JP2006201088A - 集積回路とその検査装置および検査方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】LSIの検査および論理検証を、IPのバージョンアップや追加等に対応させて効率的に行う。
【解決手段】検査対象のLSIに利用されているIPのコア番号及びバージョン番号とに対応付けられたテストパタン114の参照先がテストベクタテーブル115に登録されている。また、検査対象LSI101には、利用されているIPのコア番号及びバージョン番号を登録したレジスタブロック106が備えられている。LSIテスタ111は、レジスタブロック106を参照して、利用されているIPのコア番号及びバージョン番号を獲得し、それによりテストベクタテーブル115を参照してテストパタン114を獲得する。LSIテスタ111は獲得したテストパタン114を用いてテストプログラム113を実行し、LSI101のテストを行う。
【選択図】図1

Description

本発明は集積回路、たとえばシステムLSI(Large Scale Integrated circuit)の検査装置及び検査方法に関するものであり、特に回路ブロックの設計データすなわちIP(Intelectual Property:設計資産)の種類とバージョン情報を有するレジスタを利用してシステムLSIのテスト及び検証を行って検証の工数削減と信頼性向上を実現するための集積回路とその検査装置および検査方法に関する。
従来LSIにバージョンを格納したレジスタを内蔵し、このレジスタをLSIのバージョン確認、およびバージョンの管理のために使ってきた(特許文献1等参照)。
一方、近年LSI開発において高集積化が進み、現在ではシステムを構成する多様な機能を1つのLSIに集積したSOC(System On Chip)開発が多く行われている。多様な機能を盛り込むSOCの設計では製品ごとに新規設計を行うと多大な時間を費やすため、一度設計した回路ブロックについては、その設計資産(以下IPと呼ぶ。)たとえば回路図等を再利用できる。したがって、1つのLSIチップに複数のIPが内蔵される場合もある。そして通常、LSIに内蔵されるIPは、そのリリース時にそれを検証するテストパタンのセットとともに供給される。
IPは、それぞれ独立して個々のIPの不具合修正や機能追加によりバージョンが変更されていく。そのためそれらを再利用しているLSIは、個々のIPのバージョン変更に応じて頻繁に設計データが変更される。IPのバージョン変更により、IPとともに提供される検証のためのテストパタンのセットも変更されるので、それらを再利用しているLSIのテスト(たとえば半導体テスタによる検査)及び検証(たとえば論理シミュレータによる検査)環境も変更する必要が生じる。
特開2000−137675号公報
このように、IPのバージョン変更とともに、それを利用したLSIのテスト及び検証環境を頻繁に変更する必要があるが、テスト及び検証環境の変更は検査者がIPのバージョンに合わせて行う必要があった。このため、実際に検証対象のLSIに内蔵しているIPと、そのIPをテストするためのテストパタンとの不整合が起こり、テストすべき項目に漏れが生じたり、擬似的なエラーが発生する、などという問題が起こる。テストすべき項目の漏れによりテスト及び検証の信頼性が損なわれ、擬似的なエラーを解決するための無駄な工数が生じることとなる。
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、LSIの検証を行う際に、検証対象のLSIの設計変更に対応した検証情報を利用することで、LSIの設計変更があっても、変更後の設計に対応した検証環境を利用することで、LSI検証の工数削減と信頼性向上を実現できる集積回路とその検証装置及び検証方法を提供することを目的とする。
特に、検証対象のシステムLSIに、それが内蔵しているIPの種類とバージョンの情報を保持するレジスタを内蔵し、そのレジスタに保持されたIPの種類とバージョンに応じて検証情報、たとえばテストパタンの選択を行うことで、内蔵しているIPとIPをテスト及び検証するためのテストパタンの不整合をなくし、テスト漏れを防止して、テスト及び検証の信頼性を向上させるとともに、擬似エラーの発生を防止し、その解決のための無駄な工数を削減して生産性を向上させることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を備える。
集積回路の検査装置であって、集積回路に内蔵された情報レジスタから、その集積回路に内蔵された回路ブロックのテストパタンを特定するための情報を読み出す読み出し手段と、
前記情報レジスタから読み出された情報に応じたテストパタンを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたテストパタンを前記集積回路により実行させる実行手段とを有する。
あるいは、集積回路であって、上記集積回路の検査装置の備える読み出し手段により読み出される、当該集積回路の有する回路ブロックのテストパタンを特定するための情報を登録したレジスタを備える。
本発明によれば、集積回路の頻繁な設計データの変更に応じた検証環境を用いてその検証を行うことにより、検査のための工数を削減して生産性を向上させ、また、生産物の信頼性を向上させることができるという効果を奏する。
さらに本発明によれば、集積回路に、その集積回路に内蔵している回路ブロックの種類とバージョンの情報を持つレジスタを内蔵し、集積回路の検査においては、そのレジスタに保持された情報を参照してテストパタンの選択を行うことで、検証対象の集積回路とテストパタンとの不整合を防止してテスト漏れを防止でき、検査の信頼性が向上する。
また、検査対象の集積回路とテストパタンとの不整合がなくなるので、不整合による擬似エラーの発生がなくなり、解決のための無駄な工数が削減でき、生産性を向上できる。
また、本発明の集積回路の検査装置及び検査方法は、集積回路に対応するテストパタンを選択するシーケンスを有しているので、集積回路に利用されている回路ブロックのバージョン変更や、回路ブロック自体の追加や入れ替え、削除などがあったとしても、検査の操作者が検査環境を変更する必要がない。すなわち、操作者は、集積回路の検査を、そのバージョンにかかわらず共通の環境で行えるために、検査環境等を変更するための工数が削減でき、生産性を向上させることができる。
