JP2006250824A - Semiconductor integrated circuit and data analysis method for the semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路に関し、特に高速シリアル・インタフェースのデータ解析機能を備える半導体集積回路、およびその半導体集積回路におけるデータ解析方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a data analysis function of a high-speed serial interface, and a data analysis method in the semiconductor integrated circuit.
近年、インターネットの飛躍的な普及により、パーソナルコンピュータやサーバ装置、通信機器などの情報処理装置が広く普及している。情報処理装置は、常に、より高度な情報処理能力を備えることが要求されている。情報処理能力を向上させる技術には、装置におけるデータ処理速度の高速化、データ伝送における広帯域化のなどがある。情報処理速度の高速化の要求に伴って、情報処理装置に搭載される半導体集積回路(LSI:Large Scale Integration)が取り扱うデータの帯域も飛躍的に増加している。そのため、LSI間の高速インタフェースの需要は高まる一方である。 In recent years, information processing devices such as personal computers, server devices, and communication devices have become widespread due to the rapid spread of the Internet. Information processing devices are always required to have a higher level of information processing capability. Techniques for improving the information processing capability include increasing the data processing speed in the apparatus and increasing the bandwidth in data transmission. With the demand for higher information processing speed, the bandwidth of data handled by a semiconductor integrated circuit (LSI: Large Scale Integration) mounted on an information processing apparatus has also increased dramatically. Therefore, the demand for high-speed interfaces between LSIs is increasing.
LSIのデータ転送の高速化を行ってゆく中で、パラレル・インタフェースに起因する弊害が多く出てくるようになってきた。この弊害を抑制するため、データ伝送帯域を確保するための手法として、シリアル・インタフェースの採用が進んでいる。パーソナルコンピュータ内部のデータ伝送に関しても、徐々にその傾向が進んでいる。例えば、近年のパーソナルコンピュータでは、IDEに対応するSerial ATAが採用されてきている。また、AGPやPCIバスに対応するPCI−Expressが採用される傾向にある。 While speeding up LSI data transfer, many adverse effects due to the parallel interface have come out. In order to suppress this adverse effect, a serial interface has been adopted as a method for securing a data transmission band. This trend is gradually increasing with respect to data transmission inside personal computers. For example, in recent personal computers, Serial ATA corresponding to IDE has been adopted. In addition, there is a tendency that PCI-Express corresponding to AGP or PCI bus is adopted.
Serial ATAやPCI−Expressなどの高速シリアル・インタフェースを実現する上で欠かせない技術にシリアル―パラレル変換技術(以下、SERDES(サーデス)と呼ぶ。)がある。SERDESを実現するためには、データの伝送を行うパラレル(並列)・データをシリアル(直列)・データに変換するシリアライザと、シリアル・データをパラレル・データに変換するデシリアライザとが一体化した回路ブロック(以下、SERDES回路と呼ぶ。)を構成し、そのSERDES回路を搭載したインターフェースを用いてデータ転送を実行する。 As a technology indispensable for realizing a high-speed serial interface such as Serial ATA and PCI-Express, there is a serial-parallel conversion technology (hereinafter referred to as SERDES). In order to realize SERDES, a circuit block in which a serializer that converts parallel data for data transmission into serial data and a deserializer that converts serial data into parallel data are integrated (Hereinafter referred to as a SERDES circuit), and data transfer is executed using an interface equipped with the SERDES circuit.
図1は、PCI−Expressの物理層の構成を示すブロック図である。図1に示されているようにPCI−Expressは、送信ブロック101と受信ブロック102とを含んで構成されている。図1を参照すると、送信ブロック101は送信側のブロック、受信ブロック102は受信側のブロックである。PCI−Expressでは、伝送路を双方向には使用しないので、この図と信号を送る方向が反対になった回路とを合わせて、送受のリンクを構成している。PCI−Expressなどの高速シリアル・インタフェースでは、送受のブロックのシリアライザ105、デシリアライザ112などの回路を一体化したSERDES(サーデス)と呼ばれる技術が採用される。PCI−Expressでは、1リンクだけでなく、2リンク、4リンク、8リンクの複数リンクで転送する方式が規定されている。図1は、2リンクの例である。図示していないが、図1では送信ブロック101と受信ブロック102は別々のLSIにそれぞれ搭載され、LSI間の信号のやり取りを行っているものとする。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a physical layer of PCI-Express. As shown in FIG. 1, the PCI-Express includes a
