JP2004260090A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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JP2004260090A
JP2004260090A JP2003051438A JP2003051438A JP2004260090A JP 2004260090 A JP2004260090 A JP 2004260090A JP 2003051438 A JP2003051438 A JP 2003051438A JP 2003051438 A JP2003051438 A JP 2003051438A JP 2004260090 A JP2004260090 A JP 2004260090A
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Keisuke Wada
啓祐 和田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit device which can carry out a self-test of an operation margin effectively at a low cost. <P>SOLUTION: The semiconductor integrated circuit device has a functional block with a semiconductor circuit including a central processing unit, a memory storing a self-test program for carrying a self-test of a semiconductor circuit inside the functional block, a first transformation circuit which converts a power supply voltage input from an outside to a prescribed voltage and outputs it, and a second transformation circuit which converts output from the first transformation circuit at a prescribed ratio and outputs it as an operation voltage for a self-test to the functional block. The central processing unit is constituted to control a voltage output from the first transformation circuit and the second transformation circuit according to a self-test program, and to carry out a self-test of a semiconductor circuit autonomously. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体集積回路における電源電圧変動や周波数クロック変動への対応能力のテストを自律的に行うセルフテスト機能を内蔵した半導体集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路装置においては、電源電圧変動やクロック周波数変動への対応能力を確認するための電圧マージンテストや周波数マージンテストなどの動作マージンテストは、専ら半導体集積回路装置の外部に接続され、電圧やクロック信号の周波数を制御可能とされたテスタを用いて行われている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
従来のテスタを用いた電圧マージンテストについて、中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)、読みとり専用記憶装置(ROM:Read Only Memory)やタイマ回路などの所定の内部電圧を動作電源とする機能ブロックと、電源変圧回路と、動作マージンテストのテストプログラムを格納したメモリと、I/Oポート(Input / Output Port)とを備えて構成される大規模集積回路装置(LSI:Large−Scale Integration)の場合を例に説明する。
【0004】
このようなLSIでは、通常の駆動の場合は、外部電源電圧がI/Oポートの電源となり、また、外部電源電圧を変圧回路により降圧した所定の定電圧が機能ブロックの電源となる。また、外部から入力されたクロック信号がI/Oポートにおいて所定の周波数に変換されて機能ブロックに供給される。
【0005】
そして、機能ブロックの電圧マージンテストや周波数マージンテストを行う場合には、製品仕様を包含するように電源電圧及びクロック信号の周波数を変化させた複数のテストポイントにおいてテストを行う必要がある。この場合、テスタからの外部電源電圧、周波数クロックを用いるが、機能ブロックに入力する電源電圧、周波数クロックを製品仕様に応じて複数の条件で制御する必要がある。
【0006】
例えば製品規格値が内部電源電圧:3V ± 10%、最大周波数:20MHzである場合、電圧マージンテストや周波数マージンテストは、内部電源電圧:3.3V以上、周波数:20MHz以上のテストポイント、内部電源電圧:2.7V以下、周波数:20MHz以上のテストポイントなど、製品規格値を包含するような条件でテストを行う必要がある。
【0007】
【特許文献1】
特開昭62−38374号公報(第2頁−第4頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テスタからの電源電圧が一定の場合、電源変圧回路を介した場合には所定の定電圧しか機能ブロックに入力することができない。そこで、機能ブロックのテストを行う場合には、電源変圧回路をバイパスさせて、テスタから機能ブロックに直接電圧、クロック信号の入力を行う。すなわち、テスタから入力された電圧、及びクロック信号がテストを実施する際の電圧及びクロック信号となる。
【0009】
このため、上述したように複数の条件でセルフテストを行うためには、テスタにおいてLSIに入力する電源電圧、クロック信号の周波数の制御を行わなければならない。そして、テスト対象であるLSIが高機能となり、製品仕様が複雑になるほど実施するテストポイント数も増加し、これに伴ってテスタにおける電圧またはクロック信号の周波数の制御が複雑となる。
【0010】
したがって、テスト対象であるLSIの仕様の種類に応じた複数のテスタを用意し、LSI毎にテスタを交換しなくてはならず、作業が繁雑となり、テスト時間が長くなるという問題がある。
【0011】
また、電源電圧またはクロック信号の周波数の複雑な制御を行うためには、これらを広範囲な条件において制御可能な高性能なテスタが必要となり、高価格のテスタが必要となるため試験コストが上昇してしまうという問題がある。
【0012】
この発明は上記に鑑みてなされたものであり、安価に且つ効率的に動作マージンのセルフテストが実施可能な半導体集積回路装置を得ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決する本発明に係る半導体集積回路装置は、内蔵する半導体回路の内部電圧変動に対する動作マージンのテストを自律的に行うセルフテスト機能を内蔵した半導体集積回路装置であって、中央演算処理装置を含む半導体回路を備えた機能ブロックと、機能ブロック内の半導体回路のセルフテストを行うセルフテスト用プログラムを格納したメモリと、外部から入力された電源電圧を所定の電圧に変換して出力する第1の変圧回路と、第1の変圧回路からの出力を所定の比率で変換して機能ブロックに対してセルフテスト用の動作電圧として出力する第2の変圧回路とを備え、中央演算処理装置が、セルフテストを行うモードであるテストモード時にセルフテスト用プログラムに従って第1の変圧回路及び第2の変圧回路から出力する電圧を制御するとともに自律的に半導体回路のセルフテストを行うことを特徴とする。
【0014】
以上のように構成された本発明に係る半導体集積回路装置においては、入力電圧を所定の電圧に降圧可能な第1の変圧回路と、入力電圧を所定の比率で昇降圧可能な第2の変圧回路とを備え、テストモード時には、機能ブロックの一部として備えられた中央演算処理装置がセルフテスト用プログラムに従ってこれらの変圧回路を制御して電圧マージンテスト用の動作電圧を自動で生成する。
【0015】
これにより、この半導体集積回路装置においては、電圧マージンテストを行うに際して、該半導体集積回路装置内において電圧マージンテスト用の動作電圧を幅広い範囲において容易に且つ精度良く制御することができる。
【0016】
したがって、この半導体集積回路装置の電圧マージンテストを行う場合、テスタは、該半導体集積回路装置への入力電圧を電圧マージンテストの条件毎に詳細に制御する必要はなく、所定の範囲内の電圧を入力するように制御するのみで良い。
【0017】
このため、テスタとして、複雑な電圧制御に対応可能な高性能なテスタ、すなわち高価なテスタを用いる必要がないため、安価で、単純な機能のテスタを用いて電圧マージンテストを実施することができる。
【0018】
したがって、この半導体集積回路装置では、テスタに性能に因らずに該半導体集積回路装置内において電圧マージンテスト用の動作電圧を制御して、安価に、且つ簡便に電圧マージンテストを自律的に実施することができる。
【0019】