また検査対象の集積回路に用いられている回路ブロックの種類とバージョンの情報を検査対象の集積回路のレジスタで持つことで、集積回路の設計のフェーズに関わらず、レジスタに保持された情報を参照して検査を行うことができる。
[第1実施形態]
<検査対象LSIの構成>
添付の図1乃至図8を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。図1に本発明の一実施形態として、テスタ及び検証装置の構成を示す。なお、この明細書では、半導体テスタで行われる集積回路チップの検査をテストと呼び、半導体そのものではなく論理シミュレータなどで行われる集積回路の検査を検証と呼ぶ。また、これらをまとめて検査と呼ぶ。
図1において、LSI101は、テスト対象のシステムLSIであり、このシステムLSIにはデータバス、アドレスバスなどからなるバス102を介して以下の回路ブロックが接続されている。すなわちこれら回路ブロックのIPが利用されている。なお、IPとは上述のとおり回路ブロックそのものではなく、その設計データ等の設計資産を指すが、本実施形態では回路ブロックそのものをIPと呼ぶ場合もある。もちろん図1の構成は一例に過ぎない。
(1)CPU103(バージョン0.0)
(2)ブロックA104(バージョン0.1)
(3)ブロックB105(バージョン0.0)。
レジスタブロック106は、本発明の構成要素であるIPの種類とバージョンを示す情報を格納するレジスタ群(レジスタブロック)である。レジスタブロック106に含まれる各レジスタ106aには、各回路ブロックのIPの種類とバージョンを示す情報が格納される。JTAG(Joint Test Action Group、)テスト用の入出力端子107は、LSIテスタ111でレジスタブロック106を読み出す手段として利用される。JTAGはIEEE1149.1で規格化されており、集積回路のロジック部周辺にレジスタを配し、その入出力端子及びレジスタを介してロジック部に対してテストパターンに従った信号を入力し、それに対する出力信号をレジスタおよび入出力端子を介してモニタするバウンダリスキャンテスト等を可能とする。
このように、検査対象となるシステムLSI101には、利用されているIPの種類とバージョンのデータが、内蔵するレジスタブロック106に登録されている。このレジスタブロック106へのデータの登録は、たとえばLSIの設計時に決定されたIPの種類とバージョンを示すデータを固定的に出力可能な回路が、LSI101の製造時に一定のアドレスが割り当てられたレジスタブロック106として形成されることで行われる。このようにすれば、論理合成の段階でレジスタにIPの種類とバージョンのデータを示す値が登録されるために、論理シミュレータで回路の検証を行う場合にも、LSIに利用されているIPの種類とバージョンのデータを参照できる。また、LSI製造時も、LSIに利用されているIPの種類とバージョンのデータを登録するために余計な工程を行う必要がない。
IPの種類(コア番号)とバージョン情報(バージョン番号)を持ったレジスタブロック106に含まれる各レジスタの仕様の一例として、図5の仕様を定義する。レジスタ106aは16ビット構成であり、下位8ビットがコア番号502の値、上位8ビットがバージョン番号501の値を示す。アクセスの属性(504)はソフトウェアで書き換えることができないようにリードオンリーにする。これは、LSI設計時に読み出しのみ可能なレジスタとして設計しておくことで実現できる。図1のシステムLSI101は、IPコアとしてCPU(バージョン0.0)、ブロックA(バージョン0.1)、ブロックB(バージョン0.0)を利用しているので、CPUバージョン0.0の情報を持つレジスタ、ブロックAバージョン0.1の情報を持つレジスタ、ブロックBバージョン0.0の情報を持つ3つのレジスタを用意する。3つのレジスタの名前をそれぞれIDNUM1、IDNUM2、IDNUM3とすると、IDNUM1にはCPU(コア番号1)バージョン0.0(バージョン番号0)を示す値0x00_00(16進表記)が、IDNUM2にはブロックA(コア番号1)バージョン0.1(バージョン番号1)を示す値0x01_01(16進表記)が、IDNUM3にはブロックB(コア番号2)バージョン0.0(バージョン番号0)を示す値0x00_02(16進表記)がそれぞれ与えられる。これらレジスタには、任意のアドレスを割り当てる。ただし割り当てられたレジスタのアドレスはLSIテスタ111にも通知されて保持される。もちろんこれらレジスタのアドレスを一定のアドレス範囲に割り当てておいてもよい。こうすれば、LSIテスタ111に対するレジスタアドレスの通知は不要となる。これらレジスタのアドレス領域は連続な領域とし、アドレスをバイト単位で割り付けるとすると、IDNUM1のアドレスがアドレスAddrであれば、IDNUM2のアドレスはAddr+2、IDNUM3のアドレスはAddr+4となる。これらのレジスタIDNUM1,IDNUM2,DNUM3により1つのレジスタブロック106が構成され、システムバス102に接続されている。もちろん、IPを利用した回路ブロックの数が増えれば、その数に応じてレジスタの数も増加する。
<LSI検査システムの構成>
LSIテスタ111は、システムLSI101をテストするテスト環境を有する。ドライバ112はLSIのピンのドライバであり、JTAGの入出力端子107に接続される。テストプログラム113は、ドライバの制御及びテストパタンの選択や実行命令が含まれる。テストパタン114は、たとえばコンピュータ120に、ファイル名等により特定して読み出し可能に格納されている。テストパタン114としては、テスト対象のLSIに使用されている全てのIPに対するテストパタンが含まれる。そして、LSIテスタ111により選択されたテストパタンが、ダウンロードされる。テストベクタテーブル115は、テスト対象のLSIに含まれるIPの種類およびバージョンの情報と、テストパタンとを関連づけたテーブルである。LSIテスタ111は、レジスタブロック106から読み出したデータを保存する領域116aや、図4に例示するテストベクタテーブル116bを保存する領域を含むメモリ116を備えている。このほか、メモリ116には、読み込んだテストパタンも必要なだけ格納される。