PCI−Expressにおいて、伝送路を介してデータを転送するときには、上位層から転送されるデータは送信ブロック101の入力FIFO103に格納される。次にデータは、8B10B符号化回路104に転送される。PCI−Expressなどの高速シリアル伝送では、パラレル・データをシリアル化するために8B10B符号化方式という方式が採用されている。8B10B符号化方式は、8ビットのパラレル・データを一つの塊として扱い、この塊を10ビットの符号に変換する方式である。
In PCI-Express, when data is transferred via a transmission path, the data transferred from the upper layer is stored in the
10ビットに変換されたデータは、シリアライザ105に転送される。シリアライザ105は、低速なパラレル・データを1本の伝送路に送り出すための高速なシリアル・データに変換する回路である。PCI−Expressでは、データは、3.125Gビット/sで出力される。3.125GHzの送信クロックは、156.25MHzのリファレンス・クロックからシンセサイザ回路107により生成される。シリアライズ105で生成されたシリアルデータは出力バッファ106によって伝送路108に出力される。
The data converted to 10 bits is transferred to the
送信ブロックから出力されたシリアル・データは、伝送路108、入力バッファ110を介して、受信ブロック102に入力される。クロック再生回路111は、受信するシリアル・データからクロックを再生する。数Gビット/sオーダの高速シリアル伝送では、ボードの伝送路上で波形がかなり崩れるため、データに同期したクロック信号を別に送っても、データを正しくサンプリングすることができない。そこで、受信するデータの変化から同期したクロックを再生する。PCI−Expressの場合、156.25MHzのリファレンス・クロックからシンセサイザ回路109で生成した3.125GHzのクロックでデータに同期したクロックを再生する。
Serial data output from the transmission block is input to the
1本の伝送路を経由して送られてきたシリアル・データは、デシリアラザ回路112で、10ビットの低速なパラレル・データに変換される。続けて、8B10B復号化回路113により、8ビットのデータに戻される。
Serial data sent via one transmission path is converted into low-speed parallel data of 10 bits by the
2Gビット/sを超える速い速度で、プリント基板上に引いた伝送路を伝送する場合、プリント・パターンでの損失が無視できなくなり、信号波形に大きな影響を与える。このような伝送路では、HレベルやLレベルが長く続いた後、短い変化があると十分にレベルが下がりきらず、あるいは上がりきらず、誤動作の原因になる。 When a transmission line drawn on a printed circuit board is transmitted at a high speed exceeding 2 Gbit / s, a loss in the printed pattern cannot be ignored, which greatly affects the signal waveform. In such a transmission line, if the H level or L level continues for a long time and then a short change occurs, the level cannot be lowered sufficiently or cannot be raised sufficiently, resulting in malfunction.
このような誤動作を抑制するために、高速シリアル伝送では、8B10B符号化によって、転送密度を調整している。高速シリアル伝送で伝送されるデータは、8B10B符号化回路104で、伝送路上に同じレベルが長く続かないような10ビット符号に変換される。これにより、HレベルやLレベルが長く続くデータが伝送されなくなり、誤動作を避けることができる。8ビット・データをどのような10ビット・データに変換するかは、規格上の符号表にて定められている。
In order to suppress such malfunctions, in high-speed serial transmission, the transfer density is adjusted by 8B10B encoding. Data transmitted by high-speed serial transmission is converted by the
8B10B復号化回路113では、符号表に従って変換されると同時に、ディスパリティが検証される。ディスパリティとは、データブロック中の1と0の数の差である。8B10B符号化方式では、ディスパリティは0(5つの1と0)、+2(6つの1と4つの0)、−2(4つの1と6つの0)のいずれかである。また、連続ディスパリティとはそれまでの全符号の総計に対するディスパリティであり、+1か−1のいずれかである。例えば、ディスパリティが0、+2、−2のいずれでもなければその記号は誤りである。また、ディスパリティが+2(−2)で連続ディスパリティが+1(−1)でもエラーとなる。
In the
8ビットに変換されたデータは、出力FIFO114に格納される。PCI−Expressの場合、複数のリンクでデータを転送する場合がある。各リンクは独立して動作するが、リンクの配線長は同じである保証がないため、送り側ですべてのリンクに対して同時に送信しても、受信側に同時に着信する保証はない。2本以上のリンクを利用する場合、この差分を上位でカバーする必要があるため、出力FIFO114にある程度のデータを蓄えて、パラレル側にリンク間のタイミングを揃えて出力する。 The data converted into 8 bits is stored in the output FIFO 114. In the case of PCI-Express, data may be transferred through a plurality of links. Although each link operates independently, there is no guarantee that the link wiring length is the same. Therefore, even if the transmission side transmits to all the links simultaneously, there is no guarantee that the reception side will receive the calls simultaneously. When using two or more links, it is necessary to cover this difference at the upper level. Therefore, a certain amount of data is stored in the output FIFO 114 and the timing between the links is aligned and output on the parallel side.