また、効果的な電圧マージンテスト用の動作電圧パターンを、テスト用プログラムに従って中央演算処理装置が制御して自動的に生成することができるため、テスト対象による、または製品仕様によるテスタの交換が不要である。
【0020】
したがって、この半導体集積回路装置では、テスタの性能に因らずに該半導体集積回路装置内において電圧マージンテスト用の動作電圧を制御して、効率的に短時間で電圧マージンテストを自律的に実施することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る半導体集積回路装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0022】
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る半導体集積回路装置であり、電圧マージンテストを自律的に行う機能を備えたワンチップマイコン100の構成を示すブロック図である。図1において、ワンチップマイコンは、外部から入力された電源電圧を基準電圧として所定の電圧に昇圧変換または降圧変換する第1の変圧回路14と、第1の変圧回路において変換された電源電圧を基準電圧として所定の比率で昇圧変換または降圧変換して出力する第2の変圧回路8と、所定の内部電圧を動作電源とする機能ブロック7と、テストモードにおけるセルフテスト用プログラム(以下、単にテスト用プログラムと呼ぶことがある。)を格納したROM12と、図示しない外部入力端子から外部入力信号が入力され、所定の動作クロック信号に同期して該外部入力信号を機能ブロック7に出力するデータ入出力制御回路4とを同一半導体チップ(半導体基板)上に備えて構成されている。ここでは第1の変圧回路14としてDAコンバータを用いる。
【0023】
また、機能ブロック7は、通常モード、及び機能ブロックの電圧マージンテストを行うテストモードにおける動作制御を行うCPU13と、通常モードにおけるメモリとして使用すると共に通常モードにおけるプログラム等を記憶するROM5と、タイマ回路6とを備えて構成される。
【0024】
上記第1の変圧回路14、第2の変圧回路8、ROM12、CPU13、ROM5は内部パス11を介して互いに接続されている。また、データ入出力制御回路4は、第1の変圧回路14及び第2の変圧回路8に接続され、タイマ回路6はROM5に接続されている。また、ROM5、タイマ回路6、CPU13及びROM12には、第2の変圧回路8から出力される電圧マージンテスト用の動作電圧9が入力され、第1の変圧回路14、第2の変圧回路8及びデータ入出力制御回路4には、内部電源電圧10が入力される。
【0025】
上記の構成において、上記CPU13は、通常モード時においては、データ入出力制御回路4を介して外部より入力される制御信号に従って、ROM5から所定のプログラムを読み込み、所定の演算処理等を実行する。
【0026】
また、CPU13は、リセット信号が入力されることによりあらかじめROM5に記憶された所定のプログラムに従ってテストモードに切り替わり、ROM12から所定のテスト用プログラムを読み込み、電圧マージンテストを実行する。そして、電圧マージンテストが終了すると、テスト用プログラムに書き込まれた通常モード切り替え信号に従って、テストモードを終了させ、通常モードに移行する。
【0027】
次に、図1で示したワンチップマイコン100におけるテストモード時における動作例を図2のフローチャートを用いて説明する。
【0028】
図2において、上記CPU13は、最初にステップS1でテスタ1から所定の電圧、クロック周波数が入力されるとリセットされる。そして、ステップS2であらかじめROM5に記憶された所定のプログラムに従って、機能ブロック7の電圧マージンテストを行うテストモードに切り替わり、ROM12から所定のテスト用プログラムを読み込む。
【0029】
次に、ステップ3でテスタ1から、一定の電圧に制御された外部電源電圧3を入力する。そして、外部電源電圧3は、内部電源電圧10として第1の変圧回路14、第2の変圧回路8及びデータ入出力制御回路4に入力され、これらを駆動する。
【0030】
また、一定の電圧に制御されてテスタ1から入力された外部電源電圧3は、後述するように第1の変圧回路14及び第2の変圧回路8において所定の電圧に変換されて、電圧マージンテスト用の動作電圧9として機能ブロック7の各回路に入力され、これらを駆動させる電源とされる。
【0031】
ここで、ステップ4においてCPU13は、ROM12から読み込んだテスト用プログラムに従って所定の制御信号を第1の変圧回路14であるDAコンバータに入力することにより該第1の変圧回路14を制御し、内部電源電圧10を基準電圧として所定の電圧に変換させる。そして、第1の変圧回路14は、変換した所定の電圧を第2の変圧回路8に対してアナログ出力15として出力する。
【0032】
次に、ステップ5で第2の変圧回路8では、第1の変圧回路14からのアナログ出力を基準電圧16として、電圧マージンテスト用の動作電圧に適合するようにさらに所定の比率で変換することにより電圧マージンテスト用の動作電圧9を生成する。このとき、第2の変圧回路8における変換の比率は、ROM12から読み込んだテスト用プログラムに従ってCPU13が制御する。
【0033】
そして、第2の変圧回路8において生成された電圧マージンテスト用の動作電圧9は、ステップ6でテスト対象モジュールである機能ブロック7の各半導体回路に入力される。
【0034】
次に、ステップS7でCPU13は、ROM12に記憶されたテスト用プログラムの先頭番地へジャンプして実行し、ステップS8以降のテスト用プログラムの実行を行う。
【0035】
ステップS8において、テスト対象モジュールごとに設けられたインデックスをカウントし、すべてのテスト対象モジュールにおいてテストが終了したかどうかを判断するために使用されるインデックスカウンタiを1に設定する。
【0036】
次に、CPU13は、ステップS9でインデックスカウンタiのカウンタ値に対応したテスト対象モジュールi、まずテスト対象モジュール1の動作チェック、すなわち電圧マージンテストを自律的に行い、テスト対象モジュールの良品、不良品を自己判定する。そして、動作チェックにおいて異常がなければ(YES)、テスト対象モジュールを良品と判定し、ステップS10において上記インデックスカウンタiをインクリメントする。
【0037】
また、ステップS9で異常が発見された場合(NO)、すなわち動作チェックに対してエラーが発生した場合、テスト対象モジュールを不良品と判定してステップS11に進み、ステップS11で該エラーに対する処理を行うエラー処理ルーチンを実行して所定の処理を行った後、ステップS10に進む。なお、エラー処理ルーチンの内容は本発明とは直接関係がないのでここではその説明を省略する。
【0038】
更に、CPU13は、ステップS12においてインデックスカウンタiのカウンタ値がすべてのテスト対象モジュールのテストが終了したことを示す所定値Aであるか否かを調べる。ここで、インデックスカウンタiのカウンタ値が所定値Aになっていれば(YES)、ステップS13でテストモードを終了して本フローは終了する。
【0039】
また、ステップS12でインデックスカウンタiのカウンタ値が所定値Aでなければ(NO)、すなわち所定値A未満であれば、ステップS9に戻る。
【0040】
以上のようにして、ワンチップマイコン100の電圧マージンテストを自律的に実施することができる。
【0041】
ここで、ステップ4〜ステップ12は、CPU13の制御により、テスト対象であるモジュール、すなわち機能ブロックの各半導体回路の仕様により、該仕様を包含するようなテストポイントに適合するように動作電圧を変化させながら繰り返し実施される。このとき、テスタ1から入力された外部電源電圧を上記のようにして第1の変圧回路14及び第2の変圧回路8において電圧マージンテストの各条件に適合するように変換することにより、電圧マージンテスト用の動作電圧を生成する。そして、この電圧の変換は、ROM12から読み込んだテスト用プログラムに従ってCPU13が制御する。
【0042】
すなわち、このワンチップマイコン100においては、上記のようにワンチップマイコン100内において自律的に動作マージンテストを実施するに際して、外部電源電圧から電圧マージンテスト用の動作電圧への電圧の変換の制御は、機能ブロック7の一部として備えられたCPU13が行う。
【0043】
したがって、テスタ1は、基本的に外部電源電圧3を電圧マージンテストの条件毎に詳細に制御する必要はなく、所定の範囲内の外部電圧を入力するべく制御するのみで良く、テスタの負荷が大幅に削減された構成とされている。
【0044】
このように、入力電圧を所定の電圧に降圧可能な第1の変圧回路14と、入力電圧を所定の比率で昇降圧可能な第2の変圧回路8とを組み合わせ、テスタ1からの外部電源電圧3を適宜制御することにより、テスタ1に因らずにワンチップマイコン400内において電圧マージンテスト用の動作電圧を幅広い範囲において容易に且つ精度良く制御することが可能である。
【0045】
テスト対象であるモジュール、すなわち機能ブロック7の各半導体回路が高機能となり、製品仕様が複雑になった場合には、テストポイント数が増加するため電圧マージンテスト用の動作電圧の制御が複雑となる。このため、従来のワンチップマイコンの電圧マージンテストを行う場合は、複雑な電圧制御に対応可能な高性能なテスタ、すなわち高価なテスタが必要となり、試験コストが上昇してしまう。
【0046】
しかしながら、上述したようにこのワンチップマイコン100の電圧マージンテストを行う場合には、テスタ1は所定の範囲の外部電源電圧3を入力するように制御するのみでよい。これにより、テスタとして、複雑な電圧制御に対応可能な高性能なテスタ、すなわち高価なテスタを用いる必要がないため、安価で、単純な機能のテスタを用いて電圧マージンテストを実施することが可能である。