LSIテスタ111は、テストベクタテーブル115およびレジスタブロック106から読み出したIPの種類及びバージョン情報に従ってテストパタン114を選択してダウンロードする。そしてプログラム113を実行する。プログラム113は、ダウンロードされたテストパタン114に従って、ドライバ112および入出力端子107を介して信号をLSI101に入力し、それに対して出力される信号を、入出力端子107およびドライバ112を介して受信して格納する。そして入力信号と出力信号とが所定のパターンであれば、検査対象のLSIは良品であると判定して、その旨を示す信号を出力する。もちろん不良の場合にもその旨を示す信号を出力する。
<LSI検査前処理>
次に図2を参照して、LSIテスタ111によるLSI101の検査手順を説明する。検査に先立って、回路ブロックとして用いられているIPの種類のそれぞれに対して固有のコア番号を、各IPの各バージョンに対して固有のバージョン番号を割り当てる。この作業は、たとえば新たな回路ブロックのLSIへの追加、既存の回路ブロックのバージョンアップ等が行われた場合に行われる。この割り当てはマニュアルによって行っても良いが、新たな回路ブロックのLSIへの追加や、既存の回路ブロックのバージョンアップを示す情報をLSIテスタ111やコンピュータ120に入力し、所定のプログラムを実行することで、固有のコア番号およびバージョン番号を割り当てることもできる。前処理工程で作成される構成表の一例を図3に示す。図3の構成表には、検査対象のシステムLSIが保有するIPの種類とバージョン情報とがまとめられている。この図3の構成表に基づいて図4のテストベクタテーブル116bが作成される。
図3においては、IPの種類301ごとに各々コア番号303が、各種類のIPのバージョン302ごとにバージョン番号304が割り当てられ、各IPのバージョン毎に、それぞれに対応するテストパタンの情報305(たとえば端末名やディレクトリ等のファイルの所在とファイル名など)が関連づけられている。図3は図1に対応した構成表である。システムLSI101に利用されているIPとして、CPU、ブロックA、ブロックBが存在する。コア番号303はIPの種類301と一対一に対応する任意の番号であるが、この例ではCPU、ブロックA、ブロックBそれぞれのコア番号は0,1,2である。また、CPUのバージョンは0.0であり、対応するバージョン番号は0とされている。バージョン番号304は、IPの種類301のバージョン302と一対一に対応する任意の番号である。他のIPもこの規則に従いバージョン番号が与えられている。ブロックA、ブロックBのバージョンはそれぞれ0.1および0.0であり、バージョン番号はそれぞれ1,0である。なお、ブロックAに関しては、古いバージョン0.0とそのバージョン番号0も表に残っている。しかし、バージョンアップ後に古いバージョンのIPが使用されることはないのであれば、古いバージョン、たとえばブロックAのバージョン0.0については、その項目を削除してもかまわない。
さらに、コア番号とバージョン番号の組み合わせに対応するテストパタンを特定する情報、たとえばテストパタンのファイルの名前や所在情報が、コア番号とバージョン番号の組み合わせと一対一に関連づけて登録されている。テストパタンが複数本ある場合は一本にまとめて一対一に対応させる。前処理工程ではこうして図3に示す構成表が作成される。
そしてこの図3の構成表にしたがって、LSIの設計段階でレジスタブロック106に登録するコア番号及びバージョン番号が決定され、検査対象となり得るLSIの論理合成が行われたり、あるいはLSIが製造される。上述したレジスタIDNUM1,IDNUM2,DNUM3の値も、この図3の構成表に基づいて与えられる。
<LSI検査手順>
まず図2のステップS201において、図3の構成表に基づいて図4に例示するテストベクタテーブル116bが作成される。テストベクタテーブル116bでは、コア番号とバージョン番号の組み合わせと、テストパタンとが一意に対応付けられている。図4は、コア番号とバージョン番号とをインデックスとする二次元配列でテストパタンを対応付けたテーブルの例である。第一要素(第1インデックス)として図3のコア番号303を用い、第二要素(第2インデックス)としてバージョン番号304を用いて、二次元配列TestVector[コア番号][バージョン番号]を定義する。コア番号はIPの種類と一対一対応し、バージョン番号はIPのバージョンと一対一対応している。そのため、TestVector[コア番号][バージョン番号]は一意に定まる。そしてたとえばTestVector[コア番号][バージョン番号]として、当該コア番号及びバージョン番号を有する回路ブロックのためのテストパタンの参照先、たとえばファイル名とその格納場所を示すデータを登録しておく。そしてさらにその参照先にテストパタンを格納しておくことで、コア番号およびバージョン番号とテストパタンとを一意に対応付けている。
なおステップS201は、LSI検査工程の一部としてLSIテスタ111により行われるのではなく、前述した前処理の一部として行われる。その場合には、図2にかかわらず、LSIの検査手順はステップS202から開始され、ステップS204で終了する。そしてもし検査対象のLSIが多数あれば、ステップS202から繰り返されることになる。しかしながら、図3の構成表が電子的に作成され、コンピュータ読み取り可能なデータとして構成されていれば、その表を用いて図4のテストベクタテーブル116bを作成することは、コンピュータ等で容易に実現できる。したがって、ステップS201を検査工程の一部としてLSIテスタ111により行うこともできる。その場合の手順を図6に示す。ステップS601ではコア(すなわちIP)が追加されているか判定する。判定基準は、たとえば電子化された図3の構成表に、新規であることを示す情報を付加しておけばよい。そしてその情報を参照して新規コアであることを判定する。その情報は、テストベクタテーブル作成後に、新規でないことを示す情報に書き替えておく必要がある。新規コアであれば、テストベクタテーブルに登録されている既存のコアのコア番号+1の値を式コアに割り当てて、テストベクタテーブルに新たなコアとして登録する(S602)。そして、バージョン番号については、0として登録する。そして、そのコアに対応するテストパタンの所在情報も登録する(S603)。一方、新規コアがなければバージョンアップが合ったか判定する(S604)。この判定基準にも電子化した構成表をステップS601と同じ容量で利用できる。新バージョンがあれば、そのコアの新たなバージョン番号をテストベクタテーブルに登録する。そして、そのバージョンに対応するテストパタンの構成情報も登録する(S605)。このようにしても、テストベクタテーブルを構成できる。