8B10B符号化においては、8ビット256文字に加え12の特殊文字も符号に加えられ、特殊文字は制御信号として運用される。送信側は、データの転送を開始するとき、データの先頭を示す特殊文字を付加する。受信側では、復号時にデータ列から特殊文字を検出することで、データの受信開始を認識する。リンク間同期読出し制御回路115と出力FIFO114は、データの先頭を示す符号を基準にして、すべてのリンクの出力FIFOからデータを揃えて読み出すことにより、リンク間のデータ同期を実現する。
In 8B10B encoding, 12 special characters are added to the code in addition to the 8-bit 256 characters, and the special characters are used as control signals. When the transmission side starts data transfer, it adds a special character indicating the beginning of the data. The receiving side recognizes the start of data reception by detecting special characters from the data string during decoding. The inter-link synchronous
従来のバス型の接続と比較すると、SERDESにおいては、シリアル・データを伝送する伝送路の両端にSERDES回路を備える構成になる。したがって、SERDESを採用する情報処理装置は、インタフェースが複雑化し、開発段階における検証項目の増加、開発期間の長期化に繋がる。そのため、実際にSERDES回路を搭載する基板を使用してのデバッギング作業に割ける時間を圧迫する。 Compared with the conventional bus type connection, SERDES has a configuration in which a SERDES circuit is provided at both ends of a transmission path for transmitting serial data. Therefore, the information processing apparatus adopting SERDES has a complicated interface, which leads to an increase in verification items and a longer development period in the development stage. For this reason, the time that can be spent on the debugging work using the substrate on which the SERDES circuit is actually mounted is pressed.
また、高速シリアル・インタフェースには、低振幅の差動デジタル回路が採用されている。低振幅の差動デジタル回路は、データ・レートが高いため、サブストレート、電源プレーンに発生する周期的な電源の変調や周辺回路からのクロストーク、更には伝送路におけるインピーダンスのミスマッチなどにより発生する各種ジッタが伝送品質に大きな影響を与える。 A high-speed serial interface employs a low-amplitude differential digital circuit. Low-amplitude differential digital circuits have high data rates and are generated by periodic power supply modulation on the substrate and power plane, crosstalk from peripheral circuits, and impedance mismatch in the transmission path. Various jitters greatly affect transmission quality.
伝送路の品質は、受信側の8B10B復号化回路113において、符号表に対応したデータが着信しているか、ディスパリティの整合は守られているかの確認によって監視される。符号表にない10ビットのデータ・パターンを検出した場合や、ディスパリティの不整合を検出した場合には、データ・エラーとなる。また、制御符号が正しく着信しなかったことにより、リンク間読出し制御回路115がリンク間のデータを同期できない場合にもエラーとなる。伝送信号が高速化、低電圧化の傾向を辿るのに伴い、損失の影響もおおきくなり、パターン依存性ジッタ等の問題から、基板作成初期には、データ・エラーが度々発生することがある。
The quality of the transmission path is monitored by checking whether the data corresponding to the code table has arrived or whether the disparity matching is maintained in the
伝送路の品質を改善し、エラーを解消するには、実機上での解析が必要になる。図2は、伝送路のデバッギングを行う作業の一例として、測定器を挿入した図である。解析作業としては、GHzオーダの信号を観測できるデジタル・オシロ・スコープ201に、送信側の伝送信号を入力して、伝送路の終端における信号のアイパターンを観測する。アイパターンは、伝送回線の終端における信号品質全般を計測するために有用である。これにより、系統的かつランダムな歪による影響を知ることができ、信号が有効と考えられる時間を知ることができる。レシーバのスレッシホールド・レベルの上下におけるアイパターンの開きは、サンプリング時のノイズに対するマージンを示す。レシーバのスレッシホールド・レベルを横切る遷移領域の広がりは、データ信号のピーク間におけるジッタを示す。ジッタは、信号の論理状態が遷移する時点で発生する。配線および送信側LSIでのノイズ対策を施してジッタを低減、伝送経路のインピーダンスの不整合部分を除外して、アイパターンの開きを大きくする。
In order to improve the quality of the transmission path and eliminate errors, analysis on the actual machine is required. FIG. 2 is a diagram in which a measuring instrument is inserted as an example of an operation for debugging a transmission line. As an analysis work, a transmission signal on the transmission side is input to a
受信側で検出するエラーがある特定の伝送パターンに起因する場合や、送信する8ビット・パラレル・データのうち、エラーが特定のビットで発生する場合には、そのパターンやビットを特定することが、エラーの早期解消に繋がる。そのため、デバッギングを能率的に進めるため、エラー要因となったパラレル・データやその前後のパターンを把握できることが望ましい。 When there is an error detected on the receiving side due to a specific transmission pattern, or when an error occurs in a specific bit in the transmitted 8-bit parallel data, the pattern or bit may be specified. , Leading to early error resolution. Therefore, it is desirable to be able to grasp the parallel data that has caused the error and the patterns before and after that in order to efficiently proceed with debugging.
