JP2004095028A - メモリのテスト回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被テストメモリのCS信号、アドレス信号、データ信号、R/W信号を生成する各信号生成回路と、これらの信号生成回路の制御データを発生するテスト設定制御回路を備える。信号生成回路及びテスト設定制御回路はシフトレジスタを備えており、これらのシフトレジスタに制御データやテストデータが外部端子よりシリアルに入力される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、メモリのテスト回路に係り、特にメモリとロジック部が1つの半導体チップに混載された半導体集積回路のメモリのテスト回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ASICやマイクロプロセッサ等のロジック部にメモリを混載したLSIが種々提案されている。この種のLSIにおいてメモリの通常動作は、ロジック部からの信号により制御され、例えばロジック部から読み出し命令が出されると、メモリは選択されたアドレスのデータをロジック部に出力する。同様にメモリは選択されたアドレスのデータをロジック部に出力する。この種のLSIにおいて、複雑なロジック部を介してメモリのテストを行うことは実用的ではないため、メモリのテストを行うための専用のテスト回路が種々提案されている。
【0003】
図10は従来のメモリのテスト回路の構成を示す図である(例えば、特許文献1参照。)。図10において、211はメモリのテストの対象であるメモリ回路であり、複数のデータ入力端子DIおよび複数のデータ出力端子DOを有している。212は外部入力端子NIを有する内部ロジック回路、213,214はそれぞれセレクタであり、テストモード端子TESTからの切替制御信号によって入力端子A,Bを切替える。
【0004】
次に動作について説明する。通常のデータを書き込む場合には、テストモード端子TESTからの切替制御信号によってセレクタ213,214はいずれも入力端子Aを選択する。通常のデータは外部入力端子NIから入力され、内部ロジック回路212,セレクタ213を介してデータ入力端子DIからメモリ回路211に書きこまれる。また、通常のデータを読み出す場合には、メモリ回路211のデータ出力端子DOから内部ロジック回路212,セレクタ214を介して外部出力端子OUTへ出力される。
【0005】
テストデータを書き込む場合には、テストモード端子TESTからの切替制御信号によってセレクタ213,214はいずれも入力端子Bを選択する。テストデータはテスト入力端子TIから入力され、セレクタ213を介してデータ入力端子DIからメモリ回路211に書き込まれる。また、テストデータを読み出す場合には、メモリ回路211のデータ出力端子DOからセレクタ214を介して外部出力端子OUTへ出力される。
【0006】
このような従来のメモリのテスト回路は、メモリのテストを行う際にはセレクタ213,214を切替制御することによって、内部ロジック回路212を介さずにメモリ回路211単体のメモリのテストを行うことができる。
【0007】
他のメモリのテスト回路の従来技術として、組み込自己テスト回路(BIST回路)として知られているものが有る。上述したメモリのテスト回路がテストパタンの発生及び出力データの解析を全て外部のテスタにて行うものであったのに対して、BIST回路においては、テストパタン生成器とテスト結果解析器とを備えており、外部のテスタにはテストの判定結果のみが出力される。従って、BIST回路では、LSIに必要なテスト用端子の数が少数ですむという長所がある。
【0008】
しかしながら、一般的なBIST回路では、メモリテスト回路内部にシーケンサを持ち、そのシーケンサがテスト内容を制御するためテスト内容が固定されており、LSIの設計後にテスト内容を変更することが不可能である。
【0009】
そこで、LSIの設計後にもテスト内容の変更を可能にする手法として、プロブラマブルなBIST回路というものが考えられている。図11は一般的に考えられるプログラマブルなBIST回路の構成図である。RAMテスト命令用メモリ102 には、外部入力端子よりテスト内容を生成するためのアルゴリズムを表現したプログラムデータ101が入力されて記憶される。RAMテスト制御回路103は、テストモード設定信号TESTが所定の論理になるとテストモードに設定され、RAMテストクロックCLKに同期して動作し、アドレス指定信号106をRAMテスト命令用メモリ102に与え、RAMテスト命令用メモリ 102より順次プログラムデータ107を読み出す。
【0010】
テストパタン生成器110は、RAMテスト制御回路103から出力される制御信号108に応じてそのプログラムデータに対応したテストパタンデータ111を順次発生させる。テストパタンデータ111は、セレクタ114により通常動作時の信号115と切り替えられ、被テストメモリ116への入力データとして選択される。
【0011】
このようなプログラマブルなBIST回路では、RAMテスト命令用メモリに保持されているプログラムデータを変更することで、任意のRAMテストを実行することが可能である。また、RAMテスト命令メモリによる面積増加を避けるために、RAMテスト命令メモリの代わりに、LSI内部のスキャンパスレジスタを代用した手法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0012】