【0047】
したがって、このワンチップマイコン100では、テスタ1に因らずにワンチップマイコン100内において電圧マージンテスト用の動作電圧を制御して、安価に、且つ簡便に電圧マージンテストを自律的に実施することが可能であり、試験コストを効果的に低減させることが可能である。
【0048】
また、従来のワンチップマイコンの電圧マージンテストを行う場合には、テスト対象である半導体回路の仕様の種類に応じて複数のテスタを用意し、テスト対象によりテスタを交換しなくてはならず、テスト作業が繁雑となり、テスト時間が長くなってしまう。
【0049】
しかしながら、このワンチップマイコン100の動作マージンテストを行う場合には、効果的な電圧マージンテスト用の動作電圧パターンを、ROM12から読み込んだテスト用プログラムに従ってCPU13が制御して自動的に生成するため、テスト対象による、または製品仕様によるテスタの交換が不要である。したがって、このワンチップマイコン100では、テスタ1に因らずにワンチップマイコン100内において電圧マージンテスト用の動作電圧を制御して、効率的に短時間で電圧マージンテストを自律的に実施することが可能である。
【0050】
また、通常モードにおいて演算処理等を行うために機能ブロック7に備えられたCPU13を用いて電圧マージンテストを実施するので、電圧マージンテスト専用のCPUを装備する必要が無く、ワンチップマイコン100のサイズの増大を抑えつつ、テスタの機能をワンチップマイコン100内部に取り込み、上述したような効果を得ることが可能である。
【0051】
以下、ワンチップマイコン100における電圧マージンテスト用の動作電圧生成の具体的な例を示す。例えば、テスタ1から電源として5Vの外部電源電圧を入力する。ここで、第1の変圧回路14であるDAコンバータが8Bit構成、基準電位5Vとされ、また、第2の変圧回路8が基準電圧の2倍の一定電圧を出力するようにCPU13により制御するものとする。この場合、CPU13がROM12に格納されたテスト用プログラムに従って第1の変圧回路14であるDAコンバータへのデジタル入力値として3Chを入力すると、第1の変圧回路14からの出力は1.25Vとなる。そして、第2の変圧回路8には、基準電圧として第1の変圧回路14からの出力である1.25Vが入力されるため、該第2の変圧回路8からの出力は2.5Vとなり、これが電圧マージンテスト用の動作電圧として機能ブロック7に印加される。
【0052】
また、テスト対象であるモジュールの製品規格が、例えば図3に示すように内部源電圧:3V ± 10%、最大周波数20MHzであり、高電圧側テスト電圧として3.6Vのテストポイント20、低電圧側テスト電圧として2.5Vのテストポイント21で電圧マージンテストを実施する場合には、ROM12に格納されたテスト用プログラムを、CPU13が第1の変圧回路14であるDAコンバータへのデジタル入力値として5Ch及び3Chを入力するようにプログラムすればよい。
【0053】
実施の形態2.
つぎに、この発明の実施の形態2について説明する。図4は、実施の形態2に係る半導体集積回路装置であり、周波数マージンテストを自律的に行う機能を備えたワンチップマイコン200の概略構成を示すブロック図である。なお、周波数マージンテストに直接関係のない構成については理解の容易のため、省略してある。
【0054】
図4において、ワンチップマイコン200は、外部から入力された周波数クロックを所定の倍率で逓倍する逓倍回路18と、所定の周波数クロックを動作周波数とする機能ブロック7と、テストモードにおけるテスト用プログラムを格納したROM12とを同一半導体チップ(半導体基板)上に備えて構成されている。ここで、逓倍回路18としては、フェーズロックループ(Phase Locked Loop:PLL)回路を用いる。
【0055】
また、機能ブロック7は、通常モード、及び機能ブロック機能ブロックの周波数マージンテストを行うテストモードにおける動作制御を行うCPU13と、通常モードにおけるメモリとして使用すると共に通常モードにおけるプログラム等を記憶するROM5と、タイマ回路6とを備えて構成される。
【0056】
また、上記逓倍回路18、ROM12、CPU13、ROM5は内部パス11を介して互いに接続されている。
【0057】
上記の構成において、上記CPU13は、通常モード時においては、図示しないデータ入出力制御回路を介して外部より入力される制御信号に従って、ROM5から所定のプログラムを読み込み、所定の演算処理等を実行する。
【0058】
また、CPU13は、リセット信号が入力されることによりあらかじめROM5に記憶された所定のプログラムに従ってテストモードに切り替わり、ROM12から所定のテスト用プログラムを読み込み、周波数マージンテストを自律的に実行する。そして、周波数マージンテストが終了すると、テスト用プログラムに書き込まれた通常モード切り替え信号に従って、テストモードを終了させ、通常モードに移行する。
【0059】
次に、図4で示したワンチップマイコン200におけるテストモード時における動作例を図5のフローチャートを用いて説明する。
【0060】
図5において、上記CPU13は、最初にステップS21でテスタ1から所定の電圧、周波数クロック信号が入力されるとリセットされる。そして、ステップS22であらかじめROM5に記憶された所定のプログラムに従って、機能ブロック7の周波数マージンテストを行うテストモードに切り替わり、ROM12から所定のテスト用プログラムを読み込む。
【0061】
次に、ステップ23でテスタ1から、一定の周波数に制御された外部クロック信号22をワンチップマイコン200内に入力する。入力された外部クロック信号22は内部クロック信号23として逓倍回路18に入力される。
【0062】
ここで、ステップ24においてCPU13は、ROM12から読み込んだテスト用プログラムに従って所定の制御信号を逓倍回路18であるPLL回路に入力することにより該逓倍回路18での逓倍数を制御し、テスタ1から入力された外部クロック信号22を所定の逓倍数で変換して、所定の周波数とされた周波数マージンテスト用の動作クロック信号17を生成する。ここで、例えばテスト用プログラムをCPU13が2逓倍、4逓倍、8逓倍、16逓倍など、所望の逓倍数を選択できるようにプログラムしておくことにより製品仕様を満足するような周波数の動作クロック信号を生成することができる。
【0063】
そして、ステップ25で逓倍回路18は、生成した周波数マージンテスト用の動作クロック信号17をテスト対象モジュールである機能ブロック7の各半導体回路に入力する。
【0064】
次に、ステップS26でCPU13は、ROM12に記憶されたテスト用プログラムの先頭番地へジャンプして実行し、ステップS27以降のテスト用プログラムの実行を行う。
【0065】
ステップS27において、テスト対象モジュールごとに設けられたインデックスをカウントし、すべてのテスト対象モジュールにおいてテストが終了したかどうかを判断するために使用されるインデックスカウンタiを1に設定する。
【0066】
次に、CPU13は、ステップS28でインデックスカウンタiのカウンタ値に対応したテスト対象モジュールi、まずテスト対象モジュール1の動作チェック、すなわち周波数マージンテストを自律的に行い、テスト対象モジュールの良品、不良品を自己判定する。そして、動作チェックにおいて異常がなければ(YES)、テスト対象モジュールを良品と判定し、ステップS29において上記インデックスカウンタiをインクリメントする。
【0067】
また、ステップS28で異常が発見された場合(NO)、すなわち動作チェックに対してエラーが発生した場合、テスト対象モジュールを不良品と判定してステップS30に進み、ステップS30で該エラーに対する処理を行うエラー処理ルーチンを実行して所定の処理を行った後、ステップS29に進む。なお、エラー処理ルーチンの内容は本発明とは直接関係がないのでここではその説明を省略する。
【0068】
更に、CPU13は、ステップS31においてインデックスカウンタiのカウンタ値がすべてのテスト対象モジュールのテストが終了したことを示す所定値Aであるか否かを調べる。ここで、インデックスカウンタiのカウンタ値が所定値Aになっていれば(YES)、ステップS32でテストモードを終了して本フローは終了する。
【0069】
また、ステップS31でインデックスカウンタiのカウンタ値が所定値Aでなければ(NO)、すなわち所定値A未満であれば、ステップS28に戻る。
【0070】
以上のようにして、ワンチップマイコン200の周波数マージンテストを自律的に実施することができる。
【0071】
ここで、ステップ24〜ステップ31は、CPU13の制御により、テスト対象であるモジュール、すなわち機能ブロックの各半導体回路の仕様により、該仕様を包含するようなテストポイントに適合するように動作クロック信号を変化させながら繰り返し実施される。このとき、テスタ1から入力された外部クロック信号を上記のようにして逓倍回路18において周波数マージンテストの各条件に適合するように変換することにより、周波数マージンテスト用の動作クロック信号17を生成する。そして、このクロック信号の変換は、ROM12から読み込んだテスト用プログラムに従ってCPU13が制御する。
【0072】
すなわち、このワンチップマイコン200においては、上記のようにワンチップマイコン200内において自律的に周波数マージンテストを実施するに際して、外部クロック信号から周波数マージンテスト用の動作クロック信号への周波数の変換の制御は、機能ブロック7の一部として備えられたCPU13が行う。
【0073】
したがって、テスタ1は、基本的に外部クロック信号22の周波数を周波数マージンテストの条件毎に詳細に制御する必要はなく、所定の範囲内の外部クロック信号を入力するべく制御するのみで良く、テスタの負荷が大幅に削減された構成とされている。