次にステップS202では、LSIテスタ111で、テストベクタテーブルを参照するために用いるレジスタブロック106の各レジスタ値をLSI101から読み出す。この工程の実施形態として、レジスタブロック106の値を読み出すための仕掛けは、LSIテスタ111によるテストではJTAG規格(IEEE1149.1)を用いる。実際に読み出す工程はテストプログラム113中のテストシーケンスの中に組み込まれている。読むべきレジスタの数は、図3の表に従ってあらかじめ決定されているが、たとえばレジスタの値などによって動的に決定されるように構成することもできる。読み出したレジスタの値は、IPごとに、コア番号とバージョン番号とを組にしたIPバージョンデータ116cとしてメモリ116に保存する。
このようにして、検査対象のLSIに含まれるレジスタブロック106から、そのLSI利用されているIPのコア番号およびバージョン番号を得ることができる。
次にステップS203では、読み出したコア番号およびバージョン番号に応じてテストパタンを選択する。ステップS203では、テストステップS202で保存したコア番号およびバージョン番号をインデックスとして、図4のテストベクタテーブルを検索し、テストパタンの所在情報を得る。得られた所在情報により特定されるテストパタンをテストのために選択し、コンピュータ120から読み出してLSIテスタ111にロードする。
次にステップS204では、選択したテストパタンを用いてテストプログラム113を実行する。これによって検査対象のLSI101の検査が遂行される。
<テストシーケンスの例>
図2の手順を実現するためのテストシーケンスの例を図7に示す。図7の手順はLSIテスタ111により実行される。同図においてステップS701のプロセスで、リセットやクロック供給などの検査対象のLSI101のイニシャライズを行う。ステップS602のプロセスで、レジスタブロック群106のアドレス領域の先頭アドレスAddrから最終アドレス(図1の例ではAddr+4)までハーフワード単位(本例ではレジスタブロック106の各レジスタ長)でアクセスしつつ、ステップS703〜ステップS706のプロセスを繰り返し処理する。アドレスの増加単位はレジスタの仕様に依存するので可変であるが、レジスタブロック604の全てのレジスタのアドレスを処理する。
ステップS703のプロセスで、アクセス先のレジスタに対してハーフワードリードアクセスし、読み出した値を変数ID116aに格納する。ステップS704のプロセスで、変数ID116aの上位8ビットをマスクして、下位8ビットを抽出し、変数コアに格納する。変数コアはメモリ116に確保されたIPバージョンデータ116cの一部である。ステップS705のプロセスでは、メモリ116の変数“ID”116aの内容を8ビット右シフトして、残り8ビットを抽出し、変数“バージョン”に格納する。変数“バージョン”もメモリ116に確保されたIPバージョンデータ116cの一部である。変数“コア”および変数“バージョン”は、たとえば検査対象のLSIに利用されているIPごとにペアとして確保されている。そして、読み出したレジスタの数に対応して、保存されたコア番号およびバージョン番号の数も別途メモリ116に保存しておく。これにより、テストパタンを用いてテストすべきコアの数を管理できる。
なお図7の例では、読み込むべきレジスタの数はあらかじめ決められている。これに対して、たとえばレジスタブロック106のうち、有効な値が登録された最後のレジスタの次のアドレスのレジスタのコア番号をFFとしておき、コア番号がFFのレジスタを読み込んだ場合に、有効な値のレジスタの読み込みを終了したものと判断することもできる。
次にステップS706のプロセスで、変数コアおよび変数バージョンの値をインデックスとして図4のテストベクタテーブル116bを参照し、変数TestVector[コア番号][バージョン番号]で一意に定められるテストパタンを選択する。すなわち、コア番号とバージョン番号とをインデックスとしてテストベクタテーブル116bから特定されるたとえばファイル名とその所在情報(ディレクトリ情報等)を用いて、コンピュータ120に対して該当するファイルを要求し、そのファイルをダウンロードする。
ステップS707では、テストプログラム113を実行してテストパタンの内容に応じてドライバ112によりLSI101に対して信号を印加し、テストパタンを用いた試験を行う。そして、たとえばその入力信号に対する出力信号のパタンを基準パタンと比較して、一致していれば良品、不一致であれば不良品としてその判定結果を出力する。その出力を基に、不良品は修理され、あるいは廃棄されることになる。
以上の工程より、内蔵しているIPのコアとそのバージョンからテストパタンを選択でき、不整合をなくすことができる。なお、図2のステップS203が図7のステップS703−S705に、ステップS204がステップS706に、ステップS205がステップS707に相当する。
<具体例>
図1のシステムLSI101の場合では、LSIテスタ111は、図7のステップS702(すなわち図2のステップS203−S205)のプロセスの繰り返し処理を次のように実行する。
(1回目)アドレスAddrで指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図4のテストベクタテーブルTestVector[0][0]に対応する所在情報で示されるテストパタンCPU_TESTPAT0を選択し、テストを実行する。
(2回目)アドレスAddr+2で指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図4のテストベクタテーブルTestVector[1][1]に対応する所在情報で示されるテストパタンBlockA_TESTPAT1を選択し、テストを実行する。
(3回目)アドレスAddr+4で指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図4のテストベクタテーブルTestVector[2][0]に対応する所在情報で示されるテストパタンBlockB_TESTPAT0を選択し、テストを実行する。
一方、図8に、システムLSI101のCPUのバージョンが0.2に、ブロックAのバージョンが0.2にアップした構成図を示す。その構成における構成表を図9(A)に、テストベクタテーブルを図9(B)に示す。図9(A)に示すとおり、CPUのバージョン番号が2に、ブロックAのバージョン番号も2になる。