【特許文献1】
特開2002−42493号公報(図5)
【特許文献2】
特開2001−297598号公報(図1)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
セレクタを切替制御して、内部ロジック回路を介さずにメモリ回路のテストを行う方法では、データ入力端子、データ出力端子の数だけテスト用端子が必要となる。従って、データ入力、データ出力のビット幅が大きい場合や複数のメモリが内蔵されている場合、多数のテスト用端子が必要となり実用的ではなくなるという欠点が有る。
【0014】
一般的なBIST回路では、回路内部にシーケンサを持ち、そのシーケンサがテスト内容を制御するためテスト内容が固定されており、LSIの設計後にテスト内容を変更することが不可能である。一方、図11に示すようなBISTスト回路では、RAMテスト命令用メモリをLSI内部に組み込むことによる面積の増大や、RAMテスト命令用メモリ自信のテストも問題となる。特許文献2で提案されているBIST回路では、RAMテスト命令用メモリの追加による面積の増加は無いものの、RAMテスト命令用メモリの代用として使用するLSI内部のスキャンパスレジスタからプログラムを引き出すための信号線等による面積の増加とレイアウト時の配線性の悪化が問題となる。また、これらテスト回路はプログラムからテストパタンを生成するため、RAMテスト制御回路およびテストパタン発生器では、プログラムのデコード、RAMの制御信号の生成等を行なうための回路が必要となり回路規模が大きくなるという欠点が有る。
【0015】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、必要最低限のテスト用外部端子と回路追加により、テスト内容が変更可能なメモリのテスト回路を実現することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明のメモリのテスト回路は、半導体集積回路にメモリと共に内蔵されるテスト回路において、前記メモリのテスト信号を生成するテスト信号生成回路と、前記テスト信号生成回路の制御を行う制御回路を有し、外部から入力される第1の制御信号に応じてテスト設定モードとテスト実行モードが切替えられ、前記テスト設定モードにおいて前記テスト信号生成回路へ入力される、テスト信号の初期データおよび前記テスト信号生成回路を制御するための制御データと、前記制御回路への制御データとが、同一の端子よりシリアルに入力されるように構成されている。
【0017】
本発明では、外部から入力される第1の制御信号に応じてテスト設定モードとテスト実行モードが切替えられ、前記テスト設定モードにおいて前記テスト信号生成回路へ入力される、テスト信号の初期データおよび前記テスト信号生成回路を制御するための制御データと、前記制御回路への制御データとが、同一の端子よりシリアルに入力されるように構成されているので、少数の外部端子によりメモリのテスト内容を変更できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
【0019】
図1は、本発明の実施形態例に係るメモリのテスト回路を備えるLSIの構成を示すものである。本発明のメモリのテスト回路を適用したLSIは、複数のRAM91〜9mと、テスト回路500を備えている。
【0020】
テスト回路500の出力6は、テスト時の各RAM91〜9mへの入力信号である、データ信号と、アドレス信号と、チップセレクト(CS)信号と、リードライト(R/W)信号であり、セレクタ4の入力の一方へ接続され、セレクタ4の入力のもう一方には通常動作時の各RAM91〜9mへの入力信号7として、データ信号とアドレス信号とCS信号とR/W信号が接続される。
【0021】
セレクタ4は、外部端子から入力されるテスト切替信号1により信号6と7を切り替え、その出力信号 8は各RAM91〜9mへ入力される。CS信号により選択されたRAMはR/W信号の値により、データの読み出しあるいは書き込みを行なう。
【0022】
各RAM91〜9mの出力はテスト回路500へも入力され、セレクタ550により選択したRAMの出力データが、出力データ信号2としてLSIから外部へ出力される。
【0023】
テスト回路500は、セレクタ4と、RAMのCS信号を生成するCS信号生成回路510と、RAMのアドレス信号を生成するアドレス信号生成回路520と、RAMへの書き込みデータを生成するデータ信号生成回路530と、RAMへのR/W信号を生成するR/W信号生成回路540と、選択されているRAMからの出力信号をCS信号により選択するセレクタ550と、RAMのCS信号やアドレス信号やデータ信号の値等を制御するテスト設定制御回路560で構成される。テスト設定制御回路560には、LSIの制御端子からテスト制御信号31〜34が入力される。
【0024】
本発明のテスト信号生成回路である、CS信号生成回路510、アドレス信号生成回路520、データ信号生成回路530、およびR/W信号生成回路540からの出力信号が各RAMへのテスト信号6としてセレクタ4へ出力される。
【0025】