【0074】
このように、入力されたクロック信号を所定の周波数のクロック信号に逓亜倍可能な逓倍回路18を使用し、テスタ1からの外部クロック信号22を適宜制御することにより、周波数マージンテスト用の動作クロック信号17を幅広い周波数範囲において容易にかつ精度良く制御することが可能である。
【0075】
テスト対象であるモジュール、すなわち機能ブロック7の各半導体回路が高機能となり、製品仕様が複雑になった場合には、テストポイント数が増加するため周波数マージンテスト用の動作クロック信号の制御が複雑となる。このため、従来のワンチップマイコンの周波数マージンテストを行う場合は、複雑な周波数クロック制御に対応可能な高性能なテスタ、すなわち高価なテスタが必要となり、試験コストが上昇してしまう。
【0076】
しかしながら、上述したようにこのワンチップマイコン200の周波数マージンテストを行う場合には、テスタ1は所定の範囲の外部クロック信号22を入力するように制御するのみでよい。これにより、テスタとして、クロック信号の周波数の複雑な制御に対応可能な高性能なテスタ、すなわち高価なテスタを用いる必要がないため、安価で、単純な機能のテスタを用いて周波数マージンテストを実施することが可能である。
【0077】
したがって、このワンチップマイコン200では、テスタ1に因らずにワンチップマイコン200内において周波数マージンテスト用の動作クロック信号の周波数を制御して、安価に、且つ簡便に周波数マージンテストを自律的に実施することが可能であり、試験コストを効果的に低減させることが可能である。
【0078】
また、従来のワンチップマイコンの周波数マージンテストを行う場合には、テスト対象である半導体回路の仕様の種類に応じて複数のテスタを用意し、テスト対象によりテスタを交換しなくてはならず、テスト作業が繁雑となり、テスト時間が長くなってしまう。
【0079】
しかしながら、このワンチップマイコン200の動作マージンテストを行う場合には、効果的な周波数マージンテスト用の動作クロック信号パターンを、ROM12から読み込んだテスト用プログラムに従ってCPU13が制御して自動的に生成するため、テスト対象による、または製品仕様によるテスタの交換が不要である。
【0080】
したがって、このワンチップマイコン200では、テスタ1に因らずにワンチップマイコン200内において周波数マージンテスト用の動作クロック信号の周波数を制御して、効率的に短時間で周波数マージンテストを自律的に実施することが可能である。
【0081】
また、通常モードにおいて演算処理等を行うために機能ブロック7に備えられたCPU13を用いて周波数マージンテストを実施するので、周波数マージンテスト専用のCPUを装備する必要が無く、ワンチップマイコン200のサイズの増大を抑えつつ、テスタの機能をワンチップマイコン200内部に取り込み、上述したような効果を得ることが可能である。
【0082】
以下、ワンチップマイコン200における周波数マージンテスト用の動作クロック信号生成の具体的な例を示す。例えば、最大周波数20MHzの仕様を満足するような周波数マージンテスト用の動作クロック信号として高速側テスト周波数として22MHz、低速側テスト周波数として2.75MHzで周波数マージンテストを実施する場合を考える。
【0083】
テスタ1から外部クロック信号として例えば1.375MHzの一定周波数のクロック信号を入力する。ここで、CPU13の制御により逓倍回路18において逓倍数を2逓倍、4逓倍、8逓倍、16逓倍の逓倍数で切り替えができるようにROM12に格納されたテスト用プログラムを設計したものとする。
【0084】
この場合には、逓倍回路18において逓倍数を16逓倍、2逓倍を選択するようにCPU13により制御することにより、逓倍回路18からは22MHz、2.75MHzのクロック信号が出力され、これが周波数マージンテスト用の動作クロック信号として機能ブロック7に入力される。
【0085】
実施の形態3.
つぎに、この発明の実施の形態3について説明する。図6は、実施の形態3に係る半導体集積回路装置であり、電圧マージンテスト及び周波数マージンテストを自律的に行う機能を備えたワンチップマイコン300の概略構成を示すブロック図である。
【0086】
図6に示した本実施の形態に係るワンチップマイコン300は、上述した実施の形態1に係るワンチップマイコン100と、実施の形態2に係るワンチップマイコン200とを組み合わされた構成を有するものである。すなわち、本実施の形態に係るワンチップマイコン300は、実施の形態1と実施の形態2において説明した効果を兼ね備えている。
【0087】
したがって、このワンチップマイコン300では、テスタ1に因らずにワンチップマイコン300内において電圧マージンテスト用の動作電圧及び周波数マージンテスト用の動作クロック信号の周波数を制御して、安価に、且つ簡便に電圧マージンテスト及び周波数マージンテストを自律的に実施することが可能である。また、このワンチップマイコン300では、テスタ1に因らずにワンチップマイコン300内において電圧マージンテスト用の動作電圧及び周波数マージンテスト用の動作クロック信号の周波数を制御して、効率的に短時間で電圧マージンテスト及び周波数マージンテストを自律的に実施することが可能である。
【0088】
実施の形態4.
つぎに、この発明の実施の形態4について説明する。図7は、実施の形態4に係る半導体集積回路装置であり、電圧マージンテストを自律的に行う機能を備えたワンチップマイコン400の概略構成を示すブロック図である。
【0089】
図7に示した本実施の形態に係るワンチップマイコン400は、上述した実施の形態1に係るワンチップマイコン100に電圧マージンテスト用の動作電圧の出力端子19を備えた構成とされている。
【0090】
すなわち、ワンチップマイコン400は、実施の形態1において説明した効果を備えている。そして、ワンチップマイコン400は、電圧マージンテスト用の動作電圧の出力端子19を備えることにより、電圧マージンテスト用の動作電圧9をワンチップマイコン400の外部において確認することが可能とされている。これにより、電圧マージンテストが確実に行われているか否かを確認することが可能であり、信頼性の高い電圧マージンテスト機能が実現されている。
【0091】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、半導体集積回路装置内において電圧マージンテスト用の動作電圧を幅広い範囲において容易に且つ精度良く制御することができるため、内蔵する半導体回路の内部電圧変動に対する動作マージンのセルフテストを安価に且つ効率的に行うことが可能であり、試験コストを効果的に低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1に係るワンチップマイコン100の概略構成を示すブロック図である。
【図2】ワンチップマイコン100におけるテストモード時における動作例を示すフローチャートである。
【図3】電圧マージンテストにおけるテストポイントを説明する図である。
【図4】実施の形態2に係るワンチップマイコン200の概略構成を示すブロック図である。
【図5】ワンチップマイコン200におけるテストモード時における動作例を示すフローチャートである。
【図6】実施の形態3に係るワンチップマイコン300の概略構成を示すブロック図である。
【図7】実施の形態4に係るワンチップマイコン400の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 テスタ、3 外部電源電圧、4 データ入出力制御回路、5 ROM、6タイマ回路、7 機能ブロック、8 第2の変圧回路、9 電圧マージンテスト用の動作電圧、10 内部電源電圧、11 内部パス、12 ROM、13 CPU、14 第1の変圧回路、17 周波数マージンテスト用の動作クロック信号、18 逓倍回路、19 出力端子、20,21 テストポイント、22 外部クロック信号、23 内部クロック信号。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a built-in self-test function for autonomously testing a capability of a semiconductor integrated circuit to cope with power supply voltage fluctuations and frequency clock fluctuations.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a semiconductor integrated circuit device, an operation margin test such as a voltage margin test and a frequency margin test for confirming a capability of responding to a power supply voltage variation and a clock frequency variation is exclusively connected to the outside of the semiconductor integrated circuit device. This is performed using a tester capable of controlling the voltage and the frequency of a clock signal (for example, see Patent Document 1).