この構成表を本発明を適用すると、LSIの設計時あるいは製造時において、LSIのレジスタIDNUM1にはCPUバージョン0.2を示す値0x02_00(16進表記)が、IDNUM2にはブロックAバージョン0.2を示す値0x02_01(16進表記)が登録される。IDNUM3は変わらない。そしてLSIテスタ111は、図7のステップS702(すなわち図2のステップS203−S205)のプロセスの繰り返し処理を次のように実行する。
(1回目)アドレスAddrで指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図9(B)のテストベクタテーブルTestVector[0][2]に対応する所在情報で示されるテストパタンCPU_TESTPAT2を選択し、テストを実行する。
(2回目)アドレスAddr+2で指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図9(B)のテストベクタテーブルTestVector[1][2]に対応する所在情報で示されるテストパタンBlockA_TESTPAT2を選択し、テストを実行する。
(3回目)アドレスAddr+4で指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図9(B)のテストベクタテーブルTestVector[2][0]に対応する所在情報で示されるテストパタンBlockB_TESTPAT0を選択し、テストを実行する。
以上の工程に示す通り、LSIテスタ111により実行されるテストシーケンスは変更する必要がなく、図1と図8のLSIのテスト及び検証で共通に使用することを可能にしている。
さらに、図10として、図8の構成にIPであるブロックCバージョン0.1が追加されたシステムLSIの構成図を示す。その構成における構成表を図11(A)に、テストベクタテーブルを図11(B)に示す。図11(A)に示すとおり、図8の各回路ブロックについてはバージョンは変わらないが、ブロックCが追加されている。
この構成表を本発明を適用すると、LSIの設計時あるいは製造時において、LSIのレジスタIDNUM1−IDNUM3の値は図8の構成と変わらない。加えて、レジスタブロック106に、ブロックCバージョン0.1の情報を持つレジスタIDNUM4が追加される。IDNUM4には、図11(A)の構成表と図5のレジスタ仕様に従い、コア番号3,バージョン1を意味する値0x0103を持たせる。アドレスは、IDNUM3に連続した領域のAddr+6が与えられる。したがってLSIテスタ111は、図7のステップS702(すなわち図2のステップS203−S205)のプロセスの繰り返し処理を、レジスタブロック106の最終アドレスをAddr+6として、繰り返し処理を次のように実行する。
(1回目)アドレスAddrで指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図11(B)のテストベクタテーブルTestVector[0][2]に対応する所在情報で示されるテストパタンCPU_TESTPAT2を選択し、テストを実行する。
(2回目)アドレスAddr+2で指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図11(B)のテストベクタテーブルTestVector[1][2]に対応する所在情報で示されるテストパタンBlockA_TESTPAT2を選択し、テストを実行する。
(3回目)アドレスAddr+4で指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図11(B)のテストベクタテーブルTestVector[2][0]に対応する所在情報で示されるテストパタンBlockB_TESTPAT0を選択し、テストを実行する。
(4回目)アドレスAddr+6で指定されるレジスタの値を読み出し、その値に基づいて図11(B)のテストベクタテーブルTestVector[3][1]に対応する所在情報で示されるテストパタンBlockC_TESTPAT1を選択し、テストを実行する。
以上の工程に示す通り、LSIテスタ111により実行されるテストシーケンスは変更する必要がなく、図1と図10のLSIのテスト及び検証で共通に使用することを可能にしている。
[変形例]
なお本実施形態では、検査対象がJTAGを用いた半導体集積回路であるので、単体のLSIのみならず、基板に実装された複数の集積回路を検査対象として、本実施形態を適用することができる。その場合であっても、各集積回路に含まれる回路ブロックのテストパターンを特定するための情報、たとえば回路ブロックの種類はバージョンを示す情報を、それが登録されたレジスタから読み出して、本実施形態と同様の要領で検査を行うことができる。
また、本実施形態ではJTAGを採用した半導体集積回路の検査装置について説明したが、もちろんJTAGを採用していない半導体集積回路についても、本実施形態と同様にして、内蔵する回路ブロックの種類やバージョンに適したテストパタンを用いた検査を実現できる。
また本実施形態ではLSIテスタや論理シミュレータがテストベクタテーブルを有しているが、テストパタン114を、IPのコア番号及びバージョン番号をキーとするデータベースに登録しておくことで、テストベクタテーブルを持たずに済む。この場合には、レジスタブロック106から読み込んだコア番号及びバージョン番号をキーとして、コンピュータ120のテストパタンデータベースにクエリを発行する。そしてそれに対する応答としてテストパタンそのもの或いはテストパタンに対するベクタ情報を得る。ベクタ情報を得た場合には、LSIテスタ111あるいは検証システム108はそれに基づいてテストパタンそのものを読み出し、実施形態の容量で検査を行う。
<効果>
以上の構成及びテストシーケンスにより、本発明では、頻繁な設計データの変更によるテスト環境の変更を防ぎ、工数削減と信頼性向上を実現できる。
さらに、システムLSIに「LSIに内蔵しているIPの種類とバージョン」の情報を持つレジスタを内蔵し、テストのシーケンスでそのレジスタの値を読み出し、読み出した値、つまりIPの種類とバージョンに応じてテストパタンの選択を行う。その結果以下の効果を生み出す。
