テストモードに切り
替える。内蔵テスト論理102によるマイクロコード保
持回路103内のマイクロコード(図6)の解読によ
り、CALLコマンドに従い、ナノコード内蔵回路10
4のナノコード(図7)が読み出される。
回路104から出力される機能テストモードに使用され
る14bitデータ(図7)を受信する。この14bi
tデータを基に、リクエスト生成部401は、セレクタ
410へ疑似プロセッサデータ425を供給する。又、
上記14bitデータを基に、リクエスト生成部401
は、セレクタ409へ疑似プロセッサリクエスト426
を与える。セレクタ409は疑似プロセッサリクエスト
426を制御部413に転送し、疑似プロセッサリクエ
スト426は制御部413にて処理される。制御部41
3はレスポンス生成部402に対しプロセッサへのレス
ポンス428を返信する。
と同一の信号Control416を図5に示すプロセ
ッサ430に対しレスポンスとして返信する。しかし、
キャッシュチップ101が機能テストモードに切り替わ
っているので、Control416はプロセッサ43
0にて無視される。
403に対し、同様にプロセッサへのレスポンス428
を返信する。セレクタ410は疑似プロセッサデータ4
25を論理部415に転送し、疑似プロセッサデータ4
25は処理される。
タ409を介して制御部413に転送され、制御部41
3にて処理される。その後、制御部413からメモリコ
ントローラへのリクエスト427をレスポンス生成部4
02に対し返信する。
と同一の信号Address/control421を
図5に示すメインメモリコントローラ431に対し、リ
クエストとして転送する。しかし、キャッシュチップ1
01が機能テストモードに切り替わっているので、Ad
dress/control421はメインメモリコン
トローラ431にて無視される。
からのメモリコントローラへのリクエスト427を受け
て、疑似メモリコントローラレスポンス430をセレク
タ411を介して制御部413に返信する。レスポンス
生成部402は、同じリクエスト427を受けて、疑似
メモリコントローラデータ431をセレクタ412を介
し論理部415に返信する。レスポンス生成部402
は、プロセッサへのレスポンス428を受けて、セレク
タ408を介し、疑似プロセッサレスポンス429を制
御部413に転送する。
ure生成信号とプロセッサへのレスポンス428との
内容が合っているか否かをパリテイをみてチェックす
る。Signature生成信号は、マイクロコード実
行制御回路106からテスト結果判定部403に供給さ
れる信号である。
定部403は13bitデータであるSignatur
e(テスト結果)を生成し、テスタ110に出力する。
トの終了を判定し、その判定結果によりマイクロプログ
ラムの実行の中断を制御並びに監視する。詳しく説明す
ると、DRAM405の機能テストを行なう際、DRA
Mが受付可能なリクエストには限りがあることがある。
受付けてもらえる様にリクエストを作成するのは非常に
むずかしいか、または機能テストが不十分にしか実行で
きなくなる。
監視しリクエストが受け付けてもらえるように、必要で
あれば、マイクロプログラムを中断させるような論理を
設ける。当該論理が有ればテストパターンの作成者はD
RAMが受付可能なリクエストの数などを気にせずに済
み、複雑なテストパターンを作成せずに済む。
ロコード103を詳細に示したフォーマットテーブルで
ある。
トにおける内蔵テスト論理102に依るマイクロプログ
ラムの解読の際、マイクロコード103が読み出され
る。このマイクロコード103の内、CALLコマンド
はナノコードを読み出すコマンドである。当該ナノコー
ドが読み出された後、図7に示すナノコードの内、DR
AM内蔵テストモード或いは半導体装置の機能テストモ
ード用のRTNコマンドに従い、再度マイクロコードに
戻る事が出来る。BRNCは、分岐指示コマンドであ
る。CNTLは制御コマンドであり、LDIはレジスタ
に値を読み込むコマンドである。ADD及びSUBはレ
ジスタの計算を実施するコマンドである。
oAddrコマンドはナノアドレスが指定出来るコマン
ドである。
tionにより指示された条件成立でmicroAdd
rにより指定されたmicroCodeへの分岐指示を
する。条件不成立の場合は、後続microCodeを
実行する。
各種命令コマンドに分けられ、そのコマンドの機能をさ
らに詳細に述べる。
マンドを示す。CYCLE_DRはDRAMをテストす
る際にテストに使用されるプログラムを実行し易くする
コマンドである。このCYCLE_DRコマンドの実際
の動作は、先述したようにDRAMへの書込みデータ格
納用データレジスタDR(0−15)とDRAM読み出
しの期待値データ格納用のデータレジスタDR(16−
31)の値を入れ替える事である。