パラレル・データを観測する場合、使用する測定器としては、ロジック・アナライザ202がある。ロジック・アナライザで観測するために、パラレルに変換した直後のデータ信号204をLSIの外部に出力する。ロジック・アナライザのトリガ信号として、エラー検出信号203も外部に出力する。受信パラレル・データをロジック・アナライザのメモリに書き込み、エラーを検出した時点で停止し、エラー要因となったパラレル・データとその前後のデータを観測する。
When observing parallel data, a
この手法においては、次の課題がある。パラレル変換後のデータのレートは、シリアル・クロックの1/10〜1/20程度に落ちる。例えば、PCI−Expressの場合、シリアル伝送路上のデータ・レートは、3.125Gビット/sで、10bitのパラレル・データに変換されると312.5Mビット/sになる。20bitのパラレル・データに変換される場合には156.25Mビット/sになる。1リンクにつき、156.25M〜312.5MHzの10ビット〜20ビットの信号を観測する必要がある。数百MHzオーダの多ビット信号を観測できるロジック・アナライザは大変高価なものである。また、ロジック・アナライザに信号入力するには、LSIにパラレル・データの信号を出力するピンが必要になり、それをボード上に引き出してコネクタを設置する必要があるため、LSIパッケージ、ボードの大型化、パッケージ・コストの増大に繋がる。 This method has the following problems. The data rate after parallel conversion falls to about 1/10 to 1/20 of the serial clock. For example, in the case of PCI Express, the data rate on the serial transmission line is 3.125 Gbit / s, and when converted to 10-bit parallel data, it is 312.5 Mbit / s. When converted into 20-bit parallel data, it becomes 156.25 Mbit / s. It is necessary to observe a 10-bit to 20-bit signal of 156.25 M to 312.5 MHz per link. Logic analyzers that can observe multi-bit signals on the order of several hundred MHz are very expensive. Also, in order to input a signal to the logic analyzer, a pin for outputting a parallel data signal is required for the LSI, and it is necessary to install a connector by pulling it out on the board. And lead to an increase in package cost.
さらに、伝送路の高速化や低電圧化に伴い、伝送路が配線、実装される基板に関しても、高度な設計技術が要求されてきている。例えば、ノイズ対策などは、従来と比較して、さらに重要性が増してきている。ノイズ対策などが不充分のまま作成された基板には、思わぬところで動作不良が起こり、基板の長期にわたるデバッギングや改版を余儀なくされることも少なくない。基板のデバッギング作業は、従来の低レート信号では、測定器のプローブを直接信号に当て、波形を観測することも可能であった。しかしながら、前述したように数Gbpsの高速信号を観測できる測定器は、非常に高価であり、テスト・コストが非常に高くなる。開発期間の短縮、能率的な基板のデバッギングの手法などが望まれる。 Furthermore, with the increase in the speed of transmission lines and the reduction in voltage, advanced design techniques have been required for the boards on which the transmission lines are wired and mounted. For example, noise countermeasures are becoming more important than conventional techniques. In many cases, a substrate made with insufficient countermeasures against noise may cause an operation failure unexpectedly, necessitating long-term debugging or revision of the substrate. As for the debugging operation of the substrate, in the case of the conventional low-rate signal, the probe of the measuring instrument can be directly applied to the signal and the waveform can be observed. However, as described above, a measuring instrument that can observe a high-speed signal of several Gbps is very expensive and the test cost is very high. It is desirable to shorten the development period and to efficiently debug the substrate.
シリアル・インタフェースのデバッギングにおいて、高価な測定器を使用することなく、能率的なシリアル・インタフェースのデバッギングを可能にする技術が望まれている。 In serial interface debugging, there is a demand for a technique that enables efficient serial interface debugging without using expensive measuring instruments.
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 The means for solving the problem will be described below using the numbers used in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].
上記の課題を達成するため、本発明では、m(mは自然数)ビットのデータをn(nはmより大きい自然数)ビットのデータに変換する符号化回路により生成された符号化パラレル・データをシリアル変換したシリアル・データが入力され前記シリアル・データを前記符号化パラレル・データに変換するデシリアライザと、
前記nビットのデータを前記mビットのデータに復号化する回路であって、前記デシリアライザが変換した前記符号化パラレル・データを復号化パラレル・データに復号するとともに、前記デシリアライザが変換した前記符号化パラレル・データにエラーがあった場合にエラー検出信号を出力する復号化回路と、
前記デシリアライザが変換した前記符号化パラレル・データを順次書き込むメモリと、
前記エラー検出信号に応答して、前記メモリ内に格納されたエラーが検出された前記符号化パラレル・データにエラーフラグを付加する命令を出力するとともに、所定のタイミングで書き込み停止信号を出力するトリガ制御回路と、
前記書き込み停止信号に応答して、書き込み動作を停止する書き込み制御回路と
を有することを特徴とする半導体集積回路を構成する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, encoded parallel data generated by an encoding circuit that converts m (m is a natural number) bit data into n (n is a natural number greater than m) bit data is converted. A deserializer that receives serial data converted into serial data and converts the serial data into the encoded parallel data;
A circuit for decoding the n-bit data into the m-bit data, wherein the encoded parallel data converted by the deserializer is decoded into decoded parallel data, and the encoding converted by the deserializer A decoding circuit that outputs an error detection signal when there is an error in the parallel data; and
A memory for sequentially writing the encoded parallel data converted by the deserializer;
Trigger that outputs an instruction to add an error flag to the encoded parallel data in which an error stored in the memory is detected in response to the error detection signal and outputs a write stop signal at a predetermined timing A control circuit;
And a write control circuit that stops the write operation in response to the write stop signal.