(1)内蔵しているIPとIPをテストするためのテストパタンの不整合がなくなるので、テスト漏れがなくなり、テストの信頼性が向上する。
(2)内蔵しているIPとIPをテスト及び検証するためのテストパタンの不整合がなくなるので、不整合による擬似エラーの発生がなくなり、解決のための無駄な工数が削減できる。
(3)IPのバージョンが変わっても、バージョンに応じてテストパタンを選択するシーケンスを有しているのでテスト環境を変更する必要がない。つまり、変更前のシステムLSIのテストとシステムLSIのテストを共通の環境で行え、テストを変更するための工数が削減できる。
(4)IPの追加や削除があっても、IPの種類に応じてテストパタンを選択するシーケンスを有しているのでテスト環境を変更する必要がない。つまり、変更前のシステムLSIのテストとシステムLSIのテストを共通の環境で行え、テスト及び検証を変更するための工数が削減できる。
(5)IPの種類とバージョンという情報をレジスタで持つことで、LSIに内蔵しているIPの種類とバージョンの情報管理をレジスタで行うため、LSI設計のフェーズ(RTL検証、ゲート検証、LSIテスタ、ボード評価)に関わらず情報の参照を可能にする。
<第2実施形態>
図12に本発明に係る第2実施形態を示す。本実施形態では、検査対象はシステムLSIの半導体チップそのものではなく、論理合成された回路をシミュレータにより実行することで実現される論理モデルである。すなわち、検証システム108により、論理シミュレータにより実現された検査対象であるLSIの論理モデルの検証が行われる。
図12において、LSI論理モデル101’は、検査対象のシステムLSIのシミュレータにより実現される。図12においては半導体装置のように記載しているが、コンピュータにより論理回路のシミュレーションを行うことにより実現される。しかしながら、論理的には半導体と等価な回路であるので、入出力端子などのインターフェースのハードウエア等を除けば、第1実施形態の検査対象のLSIと論理的には同様に検証可能である。この論理モデルでは、データバス、アドレスバスなどからなるバス102’を介して以下の回路ブロック、すなわちIPが接続されている。
(1)CPU103’(バージョン0.0)
(2)ブロックA104’(バージョン0.1)
(3)ブロックB105’(バージョン0.0)。
レジスタブロック106’は、本発明の構成要素である、IPの種類とバージョンを示す情報を格納するレジスタ群(レジスタブロック)である。レジスタブロック106’に含まれる各レジスタ106a’には、各回路ブロックのIPの種類とバージョンを示す情報が格納される。
また、検証システム108は、システムLSI101の論理モデルをシミュレーションにより検証する。バスファンクションモデル109は、シミュレーションによる検証でレジスタブロック106’を読み出す手段として利用される。シミュレーションによる検証では直接バスを制御してレジスタのアクセスを行う。検証プログラム110は、バスファンクションモデル109の制御およびテストパタン114の選択や検証の実行を行う。
このように、検証対象となるシステムLSI101の論理モデルにおいて、利用されているIPの種類とバージョンのデータが内蔵するレジスタブロック106’に登録されている。このレジスタブロック106’へのデータの登録は、たとえばLSIの設計時に決定されたIPの種類とバージョンを示すデータを固定的に出力可能な回路が、LSI101のシミュレーション時に一定のアドレスが割り当てられたレジスタブロック106’としてシミュレーションされることで行われる。このようにすれば、論理合成の段階でレジスタにIPの種類とバージョンのデータを示す値が登録されるために、論理シミュレータで回路の検証を行う場合にも、LSIに利用されているIPの種類とバージョンのデータを参照できる。
IPの種類(コア番号)とバージョン情報(バージョン番号)を持ったレジスタブロック106’に含まれる各レジスタの仕様は、第1実施形態の図5と同様である。
<検証システムの構成>
検証システム108は、システムLSIの論理モデル101’を検証する検証環境を有する。検証プログラム110は、ドライバの制御及びテストパタンの選択や実行命令が含まれる。テストパタン110は、たとえばコンピュータ120に、ファイル名等により特定して読み出し可能に格納されている。テストパタン114としては、検証対象のLSIに使用されている全てのIPに対するテストパタンが含まれる。そして、検証システム108により、選択されたテストパタンがダウンロードされる。テストベクタテーブル115は、検証対象のLSIの論理モデル101’に含まれるIPの種類およびバージョンの情報と、テストパタンとを関連づけたテーブルであり、第1実施形態と同様の構成を有する。検証システム108は、レジスタブロック106’から読み出したデータを保存する領域117aや、図4に例示するテストベクタテーブル117b(図4では参照番号が116bとなっているが、本実施形態では参照番号は117bである。)を保存する領域を含むメモリ117を備えている。このほか、メモリ117には、読み込んだテストパタンも必要なだけ格納される。
検証システム108は、テストベクタテーブル115およびレジスタブロック106’から読み出したIPの種類及びバージョン情報に従ってテストパタン114を選択してダウンロードする。そしてプログラム110を実行する。プログラム110は、ダウンロードされたテストパタン114に従って、バスファンクションモデル109によりシミュレーションされるバスを介して信号をLSIの論理モデル101’に入力し、それに対して出力される信号を、バスを介して受信して格納する。そして入力信号と出力信号とが所定のパターンであれば、検証対象の論理モデルは良品であると判定して、その旨を示す信号を出力する。もちろん不良の場合にもその旨を示す信号を出力する。
<論理モデル検証前処理>
次に図2を参照して、検証システム108によるLSIの論理モデル101’の検証手順を説明する。検証に先立って、回路ブロックとして用いられているIPの種類のそれぞれに対して固有のコア番号を、各IPの各バージョンに対して固有のバージョン番号を割り当てる。この作業は、たとえば新たな回路ブロックのLSIへの追加、既存の回路ブロックのバージョンアップが行われた場合に行われる。この割り当てはマニュアルによって行っても良いが、新たな回路ブロックのLSIへの追加や、既存の回路ブロックのバージョンアップを示す情報を検証システム108やコンピュータ120に入力し、所定のプログラムを実行することで、固有のコア番号およびバージョン番号を割り当てることもできる。前処理工程で作成される構成表の一例を図3に示す。構成表は第1実施形態と同様である。