アドレス信号生成回路520はRAMへのアドレス信号のインクリメント/デクリメント(Inc/Dec)を行なうInc/Dec回路521とそれを制御(Inc又はDecを選択)するInc/Dec制御回路522を備えている。
【0026】
データ信号生成回路530はRAMへの書き込みデータの反転/非反転を行なう反転/非反転回路531を備えている。
【0027】
CS信号生成回路510、アドレス信号生成回路520、データ信号生成回路530、およびテスト設定制御回路560はシフトレジスタ(SR)を備えている。Inc/Dec制御回路522はレジスタ(R)を備えている。これらのSRおよびRには、値をセットするデータとなるテスト制御信号31が入力される。これらのSR及びRを構成するフリップフロップには、外部端子より入力されるテストリセット信号12があらかじめ入力されることにより、初期値0がセットされている。
【0028】
テスト設定制御回路560の構成例を図5に示す。テスト設定制御回路560は、CS信号生成回路510のSRとアドレス信号生成回路520のSRとデータ信号生成回路530のSRとInc/Dec制御回路522のRの選択、および、CS信号生成回路510とアドレス信号生成回路520とデータ信号生成回路530とR/W信号生成回路540の動作の制御を行なう。
【0029】
図5において、信号570−5〜570−8は、それぞれ、CS信号生成回路510のSRと、アドレス信号生成回路520のSRと、Inc/Dec制御回路522のRと、データ信号生成回路530のSRの選択信号である。選択信号570−5〜570−8は、SRを構成する各フリップフロップ(F/F)の値をデコーダでデコードすることにより生成される。また、選択信号570−5〜570−8は、テスト制御信号34を0、テスト制御信号32を1とした時にアクティブになる。このSRの値の設定は、テスト制御信号34を0、テスト制御信号33を1にし、テスト制御信号31をシリアル入力として、LSIの他のロジック部と共通の外部端子より入力されるクロック11に同期して値をラッチすることで行なう。信号570−1〜 570−4は、それぞれ、CS信号生成回路510と、アドレス信号生成回路520と、データ信号生成回路530と、R/W信号生成回路540の制御信号である。制御信号570−1〜570−4は、テスト制御信号34を1とした時に有効になる。
【0030】
CS信号生成回路510の構成例を図6に示す。この図は、RAMが4個である場合のものである。CS信号生成回路510は、CS信号生成回路510の SRを構成するF/Fの値を元にCS信号を生成する。SRの値の設定は、テスト設定制御回路 560のSRの値を設定した後、テスト制御信号34を0、テスト制御信号32を1にして選択信号570−5をアクティブにし、テスト制御信号31をシリアル入力としてクロック11に同期して値をラッチすることで行なう。CS信号生成回路510が出力するCS信号6−510は、テスト制御信号34を1にして制御信号570−1をアクティブにすることで出力される。
【0031】
アドレス信号生成回路520の構成例を図7に示す。この図は、アドレス線が4ビット幅である場合のものである。アドレス信号生成回路520は、アドレス信号生成回路520のSRの値を元にアドレス信号を生成する。初期アドレス値となるSRの値の設定は、テスト設定制御回路560のSRの値を設定した後、テスト制御信号34を0、テスト制御信号32を1にして選択信号570−6をアクティブにし、テスト制御信号31をシリアル入力としてクロック11に同期して値をラッチすることで行なう。アドレス信号生成回路520のSRは、初期アドレスを設定する選択信号570−6がアクティブの期間のみ、SRを構成する各F/Fをシフトレジスタ接続し、テスト実行時にはInc/Dec521から出力されるアドレス信号をこれらの各フリップフロップにパラレルに書き込むためのセレクタを備えている。
【0032】
Inc/Dec制御回路522は、Inc/Dec制御回路522のレジスタ(R)の値を元にInc/Dec制御信号を生成し、この値を元にInc/Dec回路521はIncとDecを切り替える。Rの値の設定は、テスト設定制御回路560のSRの値を設定した後、テスト制御信号34を0、テスト制御信号32を1にして選択信号570−7をアクティブにし、テスト制御信号31を入力としてクロック11に同期して値をラッチすることで行なう。
【0033】
アドレス信号生成回路520が出力するアドレス信号6−520はSRの各フリップフロップの値が出力される。Inc/Dec回路521にはアドレス信号6−520が入力され、Inc/Dec回路521はアドレス信号6−520をInc/Decして出力する。また、テスト制御信号34を1、テスト制御信号33を1にして 制御信号570−2がアクティブになった時に、Inc/Dec回路521の出力がアドレス信号生成回路520のSRの各フリップフロップにパラレルに書き込まれる(アドレス信号のInc/Decを行なう)。制御信号570−2がアクティブではない時はアドレス信号生成回路520のSRの値(アドレス信号)は変化しない。
【0034】