e値(即値)をレジスタA(0−7)あるいはデータレ
ジスタ(0−7)に読み込むコマンドである。上記AD
Dコマンドは、Source0(0−2)と Sour
ce1(0−2)で指示されたレジスタの格納値あるい
は即値を加算して、その結果をDest(0−2)で指
定されるレジスタに格納する。上記SUBコマンドは、
Source0 −Source1 の減算を行う。
フォーマットテーブルである。このテーブルは、図1
(a)に示すDRAM内蔵テストモード及び図4に示す
キャッシュチップの機能テストモードから成る2つのテ
ストモードにて使用されるナノコードを示す。
102内のモードビットレジスタ105はモード切り替
えビットを有する。このモード切り替えビットは上述し
た2つのテストモードの内、いずれかのモードに変更す
る為に設けられている。
るナノコードは、主にRAS、CAS、RTNのコマン
ドから構成される。図1(a)に示すナノコード内蔵回
路104は、このRAS、CAS、RTNコマンドを含
む0から13bitまでの14bitデータをリクエス
ト生成部107へ供給する。
に用いられるナノコードは、主にCmd(0−5)及び
RTNコマンドから構成される。ここで、Cmd(0−
5)コマンドはリクエスト生成部401(図4)からセ
レクタ409を介して制御部413へ与えられるコマン
ドである。又、RTNコマンドは図6に示すマイクロコ
ードに戻る為に設けられたコマンドである。
ータは図4にて前述した疑似リクエスト作成のためのコ
マンドに相当する。この14bitデータはナノコード
内蔵回路104からリクエスト生成部401へ送信され
る14bitデータと同一である。
置の特徴を記述したが、さらに、本発明の半導体装置
は、以下に示す項目(a)から(g)の特徴点を有する
半導体装置として提供することも可能である。
該半導体装置内に内蔵テスト論理を備え、前記内蔵テス
ト論理は前記半導体装置の外部に設けられたテスト装置
により書き込まれるテストプログラムを解読し、前記半
導体装置のテストを行うことを特徴とする半導体装置。
論理による前記テストを行う際に、複数回に分けて書き
込まれた前記テストプログラムを解読し、テストを実行
することを特徴とする、上記(a)に記載の半導体装
置。
ト装置から書き込まれた前記テストプログラムの解読、
前記テストプログラムに従う前記テストの実行、及び前
記テスト結果の判定を複数回実行することを特徴とす
る、上記(b)に記載の半導体装置。
対する書込み値と読み出し期待値を生成するテスト回路
を有し、該テスト回路は前記書き込み値と読み出し期待
値を使用し、前記RAMのテストを行うことを特徴とす
る、上記(c)に記載の半導体装置。
混載半導体装置から成り、前記内蔵テスト論理は前記D
RAMのテストモード及び前記混載半導体装置の機能テ
ストモードを切り替えテストする為のモード切換えビッ
トを備え、前記モード切換えビットの設定に基づき、前
記内蔵テスト論理は前記DRAM及び前記混載半導体装
置の機能の何れかをテストすることを特徴とする、上記
(b)に記載の半導体装置。
ド及び第2コードを含み、前記第1コードは前記第2コ
ードを読み出す第1コマンドを有し、前記第1コードが
前記内蔵テスト論理により解読されると、前記第1コマ
ンドに従い前記第2コードが読み出され、前記第2コー
ドが有する第2コマンドに従い、前記内蔵テスト論理は
前記半導体装置の機能をテストすることを特徴とする、
上記(e)に記載の半導体装置。
書き込まれた前記テストプログラムを解読し、前記半導
体装置を高周波数にてテストすることを特徴とする、上
記(f)に記載の半導体装置。
方法として、以下に示す項目(I)から(III)の特
徴を有するテスト方法を提供することも可能である。
法において、前記半導体装置はテスト論理を備え、前記
半導体装置の外部に設けられたテスト装置により前記テ
スト論理に対し、テストプログラムの書き込みを複数回
に分けて実施するステップと、前記テスト論理が書き込
まれた前記テストプログラムに従って前記半導体装置を
テストするステップとを含むことを特徴とするテスト方
法。
スト装置による前記テストプログラムの書き込み、前記
テスト論理による前記テストプログラムの解読、前記テ
ストプログラムに従うテストの実行、及び該テスト結果
の判定を複数回実行するステップを含むことを特徴とす
る、上記(I)に記載のテスト方法。
ビットを有し、前記モード切換えビットは前記RAMの
テストモードと前記半導体装置の機能テストモードを切
り替えテストする為に前記テスト論理内に設けられるこ
とを特徴とする、上記(I)に記載のテスト方法。
理混載半導体装置の内蔵論理によるテストにおいて少な
い物量で広範囲、複雑かつ高速なテストの実行が可能と
なる。
スト論理に対しテスタからマイクロプログラムを書き込