そしてこの図3の構成表にしたがって、LSIの設計段階でレジスタブロック106’に登録するコア番号及びバージョン番号が決定され、検証対象となり得るLSIの論理合成が行われたり、あるいはLSIが製造される。レジスタブロック106’のレジスタIDNUM1,IDNUM2,DNUM3の値も、この図3の構成表に基づいて与えられる。
<論理モデル検証手順>
検証システム108においては、図3の表に基づいて、図2のステップS201において、図4に例示するテストベクタテーブル117bが作成される。テストベクタテーブル117bでは、コア番号とバージョン番号の組み合わせと、テストパタンとが一意に対応付けられている。図4は、コア番号とバージョン番号とをインデックスとする二次元配列でテストパタンを対応付けたテーブルの例である。第一要素(第1インデックス)として図3のコア番号303を用い、第二要素(第2インデックス)としてバージョン番号304を用いて、二次元配列TestVector[コア番号][バージョン番号]を定義する。コア番号はIPの種類と一対一対応し、バージョン番号はIPのバージョンと一対一対応している。そのため、TestVector[コア番号][バージョン番号]は一意に定まる。そしてたとえばTestVector[コア番号][バージョン番号]として、当該コア番号及びバージョン番号を有する回路ブロックのためのテストパタンの参照先、たとえばファイル名とその格納場所を示すデータを登録しておく。そしてさらにその参照先にテストパタンを格納しておくことで、コア番号およびバージョン番号とテストパタンとを一意に対応付けている。
なおステップS201は、LSIの論理検証工程の一部としてではなく、前述した前処理の一部として行われる。その場合には、図2にかかわらず、検証手順はステップS202から開始され、ステップS204で終了する。そしてもし検証対象のLSIが多数あれば、ステップS202から繰り返されることになる。しかしながら、図3の構成表が電子的に作成され、コンピュータ読み取り可能なデータとして構成されていれば、その表を用いて図4のテストベクタテーブル116bを作成することは、コンピュータ等で容易に実現できる。したがって、ステップS201を検証工程の一部として行うこともできる。特に論理シミュレータを用いた検証の場合には、LSIを製造する工程は存在せず、LSIの論理モデルの構築もコンピュータにより実現可能であるために、設計−検証を一連の手順の中で実行することは、生産性向上のために非常に効果的である。テストベクタテーブルをコンピュータにより作成する場合には、図6の手順が利用できる。
次にステップS202では、検証システム108で、テストベクタテーブルを参照するために用いるレジスタブロック106’の各レジスタ値をLSIの論理モデル101’から読み出す。この工程の実施形態として、レジスタブロック106’の値を読み出すための仕掛けは、検証システム108による検証ではバスファンクションモデル109を用いる。実際に読み出す工程はテストプログラム110中の検証シーケンスの中に組み込まれている。読むべきレジスタの数は、図3の表に従ってあらかじめ決定されているが、たとえばレジスタの値などによって動的に決定されるように構成することもできる。読み出したレジスタの値は、IPごとに、コア番号とバージョン番号とを組にしてメモリ117に保存する。
このようにして、検証対象のLSIに含まれるレジスタブロック106’から、そのLSI利用されているIPのコア番号およびバージョン番号を得ることができる。
次にステップS203では、読み出したコア変数およびバージョン変数値に応じてテストパタンを選択する。ステップS203では、テストステップS202で保存したコア変数およびバージョン変数をインデックスとして、図4のテストベクタテーブルを検索し、テストパタンへの参照情報を得る。得られた参照情報により特定されるテストパタンを検証のために選択し、コンピュータ120から読み出して検証システム108にロードする。
次にステップS204では、選択したテストパタンを用いて検証プログラム110を実行する。これによって検証対象のLSIの論理モデル101’の検証が遂行される。
<検証シーケンスの例>
図2の手順を実現するための検証シーケンスの例を図7に示す。図7の手順は検証システム108により実行される。同図においてステップS701のプロセスで、リセットやクロック供給などの検証対象のLSIの論理モデル101’のイニシャライズを行う。ステップS602のプロセスで、レジスタブロック群106’のアドレス領域の先頭アドレスAddrから最終アドレス(図1の例ではAddr+4)までハーフワード単位(すなわち本例ではレジスタブロック106’の各レジスタ長)でアクセスしつつ、ステップS703〜ステップS706のプロセスを繰り返し処理する。アドレスの増加単位はレジスタの仕様に依存するので可変であるが、レジスタブロック604の全てのレジスタのアドレスを処理する。
ステップS703のプロセスで、アクセス先のレジスタに対してハーフワードリードアクセスし、読み出した値を変数ID117aに格納する。ステップS704のプロセスで、変数ID117aの上位8ビットをマスクして、下位8ビットを抽出し、変数コアに格納する。変数コアはメモリ117に確保されている。ステップS705のプロセスでは、変数ID117aの内容を8ビット右シフトして、残り8ビットを抽出し、変数バージョンに格納する。変数バージョンもメモリ117に確保されている。変数コアおよび変数バージョンは、たとえば検証対象のLSIに利用されているIPごとにペアとして確保されている。そして、読み出したレジスタの数に対応して、保存されたコア変数およびバージョン変数の数を、別途メモリ117に保存しておく。これにより、テストパタンを用いて検証すべきコアの数を管理できる。
なお図7の例では、読み込むべきレジスタの数をあらかじめ決めてある。これに対して、たとえばレジスタブロック106’のうち、有効な値が登録された最後のレジスタの次のアドレスのレジスタのコア番号をFFとしておき、コア番号がFFのレジスタを読み込んだ場合に、有効な値のレジスタの読み込みを終了したものと判断することもできる。