上述の復号化回路が8B10B復号化回路である場合を例にすると、SERDES回路に送受されたデータのエラー発生時のデータ解析を容易に行うため、受信側の8B10B復号化回路の入力(=シリパラ回路の出力である復号化前の10Bデータ)を、エラーが起こる前からある一定量をメモリに蓄え続ける。そして、8B10B復号化回路がエラー検出したときに生成されるエラー検出信号をもってメモリへの書き込みをストップさせる。 Taking the case where the above-described decoding circuit is an 8B10B decoding circuit as an example, in order to easily analyze data when an error occurs in the data transmitted to and received from the SERDES circuit, the input (= serial parameter) of the receiving side 8B10B decoding circuit is performed. A certain amount of 10B data before decoding which is an output of the circuit) is continuously stored in the memory before an error occurs. Then, the writing to the memory is stopped by an error detection signal generated when the 8B10B decoding circuit detects an error.
本発明によると、シリアル・インタフェースのデバッギングにおいて、高価な測定器を使用することなく、能率的なシリアル・インタフェースのデバッギングを可能にするLSIを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an LSI that enables efficient serial interface debugging without using an expensive measuring instrument in serial interface debugging.
本発明によれば、PCI−ExpressやSerial ATAのような高速シリアル・インタフェースを採用したLSIで、データ・エラーの障害が発生した場合に、データ・パターンの依存性や、データの壊れ方の傾向を把握するため、パラレル再変換後のデータを解析するとき、従来の高価なロジック・アナライザと同等の機能を、LSI内に搭載した回路で実現できるため、安価な解析を実現することができる。
より詳細には、受信側の8B10B復号化回路の入力に貴重なエラー情報が入っているので、この作用によりエラーの発生した前後の受信信号(パタン)を確保できることになる。また、メモリに格納されたデータを、一番高速なシリアルデータは使わずに、前記のメモリから別途用意されたシリアルデータとして外部に読み出すことよって、エラー検出前後の受信パタンを高価な測定系を要することなく得ることができる。
According to the present invention, when a data error failure occurs in an LSI employing a high-speed serial interface such as PCI-Express or Serial ATA, the dependency of the data pattern and the tendency of data corruption Therefore, when analyzing the data after parallel reconversion, a function equivalent to that of a conventional expensive logic analyzer can be realized by a circuit mounted in the LSI, so that inexpensive analysis can be realized.
More specifically, since valuable error information is included in the input of the 8B10B decoding circuit on the receiving side, reception signals (patterns) before and after the occurrence of an error can be secured by this action. In addition, the data stored in the memory is read out as serial data prepared separately from the memory without using the fastest serial data. It can be obtained without cost.
また、本発明によれば、解析用データの出力インターフェースにJTAGインタフェースを応用して実現することが可能なため、パラレル・データを観測するためにLSIに設けていた従来のテスト信号出力端子を削減することができ、LSIのピン数の削減、パッケージ・コストの削減が可能である。 In addition, according to the present invention, the JTAG interface can be applied to the analysis data output interface, so the conventional test signal output terminals provided in the LSI for observing parallel data can be reduced. It is possible to reduce the number of pins of the LSI and the package cost.
[第1の実施形態の構成]
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明を行う。以下の実施形態において、高速シリアルインターフェースが、PCI−Expressに対応して構成されている場合を例に説明を行う。なお、これは、本発明がPCI−Expressのみに対応することを明示するのもではない。
[Configuration of First Embodiment]
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, a case where the high-speed serial interface is configured to support PCI-Express will be described as an example. Note that this does not clearly indicate that the present invention is compatible only with PCI-Express.
