JP2006234610A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップ面積増大や遅延時間増大を極力抑制して出力バッファのDCテストを行うことができるようにした半導体集積回路に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit capable of performing a DC test of an output buffer while suppressing an increase in chip area and an increase in delay time as much as possible.
半導体集積回路の出力バッファのDCテストは、その出力バッファの入力側にHレベル又はLレベルのデータを入力して、出力側に現れるHレベル、Lレベル(VOH/L)の電圧が所定の範囲内にあるか否かを判定するテストである。半導体集積回路内に、このようなDCテストに利用できそうなテスト回路が組み込まれていない場合、従来では次のような手法によっていた。 In the DC test of the output buffer of the semiconductor integrated circuit, H level or L level data is input to the input side of the output buffer, and the H level and L level (VOH / L) voltages appearing on the output side are within a predetermined range. It is a test to determine whether or not it is within. When a test circuit that can be used for such a DC test is not incorporated in the semiconductor integrated circuit, conventionally, the following method has been used.
その第1の手法は、その半導体集積回路に組み込まれているユーザファンクションを考慮に入れて、出力バッファの出力電圧がL→H、H→Lと変化するようなテストパターンデータを外部から入力して、DCテストを行う手法である。 In the first method, taking into account a user function incorporated in the semiconductor integrated circuit, test pattern data that changes the output voltage of the output buffer from L to H and from H to L is input from the outside. This is a technique for performing a DC test.
第2の手法は、電源電圧又は接地を切り替えて接続するセレクタ(MUX)を各出力バッファの入力側に接続し、出力バッファの出力電圧がL→H、H→Lと変化するように入力電圧を変化させるようにしたり、あるいは外部から直接Hレベル、Lレベルのデータを入力してそれぞれの出力バッファの出力電圧をL→H、H→Lに変化させ、DCテストを行う手法である。 In the second method, a selector (MUX) that switches between power supply voltage or ground is connected to the input side of each output buffer so that the output voltage of the output buffer changes from L → H and H → L. Or by directly inputting H level and L level data from the outside and changing the output voltage of each output buffer from L to H and H to L, and performing a DC test.
第3の手法は、JTAGバウンダリスキャンレジスタを利用することにより、JTAGテストモードで出力バッファを制御し、DCテストを行う手法である。JTAGについては、IEEE 1149.1として標準化されている。また、JTAGバウンダリスキャンレジスタを用いたDCテスト方法については、例えば特許文献1,2に記載されている。
The third method is a method of performing a DC test by controlling the output buffer in the JTAG test mode by using a JTAG boundary scan register. JTAG is standardized as IEEE 1149.1. A DC test method using a JTAG boundary scan register is described in, for example,
ところが、第1の手法は、ユーザファンクションを利用してテストパターンデータを作成する場合、そのパターンが複雑になったり、長くなったりし、そのパターン生成自体に多大な工数を必要とする問題がある。 However, the first method, when creating test pattern data using a user function, has a problem that the pattern becomes complicated or long, and the pattern generation itself requires a great amount of man-hours. .
また、第2の手法は、セレクタを特別に追加するため、出力バッファ付近のセル面積が増大する問題の他に、出力系に遅延を追加することになり、タイミング収束や高速化の観点から好ましくない。また、DCテスト時に複数の出力バッファのスイッチング(H/Lレベル変化)が同時に起こるので、出力バッファの性能を評価する観点からは、ノイズ等の他の障害要因が含まれてしまい、正しいテストが行われ難い。 In addition, since the second method adds a selector specially, in addition to the problem that the cell area near the output buffer increases, a delay is added to the output system, which is preferable from the viewpoint of timing convergence and speedup. Absent. In addition, since switching of multiple output buffers (H / L level change) occurs simultaneously during the DC test, from the viewpoint of evaluating the performance of the output buffer, other fault factors such as noise are included, and a correct test is performed. It is hard to be done.