[0003]
For a voltage margin test using a conventional tester, a functional block using a predetermined internal voltage such as a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM) or a timer circuit as an operation power supply, such as a central processing unit (CPU), and a read only memory (ROM). , A power transformer circuit, a memory storing a test program for an operation margin test, and an I / O port (Input / Output Port) of a large-scale integrated circuit device (LSI: Large-Scale Integration). The case will be described as an example.
[0004]
In such an LSI, in the case of normal driving, the external power supply voltage becomes the power supply of the I / O port, and a predetermined constant voltage obtained by stepping down the external power supply voltage by the transformer circuit becomes the power supply of the functional block. Further, a clock signal input from the outside is converted into a predetermined frequency at an I / O port and supplied to a functional block.
[0005]
When performing a voltage margin test or a frequency margin test of a functional block, it is necessary to perform a test at a plurality of test points where the power supply voltage and the frequency of the clock signal are changed so as to cover the product specifications. In this case, an external power supply voltage and a frequency clock from the tester are used, but it is necessary to control the power supply voltage and the frequency clock input to the functional block under a plurality of conditions according to the product specifications.
[0006]
For example, when the product specification values are: internal power supply voltage: 3 V ± 10%, maximum frequency: 20 MHz, the voltage margin test and the frequency margin test are performed at a test point of internal power supply voltage: 3.3 V or more, frequency: 20 MHz or more, internal power supply It is necessary to perform the test under conditions that include the product standard value, such as a test point of voltage: 2.7 V or less and frequency: 20 MHz or more.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-62-38374 (pages 2 to 4, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the power supply voltage from the tester is constant, only a predetermined constant voltage can be input to the function block via the power supply transformation circuit. Therefore, when performing a test of a functional block, a voltage and a clock signal are directly input from the tester to the functional block, bypassing the power transformer circuit. That is, the voltage and the clock signal input from the tester become the voltage and the clock signal when the test is performed.
[0009]
Therefore, in order to perform the self-test under a plurality of conditions as described above, the power supply voltage input to the LSI and the frequency of the clock signal must be controlled in the tester. Then, as the LSI to be tested becomes sophisticated and the product specifications become more complicated, the number of test points to be executed increases, and accordingly, the control of the voltage or the frequency of the clock signal in the tester becomes complicated.
[0010]
Therefore, a plurality of testers must be prepared in accordance with the type of the specification of the LSI to be tested, and the tester must be replaced for each LSI, which causes a problem that the operation becomes complicated and the test time becomes long.
[0011]
In addition, in order to perform complicated control of the power supply voltage or the frequency of the clock signal, a high-performance tester capable of controlling these under a wide range of conditions is required. Problem.
[0012]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device capable of inexpensively and efficiently performing a self-test of an operation margin.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor integrated circuit device according to the present invention that solves the above-described problems is a semiconductor integrated circuit device having a self-test function for autonomously testing an operation margin with respect to an internal voltage change of a built-in semiconductor circuit, A functional block including a semiconductor circuit including a central processing unit, a memory storing a self-test program for performing a self-test of the semiconductor circuit in the functional block, and a circuit for converting a power supply voltage input from the outside into a predetermined voltage And a second transformer circuit for converting the output from the first transformer circuit at a predetermined ratio and outputting it as an operating voltage for self-test to a functional block. A first transformer circuit and a second transformer circuit in accordance with a self-test program in a test mode in which the arithmetic processing unit performs a self-test; And performing a self-test of autonomously semiconductor circuit controls the voltage et output.
[0014]
In the semiconductor integrated circuit device according to the present invention configured as described above, the first transformer capable of stepping down the input voltage to a predetermined voltage and the second transformer capable of stepping up and down the input voltage at a predetermined ratio In a test mode, a central processing unit provided as a part of a functional block controls these transformer circuits in accordance with a self-test program to automatically generate an operating voltage for a voltage margin test.
[0015]
Thus, in the semiconductor integrated circuit device, when performing the voltage margin test, the operating voltage for the voltage margin test can be easily and accurately controlled within a wide range in the semiconductor integrated circuit device.
[0016]
Therefore, when performing the voltage margin test of the semiconductor integrated circuit device, the tester does not need to control the input voltage to the semiconductor integrated circuit device in detail for each condition of the voltage margin test. It is only necessary to control to input.
[0017]
Therefore, it is not necessary to use a high-performance tester capable of handling complicated voltage control, that is, an expensive tester, so that a voltage margin test can be performed using a low-cost, simple-function tester. .
[0018]
Therefore, in this semiconductor integrated circuit device, the operating voltage for the voltage margin test is controlled in the semiconductor integrated circuit device irrespective of the performance of the tester, and the voltage margin test is performed autonomously and inexpensively and easily. can do.
[0019]
In addition, the operating voltage pattern for effective voltage margin testing can be automatically generated under the control of the central processing unit according to the test program, eliminating the need to replace testers depending on the test object or product specifications. It is.
[0020]
Therefore, in this semiconductor integrated circuit device, the operating voltage for the voltage margin test is controlled within the semiconductor integrated circuit device regardless of the performance of the tester, and the voltage margin test is efficiently and autonomously performed in a short time. can do.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a one-chip microcomputer 100 which is a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment and has a function of performing a voltage margin test autonomously. In FIG. 1, a one-chip microcomputer includes a first transformer 14 for performing a step-up conversion or a step-down conversion to a predetermined voltage using a power supply voltage input from the outside as a reference voltage, and a power supply voltage converted in the first transformer. A second transformer circuit 8 which performs step-up conversion or step-down conversion at a predetermined ratio as a reference voltage and outputs the same; a function block 7 which uses a predetermined internal voltage as an operation power supply; and a self-test program (hereinafter simply referred to as a test) in a test mode. An external input signal is input from a ROM 12 storing an external input terminal (not shown), and the external input signal is output to the functional block 7 in synchronization with a predetermined operation clock signal. The output control circuit 4 is provided on the same semiconductor chip (semiconductor substrate). Here, a DA converter is used as the first transformer circuit 14.
[0023]
The functional block 7 includes a CPU 13 that controls operations in a normal mode and a test mode for performing a voltage margin test of the functional block, a ROM 5 that is used as a memory in the normal mode and stores a program and the like in the normal mode, and a timer circuit. 6 is provided.
[0024]
The first transformer 14, the second transformer 8, the ROM 12, the CPU 13, and the ROM 5 are connected to each other via the internal path 11. The data input / output control circuit 4 is connected to the first and second transformer circuits 14 and 8, and the timer circuit 6 is connected to the ROM 5. The ROM 5, the timer circuit 6, the CPU 13, and the ROM 12 receive the operating voltage 9 for the voltage margin test output from the second transformer circuit 8, and the first transformer circuit 14, the second transformer circuit 8, The internal power supply voltage 10 is input to the data input / output control circuit 4.
[0025]
In the above configuration, in the normal mode, the CPU 13 reads a predetermined program from the ROM 5 according to a control signal input from the outside via the data input / output control circuit 4, and executes a predetermined calculation process and the like.
[0026]
When a reset signal is input, the CPU 13 switches to the test mode according to a predetermined program stored in the ROM 5 in advance, reads a predetermined test program from the ROM 12, and executes a voltage margin test. When the voltage margin test is completed, the test mode is ended according to the normal mode switching signal written in the test program, and the mode shifts to the normal mode.
[0027]
Next, an operation example of the one-chip microcomputer 100 shown in FIG. 1 in the test mode will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0028]
In FIG. 2, the CPU 13 is reset when a predetermined voltage and clock frequency are input from the tester 1 in step S1. Then, in step S 2, the mode is switched to a test mode for performing a voltage margin test of the functional block 7 in accordance with a predetermined program stored in the ROM 5 in advance, and a predetermined test program is read from the ROM 12.
[0029]
Next, in step 3, the external power supply voltage 3 controlled to a constant voltage is input from the tester 1. Then, the external power supply voltage 3 is input as the internal power supply voltage 10 to the first transformation circuit 14, the second transformation circuit 8, and the data input / output control circuit 4 to drive them.