図3は、第1の実施形態における、本発明の半導体集積回路の構成を例示するブロック図である。図3を参照すると、第2SERDES回路2は、通常のSERDES回路の構成を示し、第1SERDES回路1は、本発明のデータ解析部20を備えるSERDES回路の構成を示している。図3に示されている回路ブロックにおいて、第1SERDES回路1と第2SERDES回路2とで同じ符号が付されている回路ブロックは同様の構成である。従って、以下の説明において、第1SERDES回路1と第2SERDES回路2とで重複する部分に関しては、その説明を省略する。また、図3に示されている回路において、第1SERDES回路1と第2SERDES回路2とが組み合わされて構成されているものが例示されているが、これは、本発明の構成を限定するものではない。例えば、伝送路15を介して、第1SERDES回路1が互いに接続されている構成であっても良い。なお、以下の図3の説明においては、本願発明の理解が容易になるように、伝送路が1リンクである場合を例に説明をおこなう。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the semiconductor integrated circuit of the present invention in the first embodiment. Referring to FIG. 3, a second SERDES circuit 2 shows a configuration of a normal SERDES circuit, and a
図3に示されているように、第1SERDES回路1および第2SERDES回路2の出力パス17は、入力FIFO3と、8B10B符号化回路4と、シリアライザ回路5と、出力バッファ6と、シンセサイザ回路7とを含んで構成されている。また、第1SERDES回路1および第2SERDES回路2の入力パス16は、シンセサイザ回路8と、入力バッファ9と、デシリアライザ回路10と、クロック再生回路11と、8B10B復号化回路12と、出力FIFO13と、リンク間同期読出し回路14とを含んで構成されている。さらに、第1SERDES回路1はデータ解析部20を備えている。なお、データ解析部20の構成に関する詳細な説明は後述する。
As shown in FIG. 3, the
入力FIFO3は、上位層から転送されるデータを格納する記憶回路である。8B10B符号化回路4は、8B10B符号化方式という方式に基づいてパラレル・データをシリアル化する符号化回路である。8B10B符号化回路4は、8ビットのパラレル・データを一つの塊として扱い、この塊を10ビットの符号に変換して出力している。
The
シリアライザ回路5は、低速なパラレル・データを1本の伝送路に送り出すための高速なシリアル・データに変換するデータ変換回路である。
The
シンセサイザ回路7およびシンセサイザ回路8は、リファレンス・クロックに基づいて送信クロックを生成するクロック生成回路である。図3に示されているように、上述のシリアライザ回路5は、シンセサイザ回路7から供給される送信クロックに同期してシリアル・データを出力バッファ6に出力している。
The synthesizer circuit 7 and the
送信ブロックから出力されたシリアル・データは、伝送路15を介して、受信ブロックに入力される。入力バッファ9は、伝送路15を介して供給されるシリアル・データを受信し、デシリアライザ回路10とクロック再生回路11とに出力している。デシリアライザ回路10は、伝送路15を経由して送られてきたシリアル・データを、10ビットの低速なパラレル・データに変換するデータ変換回路である。
The serial data output from the transmission block is input to the reception block via the
クロック再生回路11は、受信するシリアル・データに基づいてクロックを生成するクロック生成回路である。数Gビット/sオーダの高速シリアル伝送では、ボードの伝送路上で波形が崩れる。そのため、受信するデータに同期したクロック信号を別に送っても、データを正しくサンプリングすることができない。そこで、クロック再生回路11は、受信するデータの変化から同期したクロックを生成して8B10B復号化回路12に供給している。例えば、PCI−Expressの場合、156.25MHzのリファレンス・クロックからシンセサイザ回路8で生成した3.125GHzのクロックでデータに同期したクロックを生成している。
The
8B10B復号化回路12は、デシリアライザ回路10から供給される10ビットのパラレル・データを、8ビットのパラレル・データに変換する復号化回路である。高速シリアル伝送で伝送されるデータは、上述の8B10B符号化回路4で、伝送路上に同じレベルが長く続かないような10ビット符号に変換される。8B10B符号化回路4は、規格上の符号表に基づいて、8ビット・データを10ビット・データに変換している。
The
8B10B復号化回路12では、その符号表に従って10ビットデータを8ビットデータに変換している。また、8B10B復号化回路12は、10ビットから8ビットへのデータ変換を実行すると同時に、ディスパリティが検証を行っている。ディスパリティとは、データブロック中の1と0の数の差である。8B10B符号化方式では、ディスパリティは0(5つの1と0)、+2(6つの1と4つの0)、−2(4つの1と6つの0)のいずれかである。また、連続ディスパリティとはそれまでの全符号の総計に対するディスパリティであり、+1か−1のいずれかである。例えば、ディスパリティが0、+2、−2のいずれでもなければその記号は誤りである。また、ディスパリティが+2(−2)で連続ディスパリティが+1(−1)でもエラーとなる。