さらに、第3の手法は、バウンダリスキャンレジスタがもともと組み込まれている場合には問題がないが、JTAG搭載案件でない半導体集積回路ではこれが利用できず、また高速な出力バッファをもつ半導体集積回路ではバウンダリスキャンレジスタが付加されていなかったりするので、万全では無い。 Furthermore, the third method has no problem when a boundary scan register is originally incorporated, but this cannot be used in a semiconductor integrated circuit that is not a JTAG-equipped project, and is not available in a semiconductor integrated circuit having a high-speed output buffer. Since the scan register is not added, it is not perfect.
本発明の目的は、セル面積の増大や遅延時間増大を極力抑え、出力バッファのDCテストを容易に行うことができるようにした半導体集積回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit in which an increase in cell area and an increase in delay time are suppressed as much as possible, and an output buffer DC test can be easily performed.
上記課題を解決するため、本発明の半導体集積回路は、複数の出力バッファと、該出力バッファの入力に直接接続されるかあるいは組合せ論理回路を介して接続される複数のFF回路と、該複数のFF回路のみを用いてシフトレジスタを構成するよう接続する接続手段とを具備したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a plurality of output buffers, a plurality of FF circuits that are directly connected to inputs of the output buffers or connected through combinational logic circuits, and the plurality of FF circuits. And connecting means for connecting to form a shift register using only the FF circuit.
ここで、出力バッファには、言うまでもないことであるが、双方向入出力バッファに含まれる出力バッファも包含されている。 Here, needless to say, the output buffer includes an output buffer included in the bidirectional input / output buffer.
ここで、前記FF回路と前記出力バッファの間にある前記組合せ論理回路の出力が所望の論理値に可変できる別の論理回路が接続されているものであっても良い。 Here, another logic circuit that can change the output of the combinational logic circuit between the FF circuit and the output buffer to a desired logic value may be connected.
以上から本発明によれば、出力バッファのDCテスト時にシフトレジスタを構成するFF回路は、もともと出力バッファへのデータ出力経路に内蔵されているものをそのまま使用できるので、セル面積の増大を抑制でき、遅延時間増大も抑制でき、JTAGバウンダリスキャン対応でない半導体集積回路にも適用できる。また、テストパターンデータはシフトレジスタに入力すれば各出力バッファに所定の時間差で出力できるので、出力バッファのDCテストの実行も容易となり、また同時にスイッチングする出力バッファの数も制御でき、ノイズ対策も可能となる。さらに、FF回路や接続手段を追加する場合でも、それらは僅かで済み、配線リソースの追加も僅かである。 As described above, according to the present invention, since the FF circuit that constitutes the shift register during the DC test of the output buffer can be used as it is in the data output path to the output buffer, the increase in cell area can be suppressed. In addition, an increase in delay time can be suppressed, and the invention can be applied to a semiconductor integrated circuit that does not support JTAG boundary scan. In addition, if test pattern data is input to the shift register, it can be output to each output buffer with a predetermined time lag, making it easy to perform DC testing of the output buffer, and controlling the number of output buffers that are switched at the same time. It becomes possible. Further, even when an FF circuit and connection means are added, they are few, and wiring resources are also little.
半導体集積回路としては、一般的に、FF(フリップフロップ)回路を使用せず組合せ論理回路のみで構成されるものは非常に少なく、ほとんどの半導体集積回路ではFF回路を使用している。そして、このFF回路を利用してスキャン回路を構成し、内部スキャンというテスト手法によって故障検出(stuck-at-fault検出)などが行われている。 Generally, very few semiconductor integrated circuits are composed of only combinational logic circuits without using FF (flip-flop) circuits, and most semiconductor integrated circuits use FF circuits. A scan circuit is configured using this FF circuit, and failure detection (stuck-at-fault detection) is performed by a test method called internal scan.