[0030]
Further, the external power supply voltage 3 controlled from the tester 1 and controlled to a constant voltage is converted into a predetermined voltage in the first and second transformer circuits 14 and 8 as described later, and the voltage margin test is performed. Operating voltage 9 is input to each circuit of the functional block 7 and serves as a power supply for driving these.
[0031]
Here, in step 4, the CPU 13 controls the first transformer circuit 14 by inputting a predetermined control signal to the DA converter which is the first transformer circuit 14 in accordance with the test program read from the ROM 12, and controls the internal power supply. The voltage 10 is converted to a predetermined voltage as a reference voltage. Then, the first transformer 14 outputs the converted predetermined voltage to the second transformer 8 as an analog output 15.
[0032]
Next, in step 5, the second transformer circuit 8 converts the analog output from the first transformer circuit 14 as a reference voltage 16 and further converts the analog output at a predetermined ratio so as to conform to the operating voltage for the voltage margin test. Generates the operating voltage 9 for the voltage margin test. At this time, the conversion ratio in the second transformer circuit 8 is controlled by the CPU 13 in accordance with the test program read from the ROM 12.
[0033]
Then, the operating voltage 9 for the voltage margin test generated in the second transformer circuit 8 is input to each semiconductor circuit of the function block 7 which is the test target module in step 6.
[0034]
Next, in step S7, the CPU 13 jumps to the start address of the test program stored in the ROM 12, executes the program, and executes the test program from step S8.
[0035]
In step S8, an index provided for each test target module is counted, and an index counter i used to determine whether or not the test has been completed in all test target modules is set to 1.
[0036]
Next, in step S9, the CPU 13 autonomously checks the operation of the test target module i corresponding to the counter value of the index counter i, that is, the test target module 1, that is, the voltage margin test. Is self-determined. If there is no abnormality in the operation check (YES), the module to be tested is determined to be non-defective, and the index counter i is incremented in step S10.
[0037]
If an abnormality is found in step S9 (NO), that is, if an error occurs in the operation check, the module to be tested is determined to be defective, and the process proceeds to step S11. After executing the error processing routine to be performed and performing predetermined processing, the process proceeds to step S10. Since the contents of the error processing routine are not directly related to the present invention, the description thereof is omitted here.
[0038]
Further, in step S12, the CPU 13 checks whether or not the counter value of the index counter i is a predetermined value A indicating that the tests of all the test target modules have been completed. Here, if the counter value of the index counter i has reached the predetermined value A (YES), the test mode ends in step S13, and this flow ends.
[0039]
If the counter value of the index counter i is not the predetermined value A in step S12 (NO), that is, if it is less than the predetermined value A, the process returns to step S9.
[0040]
As described above, the voltage margin test of the one-chip microcomputer 100 can be performed autonomously.
[0041]
Here, in Steps 4 to 12, the operating voltage is changed under the control of the CPU 13 according to the specifications of the module to be tested, ie, each semiconductor circuit of the functional block, so as to conform to a test point that includes the specifications. It is carried out repeatedly while being performed. At this time, the first power supply circuit 14 and the second power supply circuit 8 convert the external power supply voltage input from the tester 1 so as to conform to each condition of the voltage margin test as described above, so that the voltage margin is changed. Generate test operating voltage. The conversion of the voltage is controlled by the CPU 13 in accordance with the test program read from the ROM 12.
[0042]
That is, in the one-chip microcomputer 100, when the operation margin test is autonomously performed in the one-chip microcomputer 100 as described above, the control of the conversion of the voltage from the external power supply voltage to the operation voltage for the voltage margin test is controlled. Is performed by the CPU 13 provided as a part of the functional block 7.
[0043]
Therefore, the tester 1 does not need to basically control the external power supply voltage 3 in detail for each voltage margin test condition, but only needs to control the external power supply voltage 3 to input an external voltage within a predetermined range. The configuration has been greatly reduced.
[0044]
As described above, the first voltage transformer 14 capable of stepping down the input voltage to a predetermined voltage and the second voltage transformer 8 capable of stepping up / down the input voltage at a predetermined ratio are combined, and the external power supply voltage from the tester 1 is combined. By appropriately controlling 3, the operating voltage for the voltage margin test can be easily and accurately controlled in a wide range in the one-chip microcomputer 400 irrespective of the tester 1.
[0045]
When the module to be tested, that is, each semiconductor circuit of the functional block 7 has a high function and the product specifications are complicated, the number of test points increases, and the control of the operating voltage for the voltage margin test becomes complicated. . Therefore, when performing a voltage margin test of a conventional one-chip microcomputer, a high-performance tester capable of coping with complicated voltage control, that is, an expensive tester is required, and the test cost increases.
[0046]
However, when performing the voltage margin test of the one-chip microcomputer 100 as described above, the tester 1 only needs to control to input the external power supply voltage 3 in a predetermined range. As a result, it is not necessary to use a high-performance tester that can handle complicated voltage control, that is, an expensive tester, so that a voltage margin test can be performed using a low-cost, simple-function tester. It is.
[0047]
Therefore, in the one-chip microcomputer 100, the operating voltage for the voltage margin test is controlled in the one-chip microcomputer 100 regardless of the tester 1, and the autonomous voltage margin test can be performed inexpensively and simply. It is possible to effectively reduce the test cost.
[0048]
In addition, when performing a voltage margin test of a conventional one-chip microcomputer, a plurality of testers must be prepared according to the type of the specification of the semiconductor circuit to be tested, and the tester must be replaced depending on the test target. The test work becomes complicated and the test time becomes longer.
[0049]
However, when the operation margin test of the one-chip microcomputer 100 is performed, the CPU 13 automatically generates an operation voltage pattern for an effective voltage margin test under the control of the test program read from the ROM 12. No need to replace tester depending on test object or product specifications. Therefore, in the one-chip microcomputer 100, the operating voltage for the voltage margin test is controlled in the one-chip microcomputer 100 regardless of the tester 1, and the voltage margin test is efficiently and autonomously performed in a short time. Is possible.
[0050]
Further, since a voltage margin test is performed using the CPU 13 provided in the functional block 7 to perform arithmetic processing and the like in the normal mode, it is not necessary to provide a CPU dedicated to the voltage margin test, and the size of the one-chip microcomputer 100 is reduced. It is possible to incorporate the function of the tester into the one-chip microcomputer 100 while suppressing the increase in
[0051]
Hereinafter, a specific example of generating an operating voltage for a voltage margin test in the one-chip microcomputer 100 will be described. For example, an external power supply voltage of 5 V is input from the tester 1 as a power supply. Here, the DA converter as the first transformer 14 is controlled by the CPU 13 so that the DA converter has an 8-bit configuration and has a reference potential of 5 V, and the second transformer 8 outputs a constant voltage twice the reference voltage. And In this case, when the CPU 13 inputs 3Ch as a digital input value to the DA converter which is the first transformer circuit 14 according to the test program stored in the ROM 12, the output from the first transformer circuit 14 becomes 1.25V. . Then, since 1.25 V which is the output from the first transformer circuit 14 is input to the second transformer circuit 8 as a reference voltage, the output from the second transformer circuit 8 becomes 2.5 V, This is applied to the function block 7 as an operating voltage for a voltage margin test.
[0052]
The product standard of the module to be tested is, for example, as shown in FIG. 3, an internal source voltage: 3 V ± 10%, a maximum frequency of 20 MHz, a test point 20 of 3.6 V as a high voltage side test voltage, and a low voltage. When performing a voltage margin test at a test point 21 of 2.5 V as a side test voltage, the CPU 13 uses a test program stored in the ROM 12 as a digital input value to a DA converter that is the first transformer circuit 14. What is necessary is just to program so that 5Ch and 3Ch may be input.
[0053]
Embodiment 2 FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a one-chip microcomputer 200 which is a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment and has a function of performing a frequency margin test autonomously. Note that components not directly related to the frequency margin test are omitted for easy understanding.