み、DRAMのテストを実施する為の基本構成を示す図
であり、図1(b)は図1(a)のマイクロコード実行
制御回路106内部のレジスタ群を示した図である。
による1回目のマイクロプログラム書き込みから内蔵テ
スト論理による解読を経てテストの実行及びテストの判
定を実施する処理を示すフローチャート図である。
みから内蔵テスト論理による解読を経てテストの実行及
びテストの判定を実施する処理を2回目以降n回目まで
複数回実施する為のフローチャート図である。
る機能テストを実施する為の構成図である。
メインメモリコントローラ間で通常動作する場合のブロ
ック図である。
る。
ト、103…マイクロプログラム保持回路、104…ナ
ノコード内蔵回路、105…汎用レジスタ、107、4
01…リクエスト生成部、402…レスポンスの生成
部、404…リクエスト終了判定部、404…Sign
ature生成部、108…DRAM、405…論理
部。
Claims (10)
- 【請求項1】RAMを含む半導体装置において、該半導
体装置内に内蔵テスト論理を備え、前記内蔵テスト論理
は前記半導体装置の外部に設けられたテスト装置により
書き込まれるテストプログラムを解読し、前記半導体装
置のテストを行うことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】請求項1において、 前記半導体装置内の前記内蔵テスト論理による前記テス
トを行う際に、複数回に分けて書き込まれた前記テスト
プログラムを解読し、テストを実行することを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項3】請求項2において、 前記内蔵テスト論理による前記テスト装置から書き込ま
れた前記テストプログラムの解読、前記テストプログラ
ムに従う前記テストの実行、及び前記テスト結果の判定
を複数回実行することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】請求項3において、 前記内蔵テスト論理は前記RAMに対する書込み値と読
み出し期待値を生成するテスト回路を有し、該テスト回
路は前記書き込み値と読み出し期待値を使用し、前記R
AMのテストを行うことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項5】請求項2において、 前記半導体装置はDRAMと論理の混載半導体装置から
成り、前記内蔵テスト論理は前記DRAMのテストモー
ド及び前記混載半導体装置の機能テストモードを切り替
えテストする為のモード切換えビットを備え、前記モー
ド切換えビットの設定に基づき、前記内蔵テスト論理は
前記DRAM及び前記混載半導体装置の機能の何れかを
テストすることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】請求項5において、 前記テストプログラムは、第1コード及び第2コードを
含み、前記第1コードは前記第2コードを読み出す第1
コマンドを有し、前記第1コードが前記内蔵テスト論理
により解読されると、前記第1コマンドに従い前記第2
コードが読み出され、前記第2コードが有する第2コマ
ンドに従い、前記内蔵テスト論理は前記半導体装置の機
能をテストすることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】請求項6において、 前記内蔵テスト論理は低周波数にて書き込まれた前記テ
ストプログラムを解読し、前記半導体装置を高周波数に
てテストすることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項8】RAMを含む半導体装置のテスト方法にお
いて、 前記半導体装置はテスト論理を備え、前記半導体装置の
外部に設けられたテスト装置により前記テスト論理に対
し、テストプログラムの書き込みを複数回に分けて実施
するステップと、 前記テスト論理が書き込まれた前記テストプログラムに
従って前記半導体装置をテストするステップとを含むこ
とを特徴とするテスト方法。 - 【請求項9】請求項8において、 前記実施するステップは、前記テスト装置による前記テ
ストプログラムの書き込み、前記テスト論理による前記
テストプログラムの解読、前記テストプログラムに従う
テストの実行、及び該テスト結果の判定を複数回実行す
るステップを含むことを特徴とするテスト方法。 - 【請求項10】請求項8において、 前記テスト論理がモード切換えビットを有し、 前記モード切換えビットは前記RAMのテストモードと
前記半導体装置の機能テストモードを切り替えテストす
る為に前記テスト論理内に設けられることを特徴とする
テスト方法。
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