データ信号生成回路530の構成例を図8に示す。この図は、データ線が4ビット幅である場合のものである。データ信号生成回路530は、データ信号生成回路530のSRの各F/Fの値を元にRAMへの書き込みデータとなるデータ信号を生成する。SRの値の設定は、テスト設定制御回路560のSRの値を設定した後、テスト制御信号34を0、テスト制御信号32を1にして選択信号570−8をアクティブにし、テスト制御信号31をシリアル入力としてクロック11に同期して値をラッチすることで行なう。
【0035】
反転/非反転回路531はデータ信号生成回路530のSRの各F/Fの値を入力とし、テスト制御信号34を1、テスト制御信号32を1にして制御信号570−3がアクティブになった時にSRの各F/Fの値を反転したデータを出力し、制御信号570−3がアクティブで無い時に反転しないデータを出力する。データ信号生成回路530が出力するデータ信号6−530は反転/非反転回路531の出力である。
【0036】
R/W信号生成回路540の構成例を図9に示す。この図は、RAMが4個である場合のものである。R/W信号生成回路540は、CS信号生成回路510の出力6−510を元に出力する。R/W信号生成回路540が出力するR/W信号6−540は、テスト制御信号34を1、テスト制御信号31を1にして制御信号570−4をアクティブにすることで1(ライト)が出力され、制御信号 570−4がアクティブではない時には0(リード)が出力される。
【0037】
次に、本実施形態例の動作につき説明する。テスト回路500の動作は「テスト設定」と「テスト実行」の2つに分けられる。「テスト設定」と「テスト実行」の切り替えはテスト制御信号34により行なう。
【0038】
まず、「テスト設定」の動作について説明する。「テスト設定」の動作とは、テストするRAMの選択(CSの値の決定)と、テスト開始アドレス値の決定と、アドレス値のIncもしくはDecの選択と、書き込みデータの値の決定を行なうことである。CS信号と、アドレス信号と、アドレスのIncまたはDecの選択と、データ信号は、CS信号生成回路510とアドレス信号生成回路520 とInc/Dec制御回路522とデータ信号生成回路530のSR(シフトレジスタ)又はR(レジスタ)の値により生成されるため、これらのSR又はRの値を設定することが「テスト設定」での作業である。
【0039】
「テスト設定」のフローを以下に示す。1.テスト制御信号34を0にする。2.テスト制御信号33を1にし、テスト制御回路560のSRの値をテスト制御信号31をシリアル入力として設定し、設定したいSR又はR(ここでは、CS信号生成回路510とアドレス信号生成回路520とデータ信号生成回路530のSRとInc/Dec制御回路522のR) を選択する。3.テスト制御信号32を1にし、2.で選択したSR又はRの値をテスト制御信号31をシリアル入力として設定する。4.全てのSR又はRの値が設定されるまで2.と3.を繰り返す。
【0040】
次に「テスト実行」の動作について説明する。「テスト実行」の動作とは、RAMへデータを読み書き(R/W)することである。「テスト実行」で制御できるのは、アドレスのInc(Dec)の有無、R/W、データ反転の有無である。
【0041】
テスト制御信号33を1にすると、アドレス生成回路520のSRの値のInc(Dec)を行ない、0にするとInc(Dec)は行なわない。IncまたはDecの選択は「テスト設定」時にInc/Dec制御回路522のRに設定されている。テスト制御信号32を1にすると、RAMへ書き込みを行ない、 0にすると読み出しを行なう。テスト制御信号31を1にすると、データ信号生成回路530のSRの値の反転を行ない、0にすると行なわない。
【0042】
テスト制御信号 の組み合わせによるテスト回路の動作についてまとめたものを図2に示す。図2に示した動作内容にしたがった動作の例を以下に述べる。
【0043】
まず「テスト設定」の動作の例を図3に示す。テスト制御信号34を0にすることで「テスト設定」になる。 時刻0において、テスト設定制御回路560の SRはCS信号生成回路のSRを選択(CS)している。ここでテスト制御信号32を1にすると、テスト制御信号31の値がシリアル入力でCS信号生成回路 510のSR入力され、値が設定される(RAM91を選択)。
【0044】
時刻1において、テスト制御信号33を1にすると、テスト制御信号31の値がシリアル入力でテスト設定制御回路560のSRへ入力され値が設定 (Inc/Dec)される。時刻2において、テスト制御信号32を1にすると、テスト制御信号31の値がInc/Dec制御回路522のRへ入力され値が設定 (Decを選択)される。
【0045】
同様にして、データ信号生成回路530のSRに、時刻5,6,7のクロック11の立ち上がり時のテスト制御信号31の値1,0,1が入力され5(ヘキサデシマル)が設定され、アドレス信号生成回路520のSRには、時刻10,11,12の クロック11の立ち上がり時のテスト制御信号31の値1,1,0が入力されて6(ヘキサデシマル)が設定される。これで設定は完了である。
【0046】
次に「テスト実行」の動作の例を図4に示す。テスト制御信号34を1にすることで「テスト実行」になり、各SRで設定された値がRAMのCS、データ、アドレス信号として出力される。 時刻15において、テスト制御信号32を1 にすると、RAMのR/W信号が1(W)になる。 時刻17において、テスト制御信号31を1にすると、RAMのデータ信号の値が反転した値A(ヘキサデシマル)となる。時刻18〜24において、テスト制御信号33を1にすると、RAMのアドレスがデクリメントする。