[0054]
In FIG. 4, a one-chip microcomputer 200 includes a multiplying circuit 18 for multiplying an externally input frequency clock by a predetermined factor, a functional block 7 using a predetermined frequency clock as an operating frequency, and a test program in a test mode. The stored ROM 12 is provided on the same semiconductor chip (semiconductor substrate). Here, a phase locked loop (PLL) circuit is used as the multiplying circuit 18.
[0055]
The functional block 7 includes a CPU 13 that controls operation in a normal mode and a test mode in which a frequency margin test of the functional block functional block is performed; a ROM 5 that is used as a memory in the normal mode and stores a program and the like in the normal mode; And a timer circuit 6.
[0056]
The multiplying circuit 18, the ROM 12, the CPU 13, and the ROM 5 are connected to each other via the internal path 11.
[0057]
In the above configuration, in the normal mode, the CPU 13 reads a predetermined program from the ROM 5 according to a control signal input from the outside via a data input / output control circuit (not shown) and executes a predetermined calculation process and the like. .
[0058]
When a reset signal is input, the CPU 13 switches to the test mode according to a predetermined program stored in the ROM 5 in advance, reads a predetermined test program from the ROM 12, and autonomously executes a frequency margin test. When the frequency margin test is completed, the test mode is terminated according to the normal mode switching signal written in the test program, and the mode shifts to the normal mode.
[0059]
Next, an operation example in the test mode in the one-chip microcomputer 200 shown in FIG. 4 will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0060]
In FIG. 5, the CPU 13 is reset when a predetermined voltage and frequency clock signal is input from the tester 1 in step S21. In step S22, the mode is switched to the test mode for performing the frequency margin test of the functional block 7 according to the predetermined program stored in the ROM 5 in advance, and the predetermined test program is read from the ROM 12.
[0061]
Next, in step 23, the external clock signal 22 controlled to a constant frequency is input from the tester 1 into the one-chip microcomputer 200. The input external clock signal 22 is input to the multiplying circuit 18 as an internal clock signal 23.
[0062]
Here, in step 24, the CPU 13 controls the number of multiplications in the multiplying circuit 18 by inputting a predetermined control signal to the PLL circuit which is the multiplying circuit 18 in accordance with the test program read from the ROM 12. The converted external clock signal 22 is converted by a predetermined multiple to generate an operation clock signal 17 for a frequency margin test having a predetermined frequency. Here, for example, an operation clock signal having a frequency that satisfies the product specifications can be obtained by programming the test program so that the CPU 13 can select a desired multiplication number such as 2 ×, 4 ×, 8 ×, or 16 ×. Can be generated.
[0063]
Then, in step 25, the multiplying circuit 18 inputs the generated operation clock signal 17 for the frequency margin test to each semiconductor circuit of the functional block 7 which is a test target module.
[0064]
Next, in step S26, the CPU 13 jumps to the start address of the test program stored in the ROM 12, executes the program, and executes the test program in and after step S27.
[0065]
In step S27, an index provided for each test target module is counted, and an index counter i used to determine whether or not the test has been completed in all test target modules is set to 1.
[0066]
Next, in step S28, the CPU 13 autonomously checks the operation of the test target module i corresponding to the counter value of the index counter i, that is, the test target module 1, that is, the frequency margin test. Is self-determined. If there is no abnormality in the operation check (YES), the module to be tested is determined to be non-defective, and the index counter i is incremented in step S29.
[0067]
If an abnormality is found in step S28 (NO), that is, if an error occurs in the operation check, the module to be tested is determined to be defective, and the process proceeds to step S30. In step S30, processing for the error is performed. After performing an error processing routine to perform predetermined processing, the process proceeds to step S29. Since the contents of the error processing routine are not directly related to the present invention, the description thereof is omitted here.
[0068]
Further, in step S31, the CPU 13 checks whether or not the counter value of the index counter i is a predetermined value A indicating that the tests of all the test target modules have been completed. Here, if the counter value of the index counter i has reached the predetermined value A (YES), the test mode ends in step S32, and this flow ends.
[0069]
In step S31, if the counter value of the index counter i is not the predetermined value A (NO), that is, if it is less than the predetermined value A, the process returns to step S28.
[0070]
As described above, the frequency margin test of the one-chip microcomputer 200 can be performed autonomously.
[0071]
Here, in steps 24 to 31, the operation clock signal is adjusted under the control of the CPU 13 so as to conform to a test point that includes the specification according to the specification of the module to be tested, that is, each semiconductor circuit of the functional block. It is repeated while changing. At this time, the operation clock signal 17 for the frequency margin test is generated by converting the external clock signal input from the tester 1 in the multiplication circuit 18 so as to meet each condition of the frequency margin test as described above. . The conversion of the clock signal is controlled by the CPU 13 according to the test program read from the ROM 12.
[0072]
That is, in the one-chip microcomputer 200, when the frequency margin test is autonomously performed in the one-chip microcomputer 200 as described above, the control of the conversion of the frequency from the external clock signal to the operation clock signal for the frequency margin test is performed. Is performed by the CPU 13 provided as a part of the functional block 7.
[0073]
Therefore, the tester 1 basically does not need to control the frequency of the external clock signal 22 in detail for each frequency margin test condition, but only needs to control the input of the external clock signal within a predetermined range. The load is greatly reduced.
[0074]
As described above, by using the multiplying circuit 18 capable of multiplying the input clock signal to a clock signal of a predetermined frequency and appropriately controlling the external clock signal 22 from the tester 1, the operation for the frequency margin test can be performed. The clock signal 17 can be easily and accurately controlled in a wide frequency range.
[0075]
When the module to be tested, that is, each semiconductor circuit of the functional block 7 becomes highly functional and the product specification becomes complicated, the number of test points increases, and the control of the operation clock signal for the frequency margin test becomes complicated. Become. For this reason, when performing a frequency margin test of a conventional one-chip microcomputer, a high-performance tester that can cope with complicated frequency clock control, that is, an expensive tester is required, and the test cost increases.
[0076]
However, when performing the frequency margin test of the one-chip microcomputer 200 as described above, the tester 1 only needs to control the input of the external clock signal 22 in a predetermined range. As a result, it is not necessary to use a high-performance tester that can handle complicated control of the frequency of the clock signal, that is, an expensive tester, so the frequency margin test is performed using a low-cost, simple-function tester. It is possible to do.
[0077]
Therefore, the one-chip microcomputer 200 controls the frequency of the operation clock signal for the frequency margin test in the one-chip microcomputer 200 irrespective of the tester 1 to autonomously perform the frequency margin test inexpensively and easily. It can be implemented, and the test cost can be effectively reduced.
[0078]
In addition, when performing a frequency margin test of a conventional one-chip microcomputer, a plurality of testers must be prepared according to the type of the specification of the semiconductor circuit to be tested, and the tester must be replaced depending on the test target. The test work becomes complicated and the test time becomes longer.
[0079]
However, when the operation margin test of the one-chip microcomputer 200 is performed, the operation clock signal pattern for the effective frequency margin test is automatically generated under the control of the CPU 13 according to the test program read from the ROM 12. There is no need to replace the tester depending on the test object or the product specifications.
[0080]
Therefore, in the one-chip microcomputer 200, the frequency of the operation clock signal for the frequency margin test is controlled within the one-chip microcomputer 200 regardless of the tester 1, so that the frequency margin test can be efficiently and autonomously performed in a short time. It is possible to implement.
[0081]
Further, since a frequency margin test is performed using the CPU 13 provided in the functional block 7 to perform arithmetic processing and the like in the normal mode, there is no need to provide a CPU dedicated to the frequency margin test, and the size of the one-chip microcomputer 200 is reduced. It is possible to incorporate the function of the tester into the one-chip microcomputer 200 while suppressing the increase in
[0082]
Hereinafter, a specific example of generating an operation clock signal for a frequency margin test in the one-chip microcomputer 200 will be described. For example, consider a case where a frequency margin test is performed at a high-speed test frequency of 22 MHz and a low-speed test frequency of 2.75 MHz as an operation clock signal for a frequency margin test that satisfies the specification of a maximum frequency of 20 MHz.
[0083]
A clock signal having a constant frequency of, for example, 1.375 MHz is input from the tester 1 as an external clock signal. Here, it is assumed that a test program stored in the ROM 12 is designed so that the multiplication number can be switched among the multiplication numbers of 2, 4, 8, and 16 in the multiplication circuit 18 under the control of the CPU 13.