そこで本発明では、そのFF回路を出力バッファのDCテストに特化して利用する。すなわち、出力バッファへのデータ出力経路に含まれるFF回路を出力バッファのDCテスト用に特化して利用することで、セル面積増大を防ぎ、遅延時間増大を防ぎながら、出力バッファのDCテストを行うようにする。 Therefore, in the present invention, the FF circuit is used exclusively for the DC test of the output buffer. In other words, the FF circuit included in the data output path to the output buffer is used exclusively for the DC test of the output buffer, so that the DC test of the output buffer is performed while preventing an increase in cell area and an increase in delay time. Like that.
このために、出力バッファに直接接続されているFF回路あるいは出力バッファに組合せ論理回路を介して間接的に接続されているFF回路により、スキャンチェーン回路としてのシフトレジスタを構成すると共に、そのシフトレジスタの接続をセレクタ等の接続手段により外部から制御できるようにして、そのシフトレジスタにより各FF回路に任意のデータをセットし、複数の出力バッファの出力電圧のH→L、L→Hの変化を制御し、DCテストを実現可能にする。 For this purpose, a shift register as a scan chain circuit is configured by an FF circuit directly connected to the output buffer or an FF circuit indirectly connected to the output buffer via a combinational logic circuit. Can be controlled from the outside by a connecting means such as a selector, and arbitrary data is set in each FF circuit by the shift register, so that the output voltages of a plurality of output buffers are changed from H → L and L → H. Control and make DC test feasible.
本発明によれば、既存のFF回路を使用するのでセル面積増大が抑制され、また出力系の遅延時間を増大させることもない。また、特別に内部スキャン回路やJTAGをいれることと比較すると、配線リソースの増大も僅かで済む。本発明のDCテスト回路を組み込まない場合にはそのDCテストの実行に手間と時間が多くかかるので、この程度の配線リソース増大の負担は大きなものではない。また、同時にスイッチングする出力バッファの数も制御可能であり、JTAGバウンダリスキャン対応でない出力バッファであっても利用可能である。また、既存の内部スキャン回路と併用することもできるが、この場合はDCテスト用の部分を独立させる方がテストパターンデータの作成が容易となる。 According to the present invention, since an existing FF circuit is used, an increase in cell area is suppressed, and a delay time of an output system is not increased. Further, compared with the case where an internal scan circuit or JTAG is specially added, the increase in wiring resources is small. When the DC test circuit according to the present invention is not incorporated, it takes much time and time to execute the DC test, so that the burden of increasing the wiring resources to this extent is not great. In addition, the number of output buffers that are simultaneously switched can be controlled, and an output buffer that does not support JTAG boundary scan can be used. Although it can be used in combination with an existing internal scan circuit, in this case, it becomes easier to create test pattern data if the DC test portion is made independent.
半導体集積回路の出力バッファ近傍の部分は、その代表的な構成例を挙げれば、例えば、図4に示すようになっている。11〜13はFF回路、21,22は出力バッファ、23は入出力バッファ、31〜33はパッド、41,42は組合せ論理回路(FF回路は含まない)である。入出力バッファ23は出力バッファ23Aと入力バッファ23Bからなる。このように出力バッファ近傍の部分は、FF回路11の出力側に直接その出力バッファ21を接続したり、FF回路12の出力側に組合せ論理回路41を経由して出力バッファ22を接続したり、FF回路13の出力側に組合せ論理回路42を経由して入出力バッファ23の出力バッファ23Aに接続する構成である。
A portion of the semiconductor integrated circuit near the output buffer is, for example, as shown in FIG. Reference numerals 11 to 13 denote FF circuits, 21 and 22 denote output buffers, 23 denotes input / output buffers, 31 to 33 denote pads, and 41 and 42 denote combinational logic circuits (not including FF circuits). The input /