The
出力FIFO13は、8ビットに変換されたデータを格納する記憶回路である。例えば、PCI−Expressの場合、複数のリンクでデータを転送することがある。各リンクは独立して動作するが、リンクの配線長は同じである保証がない。そのため、送り側ですべてのリンクに対して同時に送信しても、受信側に同時に着信しない場合がある。したがって、2本以上のリンクを利用する場合、この差分を上位でカバーする必要がある。そのために、複数のリンクでデータを転送する場合において、ある程度のデータを出力FIFO13に蓄え、リンク間のタイミングを揃えてパラレル側に出力することで適切なデータ伝送を実現している。
The
リンク間同期読出し回路14は、すべてのリンクの出力FIFO13からデータを揃えて読み出すデータ読出し制御回路である。8B10B符号化においては、8ビット256文字に加え12の特殊文字も符号に加えられ、特殊文字は制御信号として運用される。送信側は、データの転送を開始するとき、データの先頭を示す特殊文字を付加する。受信側では、復号時にデータ列から特殊文字を検出することで、データの受信開始を認識する。リンク間同期読出し制御回路14と出力FIFO13は、データの先頭を示す符号を基準にして、すべてのリンクの出力FIFOからデータを揃えて読み出すことにより、リンク間のデータ同期を実現している。
図3を参照すると、第1SERDES回路1と第2SERDES回路2とは、伝送路15を介して接続されている。図3に示されているように、第2SERDES回路2の出力パス17から出力されるシリアル・データは、その伝送路15を介して第1SERDES回路1の入力パス16に供給される。同様に、第2SERDES回路2の出力パス17から出力されるシリアル・データは、伝送路15を介して第1SERDES回路1の入力パス16に供給されている。
The inter-link
Referring to FIG. 3, the
図3に示されているように、第1SERDES回路1の出力パス17と第2SERDES回路2の出力パス17とは同様の接続関係である。したがって、出力パス17の説明においては、第1SERDES回路1を基準に各ブロックの接続を述べる。入力FIFO3は、SERDES回路の上位層(図示されず)に接続されている。その入力FIFO3は、8B10B符号化回路4を介してシリアライザ回路5に接続されている。また、シリアライザ回路5は、シンセサイザ回路7に接続され、シンセサイザ回路7が生成するデータクロックが供給されている。さらにシリアライザ回路5は、出力バッファ6に接続されている。出力バッファ6は伝送路15を介して受信ブロック(第2SERDES回路2)の入力パス16に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
第1SERDES回路1は、データ解析部20を備えて構成され、そのデータ解析部20は入力パス16に接続されている。入力パス16の入力バッファ9は、伝送路15に接続され、伝送路15を介して供給されるシリアル・データを受信している。図3に示されているように、入力バッファ9は、デシリアライザ回路10とクロック再生回路11とに接続されている。また、クロック再生回路11は、シンセサイザ回路8に接続されている。クロック再生回路11は、入力バッファ9から供給されるシリアル・データと、シンセサイザ回路8から供給されるクロックとに基づいて、データクロックを生成して8B10B復号化回路12に供給している。
The
デシリアライザ回路10は、8B10B復号化回路12とデータ解析部20に接続されている。デシリアライザ回路10は、入力バッファ9から出力されるシリアル・データに基づいて10ビットのパラレル・データを生成し、その10ビットのパラレル・データを8B10B復号化回路12とデータ解析部20とに供給している。さらに、8B10B復号化回路12は、出力FIFO13とデータ解析部20とに接続されている。8B10B復号化回路12は、8B10B復号化を実行するときに、そのデータに発生しているエラーを検出した場合、エラー検出信号32をデータ解析部20に出力している。
The
その出力FIFO13は、リンク間同期読出し回路14に接続されている。リンク間同期読出し回路14は、データ解析部20と下位層の回路ブロック(図示されず)に接続されている。そのリンク間同期読出し回路14は、制御符号が正しく着信しなかったことにより、リンク間のデータを同期できない場合に、データエラーが発生していると判断して、リンクエラー検出信号33をデータ解析部20に出力する。
The
本実施の形態のデータ解析部20は、デシリアライザ回路10から供給される10ビットのパラレル・データ31と8B10B復号化回路12から供給されるエラー検出信号32とに基づいて、エラー解析用データを保持する。また、データ解析部20は、リンク間同期読出し回路14からリンクエラー検出信号33が出力された場合にも、そのリンクエラー検出信号33に基づいてエラー解析用データの保持を行う。以下に、図面を参照してデータ解析部20の構成について説明を行う。
The
図4は、上述のデータ解析部20を備える第1SERDES回路1の詳細な構成を例示するブロック図である。なお、図4では2リンク向けの構成を示している。また出力パスについては、図3の出力パス16と同じのため図示していない。上述したように、図3における回路図には1リンクの伝送路で構成される回路を例示している。この構成は、本願発明を制限するものではない。複数リンクでデータ伝送を行う場合、各入力パス16がそれぞれデータ解析部20に接続される構成にすることで、本願発明の効果を発揮することが可能である。なお、以下の説明では、一つのデータ解析部20を備える回路を例に説明を行うが、これは本願発明のデータ解析部20の数を限定するものではない。例えば、複数のデータ解析部20を構成することが可能な場合、任意の数の入力パス16を群として、その群毎に一のデータ解析部20を備える構成であっても、本願発明の効果を発揮することが可能である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the