次にステップS706のプロセスで、変数コアおよび変数バージョンの値をインデックスとしてテストベクタテーブル117bを参照し、変数TestVector[コア番号][バージョン番号]で一意に定められるテストパタンを選択する。すなわち、コア番号とバージョン番号とをインデックスとしてテストベクタテーブル117bから特定されるたとえばファイル名とその所在情報(ディレクトリ情報等)を用いて、コンピュータ120に対して該当するファイルを要求し、そのファイルをダウンロードする。
ステップS707では、検証プログラム110を実行してテストパタンの内容に応じてLSIの論理モデル101’に対して信号を印加し、テストパタンを用いた試験を行う。そして、たとえばその入力信号に対する出力信号のパタンを基準パタンと比較して、一致していれば良品、不一致であれば不良品としてその判定結果を出力する。その出力を基に、不良品は修理され、あるいは廃棄されることになる。
以上の工程より、内蔵しているIPのコアとそのバージョンからテストパタンを選択でき、不整合をなくすことができる。なお、図2のステップS203が図7のステップS703−S705に、ステップS204がステップS706に、ステップS205がステップS707に相当する。
図8及び図10に示すように検査対象のLSIの論理モデルの回路が変更された場合であっても、上述したように第1実施形態と同じ要領で、論理モデルの検証を実行することができる。
また、第1実施形態の変形例も本実施形態に適用することができる。また、本実施形態における論理モデルの検証における効果も第1実施形態に記載した効果と同様である。
検証対象のシステムLSIとそのテスト装置を示すブロック図である。 テストまたは検証の工程を示す図である。 IPの種類とバージョンに対応するテストパタンの表(構成表)の一例を示す図である。 IPのコア番号とバージョン番号に対応するテストパタンを対応付けたテストベクタテーブルの一例を示す図である。 IPの種類とバージョンの情報をレジスタ化したレジスタの仕様の一例を示す図である。 テストベクタテーブルを作成する手順の流れ図である。 レジスタ値からテストパタンを選択・実行するテストシーケンスの図である。 システムLSI(101)のCPUのバージョンが0.2に、ブロックAのバージョンが0.2にアップしたシステムLSIの構成図である。 図8の構成に対応する構成表及びテストベクタテーブルを示す図である。 システムLSI(101)にブロックCが追加された構成図である。 図10の構成に対応する構成表及びテストベクタテーブルを示す図である。 検証対象のシステムLSIとそのテスト及び検証装置を示す図である。
符号の説明
101 検証対象のシステムLSI
102 システムバス。
103 システムバスに接続するIPであるCPU。
104 システムバスに接続するIPであるブロックA。
105 システムバスに接続するIPであるブロックB。
106 システムバスに接続するレジスタブロック。
107 JTAGポート。
108 検証環境。
109 バスファンクションモデル。
110 検証用プログラム。
111 LSIテスト環境。
112 ドライバ部
113 LSIテスタ用プログラム。
114 テストパタン。
115 IPのCORE番号とVERSION番号に対応するテストパタンを対応付けたテーブル。

Claims (7)

  1. 集積回路に内蔵された情報レジスタから、その集積回路に内蔵された回路ブロックのテストパタンを特定するための情報を読み出す読み出し手段と、
    前記情報レジスタから読み出された情報に応じたテストパタンを選択する選択手段と、
    前記選択手段により選択されたテストパタンを前記集積回路により実行させる実行手段と
    を有する集積回路の検査装置。
  2. 前記テストパタンを特定するための情報は、前記回路ブロックの種類とそのバージョンとを示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の集積回路の検査装置。
  3. 前記回路ブロックの種類とそのバージョンとに関する情報と前記テストパタンとを関連付けるための関連付け情報を記憶する第1の記憶手段と、
    前記関連づけ情報により前記回路ブロックの種類とそのバージョンとに関連付けられたテストパタンを記憶する第2の記憶手段と、
    前記第1の記憶手段に前記関連づけ情報を登録するとともに、前記第1の記憶手段に登録された前記関連づけ情報により前記回路ブロックの種類とそのバージョンとに関連付けられるテストパタンを前記第2の記憶手段に登録する登録工程とをさらに備え、
    前記選択手段は、前記第1の記憶手段に記憶された関連づけ情報により、前記レジスタから読み出された情報に関連づけられたテストパタンを選択することを特徴とする請求項2に記載の集積回路の検査装置。
  4. 前記読み出し手段は、前記集積回路に代えて、当該集積回路の論理シミュレーション回路に内蔵された情報レジスタからその集積回路に内蔵された回路ブロックのテストパタンを特定するための情報を読み出し、前記実行手段は、前記集積回路に代えて、当該集積回路の論理シミュレーション回路により、選択されたテストパタンを実行させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の集積回路の検査装置。
  5. 集積回路に内蔵された情報レジスタから、その集積回路に内蔵された回路ブロックのテストパタンを特定するための情報を読み出す読み出し工程と、
    前記情報レジスタから読み出された情報に応じたテストパタンを選択する選択工程と、
    前記選択工程により選択されたテストパタンを前記集積回路により実行させる実行工程と
    を有する集積回路の検査方法。
  6. 前記読み出し工程では、前記集積回路に代えて、当該集積回路の論理シミュレーション回路に内蔵された情報レジスタからその集積回路に内蔵された回路ブロックのテストパタンを特定するための情報を読み出し、前記実行工程では、前記集積回路に代えて、当該集積回路の論理シミュレーション回路により、選択されたテストパタンを実行させることを特徴とする請求項5に記載の集積回路の検査方法。
  7. 請求項1乃至4に記載の集積回路の検査装置の備える読み出し手段により読み出される、当該集積回路の有する回路ブロックのテストパタンを特定するための情報を登録したレジスタを備えることを特徴とする集積回路。
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