【0047】
以上、説明した様に、本発明のテスト回路では、テスト開始アドレスやRAMに書き込むためのデータを自由に設定でき、リード/ライトやデータの反転やアドレスのインクリメント(デクリメント)のタイミングも自由に操作することができる。
【0048】
なお、実施形態例に基づいて説明したが、本発明のメモリのテスト回路は、上記実施形態例の構成に限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。例えば、実施形態例では被テストメモリの数、データ信号のビット幅はいずれも4個で説明したが、これらの数は任意の数に容易に変更することが可能である。
【0049】
【発明の効果】
第一の効果は、少数の外部端子によりRAMのテスト内容を変更できることである。その理由は、テストに必要なデータを外部から供給する際にシリアル入力を使用していること、および、アドレッシングやR/Wのタイミング等を外部端子から制御できる構造であるためである。
【0050】
第二の効果は、少量のハードウェアによりRAMのテスト回路が構成できることである。その理由は、テストの内容を操作、決定するためのシーケンサやROMコード等を回路内部に持たず、回路内部の必要最低限のシフトレジスタと少量のロジック、および、少数の外部端子によりテスト内容を操作できる構成であるためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路を内蔵したLSIの構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態例によるテスト制御信号の組み合わせによるメモリのテスト回路の動作をまとめた図である。
【図3】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路の「テスト設定」の動作例を示すタイミング図である。
【図4】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路の「テスト動作設定」の動作例を示すタイミング図である。
【図5】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路のテスト設定制御回路の構成例を示す図である。
【図6】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路のCS信号生成回路の構成例を示す図である。
【図7】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路のアドレス信号生成回路の構成例を示す図である。
【図8】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路のデータ信号生成回路の構成例を示す図である。
【図9】本発明の実施形態例によるメモリのテスト回路のR/W信号生成回路テスト設定制御回路の構成例を示す図である。
【図10】第1の従来技術によるメモリのテスト回路の構成を示す図である。
【図11】第2の従来技術によるメモリのテスト回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 テスト切替信号
2 出力データ信号
31,32,33,34 テスト制御信号
4 セレクタ
500 テスト回路
510 CS信号生成回路
520 アドレス信号生成回路
530 データ信号生成回路
540 R/W信号生成回路
550 セレクタ
560 テスト設定制御回路
Claims (5)
- 半導体集積回路にメモリと共に内蔵されるテスト回路において、前記メモリのテスト信号を生成するテスト信号生成回路と、前記テスト信号生成回路の制御を行う制御回路を有し、外部から入力される第1の制御信号に応じてテスト設定モードとテスト実行モードが切替えられ、前記テスト設定モードにおいて前記テスト信号生成回路へ入力される、テスト信号の初期データおよび前記テスト信号生成回路を制御するための制御データと、前記制御回路への制御データとが、同一の端子よりシリアルに入力されることを特徴とするメモリのテスト回路。
- 前記テスト信号生成回路が、チップセレクト信号生成回路と、アドレス信号生成回路と、データ信号生成回路と、リードライト信号生成回路からなることを特徴とする請求項1記載のメモリのテスト回路。
- 外部から入力される第2、3、4の制御信号に応じて、それぞれ、アドレスのインクリメント、デクリメントの制御、リードライトの制御、データ反転の有無の制御がされることを特徴とする請求項1または2記載のメモリのテスト回路。
- 選択されたメモリの出力データを選択して外部に出力データとして出力するセレクタを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のメモリのテスト回路。
- 前記リードライト信号生成回路が前記チップセレクト信号生成回路の出力信号に基づいてリードライト信号を生成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のメモリのテスト回路。
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