[0084]
In this case, the CPU 13 controls the multiplication circuit 18 to select the multiplication number of 16 or 2 so that a clock signal of 22 MHz or 2.75 MHz is output from the multiplication circuit 18, and this is output to the frequency margin test. Is input to the functional block 7 as an operation clock signal.
[0085]
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a one-chip microcomputer 300 which is a semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment and has a function of performing a voltage margin test and a frequency margin test autonomously.
[0086]
The one-chip microcomputer 300 according to the present embodiment illustrated in FIG. 6 has a configuration in which the one-chip microcomputer 100 according to the above-described first embodiment and the one-chip microcomputer 200 according to the second embodiment are combined. It is. That is, the one-chip microcomputer 300 according to the present embodiment has the effects described in the first and second embodiments.
[0087]
Therefore, this one-chip microcomputer 300 controls the operating voltage for the voltage margin test and the frequency of the operation clock signal for the frequency margin test in the one-chip microcomputer 300 irrespective of the tester 1 so as to be inexpensive and simple. In addition, the voltage margin test and the frequency margin test can be performed autonomously. Further, in the one-chip microcomputer 300, the operating voltage for the voltage margin test and the frequency of the operation clock signal for the frequency margin test are controlled within the one-chip microcomputer 300 regardless of the tester 1, so that the short-time operation can be efficiently performed. Thus, the voltage margin test and the frequency margin test can be performed autonomously.
[0088]
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a one-chip microcomputer 400 which is a semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment and has a function of performing a voltage margin test autonomously.
[0089]
The one-chip microcomputer 400 according to the present embodiment illustrated in FIG. 7 is configured such that the one-chip microcomputer 100 according to the above-described first embodiment includes the output terminal 19 of the operating voltage for a voltage margin test.
[0090]
That is, the one-chip microcomputer 400 has the effects described in the first embodiment. Since the one-chip microcomputer 400 includes the output terminal 19 of the operating voltage for the voltage margin test, the operating voltage 9 for the voltage margin test can be confirmed outside the one-chip microcomputer 400. As a result, it is possible to confirm whether or not the voltage margin test is performed reliably, and a highly reliable voltage margin test function is realized.
[0091]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the operating voltage for the voltage margin test can be easily and accurately controlled in a wide range in the semiconductor integrated circuit device, and therefore the internal voltage of the built-in semiconductor circuit can be easily controlled. The self-test of the operation margin can be performed inexpensively and efficiently, and the test cost can be effectively reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a one-chip microcomputer 100 according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation example in a test mode in the one-chip microcomputer 100;
FIG. 3 is a diagram illustrating test points in a voltage margin test.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a one-chip microcomputer 200 according to a second embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation example in a test mode in the one-chip microcomputer 200;
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a one-chip microcomputer 300 according to a third embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a one-chip microcomputer 400 according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 tester, 3 external power supply voltage, 4 data input / output control circuit, 5 ROM, 6 timer circuit, 7 functional blocks, 8 second transformer circuit, 9 operating voltage for voltage margin test, 10 internal power supply voltage, 11 internal path , 12 ROM, 13 CPU, 14 first transformer circuit, 17 operation clock signal for frequency margin test, 18 multiplier circuit, 19 output terminal, 20, 21 test points, 22 external clock signal, 23 internal clock signal.

Claims (4)

内蔵する半導体回路の内部電圧変動に対する動作マージンのテストを自律的に行うセルフテスト機能を内蔵した半導体集積回路装置であって、
中央演算処理装置を含む半導体回路を備えた機能ブロックと、
前記機能ブロック内の半導体回路のセルフテストを行うセルフテスト用プログラムを格納したメモリと、
外部から入力された電源電圧を所定の電圧に変換して出力する第1の変圧回路と、
前記第1の変圧回路からの出力を所定の比率で変換して前記機能ブロックに対してセルフテスト用の動作電圧として出力する第2の変圧回路と、
を備え、
前記中央演算処理装置が、セルフテストを行うモードであるテストモード時に前記セルフテスト用プログラムに従って前記第1の変圧回路及び第2の変圧回路から出力する電圧を制御するとともに自律的に半導体回路のセルフテストを行うこと
を特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device having a self-test function for autonomously testing an operation margin with respect to an internal voltage fluctuation of a built-in semiconductor circuit,
A functional block including a semiconductor circuit including a central processing unit;
A memory storing a self-test program for performing a self-test of the semiconductor circuit in the functional block,
A first transformer circuit that converts a power supply voltage input from the outside into a predetermined voltage and outputs the converted voltage;
A second transformer circuit that converts an output from the first transformer circuit at a predetermined ratio and outputs it as an operating voltage for self-test to the functional block;
With
The central processing unit controls the voltages output from the first and second transformer circuits according to the self-test program in a test mode in which the self-test is performed, and autonomously controls the self-test of the semiconductor circuit. A semiconductor integrated circuit device for performing a test.
前記動作電圧の出力手段を備えること
を特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising output means for outputting the operating voltage.
内蔵する半導体回路のクロック周波数変動に対する動作マージンのテストを自律的に行うセルフテスト機能を内蔵した半導体集積回路装置であって、
中央演算処理装置を含む半導体回路を備えた機能ブロックと、
前記機能ブロック内の半導体回路のセルフテストを行うセルフテスト用プログラムを格納したメモリと、
外部から入力されたクロックを所定の周波数に逓倍して前記機能ブロックに対してセルフテスト用の動作クロックとして出力する逓倍回路と、
を備え、
前記中央演算処理装置が、セルフテストを行うモードであるテストモード時に前記セルフテスト用プログラムに従って前記逓倍回路での逓倍数を制御するとともに自律的に半導体回路のセルフテストを行うこと
を特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device having a built-in self-test function for autonomously testing an operation margin with respect to a clock frequency fluctuation of a built-in semiconductor circuit,
A functional block including a semiconductor circuit including a central processing unit;
A memory storing a self-test program for performing a self-test of the semiconductor circuit in the functional block,
A multiplying circuit for multiplying a clock input from the outside to a predetermined frequency and outputting the same as an operation clock for self-test to the functional block;
With
A semiconductor, wherein the central processing unit controls a multiplication factor in the multiplying circuit according to the self-test program and autonomously performs a self-test of the semiconductor circuit in a test mode in which a self-test is performed. Integrated circuit device.
前記逓倍回路が、フェーズロックループ回路であることを特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路装置。4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein said multiplying circuit is a phase locked loop circuit.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006075374A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Hitachi Ulsi Systems Co., Ltd. Semiconductor device and test method thereof
JP2006322786A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Denso Corp Bear chip mounting circuit device and its high power supply voltage impression test method
JP2007232620A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Nec Corp Semiconductor evaluation method, specimen mounting substrate, and semiconductor evaluation device
JP2007527110A (en) * 2003-07-09 2007-09-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ IC with on-board characterization unit
JP2017135131A (en) * 2016-01-25 2017-08-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Integrated circuit
WO2023080625A1 (en) * 2021-11-02 2023-05-11 삼성전자 주식회사 Electronic device for adjusting driving voltage of volatile memory, and operating method therefor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007527110A (en) * 2003-07-09 2007-09-20 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ IC with on-board characterization unit
WO2006075374A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-20 Hitachi Ulsi Systems Co., Ltd. Semiconductor device and test method thereof
JPWO2006075374A1 (en) * 2005-01-13 2008-06-12 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ Semiconductor device and test method thereof
JP4685036B2 (en) * 2005-01-13 2011-05-18 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ Semiconductor device and test method thereof
JP2006322786A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Denso Corp Bear chip mounting circuit device and its high power supply voltage impression test method
JP2007232620A (en) * 2006-03-02 2007-09-13 Nec Corp Semiconductor evaluation method, specimen mounting substrate, and semiconductor evaluation device
JP2017135131A (en) * 2016-01-25 2017-08-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Integrated circuit
WO2023080625A1 (en) * 2021-11-02 2023-05-11 삼성전자 주식회사 Electronic device for adjusting driving voltage of volatile memory, and operating method therefor

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