そこで、このような出力バッファ周辺の構成に対して、本実施例1では、図1に示すように、接続手段としてのセレクタ51〜53を用いると共に、FF回路の出力の一部をセレクタの入力とするように一部の配線を追加して、FF回路11〜13によりスキャンチェーン回路としてのシフトレジスタを構成する。なお、FF回路については、出力バッファに直接/間接に接続されていないFF回路もスキャンチェーン回路に含めるとDCテスト用のパターンが長大化し複雑になるので、出力バッファに接続されているFF回路のみをスキャンチェーン回路に含めるようにする。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
以上のように構成することにより、出力バッファ31〜33のDCテスト時には、セレクタ51〜53の制御端子Sを外部から制御して入力端子S1が出力側に接続されるようにし、FF回路11〜13によりシフトレジスタを構成してから、テストパターンデータを入力させればよい。このとき、入出力バッファ23については出力バッファ23Aをイネーブルに制御しておく。セレクタ51の入力端子S1にテストパターンデータが入力すれば、FF回路11〜13に入力するクロックCKの入力タイミングに応じて出力バッファ21,22,23Aにそのテストパターンデータがシフトして入力するので、パッド31〜33のHレベル、Lレベルの電圧(VOH/L)を測定することにより、それら出力バッファ21,22,23AのDCテストを実行することができる。
With the configuration described above, during the DC test of the
FF回路と出力バッファが1:1の接続関係にない場合、例えば、図2に示すように、2個のFF回路14,15の出力を受ける論理回路43(ここではアンドゲートの例を示した。)が出力バッファ24に接続されている場合については、セレクタ54,55によりテストパターンデータを両FF回路14,15にシフト入力して、その両FF回路14,15の出力を論理回路43で処理した論理値を出力バッファ24に入力させ、パッド34に現れるHレベル、Lレベルの電圧(VOH/L)を測定する。この場合、論理回路43の種類に応じたテストパターンデータを入力すれば、パッド34に確実にHレベル、Lレベルの電圧(VOH/L)を出力させることができる。
When the FF circuit and the output buffer are not in a 1: 1 connection relationship, for example, as shown in FIG. 2, a
FF回路と出力バッファとの間に組合せ論理回路が介在していて、その論理回路の制御が困難な場合、例えば、そのFF回路にセットするデータをいろいろ試してみても出力バッファの出力がHレベルから変化しないような場合には、図3に示すようなスキャンチェーン回路を構成する。すなわち、問題の組合せ論理回路44の入力側のFF回路16の他にFF回路17を新たに追加し、またFF回路16との関係で設けるセレクタ56の他にセレクタ57も追加し、さらに組合せ論理回路44の出力と追加FF回路17の出力を入力する論理回路(この場合はアンドゲート)45を追加して、その論理回路45の出力をテスト対象の出力バッファ25の入力に接続し、その出力をバッド35に接続する。
When a combinational logic circuit is interposed between the FF circuit and the output buffer and it is difficult to control the logic circuit, for example, the output of the output buffer is H level even if various data set in the FF circuit are tried. If there is no change from the above, a scan chain circuit as shown in FIG. 3 is configured. That is, in addition to the
このようにすれば、組合せ論理回路44の出力がHレベルから変化しない場合に、テストパターンデータをHレベルとLレベルで変化させることにより、論理回路45の出力をHレベルとLレベルで変化させて、出力バッファ25のDCテストを実行することができる。
In this way, when the output of the
この実施例3では前記実施例1,2の場合よりも、FF回路17、セレクタ57、論理回路45等が新たに追加されるので、テスト回路に占めるセル面積が増大するが、複雑な組合せ論理回路44の論理を解析してテストパターンデータを生成する場合と比べれば、その工数は少なくて済む。なお、論理回路45は組合せ論理回路44に応じて、オアゲートやその他の適宜の論理ゲートにすればよい。また、追加セレクタ57に入力するテストパターンデータも組合せ論理回路44に応じて決めればよい。
In the third embodiment, since the FF circuit 17, the
11〜17:FF回路
21、22,23A,24,25:出力バッファ
31〜35:パッド
41〜45:論理回路
51〜57:セレクタ
11-17:
Claims (2)
前記FF回路と前記出力バッファの間にある前記組合せ論理回路の出力が所望の論理値に可変できる別の論理回路が接続されていることを特徴とする半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1,
A semiconductor integrated circuit, wherein another logic circuit capable of changing the output of the combinational logic circuit between the FF circuit and the output buffer to a desired logic value is connected.
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