図4に示されているように、データ解析部20は、データ・エラー検出時に、パラレル・データを観測するためのアナライザ機能である。図4に示されている回路ブロックにおいて、図3の第1SERDES回路1または第2SERDES回路2の説明で使用した符号と同じ符号が付されている回路ブロックは、図3に示されているものと同様の構成である。したがって、以下の説明において、重複する部分に付いてはその説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the
図4を参照すると、本実施の形態の第1SERDES回路1は、デシリアライザ回路10と、クロック再生回路11と、シンセサイザ回路8と、8B10B復号化回路12と、出力FIFO13と、リンク間同期読出し回路14と、データ解析部20とを含んで構成されている。そのデータ解析部20は、制御部21とメモリ22と読出し制御回路23を備えている。そして、制御部21は、トリガ制御回路24と書き込み制御回路25とを含んで構成されている。
Referring to FIG. 4, the
図4に示されているように、トリガ制御回路24は、8B10B復号化回路12に接続されている。また、トリガ制御回路24は、リンク間同期読出し回路14に接続されている。書き込み制御回路25は、そのトリガ制御回路24とデシリアライザ回路10とに接続されている。書き込み制御回路25は、さらに、メモリ22に接続され、デシリアライザ回路10から出力される10ビットのパラレル・データ31をメモリ22に書きこむ。そのメモリ22は、読出し制御回路23に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
書き込み制御ブロック21は、前述の10ビットのパラレル・データ31と、8B10B復号化回路から出力されるエラー検出信号32とに基づいて、エラー解析用データを特定する回路ブロックである。図4に示されているように、制御部21は、トリガ制御回路24と書き込み制御回路25とを含んで構成されている。トリガ制御回路24は、エラー検出信号32またはリンクエラー検出信号33の少なくとも一方に応答して書き込み停止信号34を生成するトリガ信号生成回路である。
The
書き込み制御回路25は、デシリアライザ回路10から供給される10ビットのパラレル・データのメモリ22への書き込みを制御する制御回路である。
The
メモリ22は、書き込み制御回路25から出力される10ビットのパラレル・データを格納する記憶装置である。メモリ22は、書き込み制御回路25による書き込み制御に対応して先頭アドレスから10ビットのパラレル・データの書き込みを始める。書き込み制御回路25は、メモリ22のボトムアドレスに到達すると、再び先頭アドレスに戻って書き込みを続ける。これによって、メモリ22は、サイズ分の受信パラレル・データの履歴を保持するFIFOとして機能する。
The
読出し制御回路23は、後段の回路(図示されず)からの読み出し信号に応じて、メモリ22のデータの出力を制御する制御回路である。出力されるメモリ内容は、PCなどに取り込まれる。メモリ内容を取り込んだPCにおいて、エラー要因となったパターンやその前後のパターンとの因果関係などの解析することで、高価なロジック・アナライザと同等の機能を、LSI内に搭載した回路で実現できる。
The
[第1の実施形態の動作]
以下に、本実施の形態の動作を述べる。前述したように、デシリアライザ回路10は、伝送路15から受信したシリアル・データを10ビットのパラレル・データに変換し、8B10B複合化回路12及び書き込み制御回路25の両方に転送する。書き込み制御回路25は、イネーブルに設定されていると、10ビットのパラレル・データをメモリ22の先頭アドレスから書き込みを始め、ボトムアドレスに到達すると、再び先頭アドレスに戻って書き込みを続ける。メモリ22は、サイズ分の受信パラレル・データの履歴を保持するFIFOとして機能する。
[Operation of First Embodiment]
The operation of this embodiment will be described below. As described above, the
一方、8B10B複合化回路12に入力された10ビットのパラレル・データは、8ビットに変換された後、出力FIFO13に書き込まれ、後段の処理が進められる。8B10B複合化回路12は、パラレル・データを8ビットに変換するとき、符号表との合致、ディスパリティの整合を常時行ってパラレル・データの信頼性を確認する。符号表にないパターンの検出、ディスパリティの不整合を検出した場合には、エラー信号をアサートして、トリガ制御回路24に通知する。トリガ制御回路24は、メモリ22内に格納されているエラー要因となったパラレル・データにエラーフラグを付加して明示する。そして、メモリ22への書き込み停止信号を生成して、書き込み制御回路25に入力する。書き込み制御回路25は、トリガ制御回路24からの書き込み停止信号を検出するとメモリ22への書き込みを停止する。この動作によって、書き込みを停止した後のメモリ22内には、8B10B複合化回路25でエラー検出要因となった10ビット・パラレル・データと、その前後に着信したデータが格納されることになる。
On the other hand, the 10-bit parallel data input to the 8B10B
以下に、デシリアライザ回路10の動作について述べる。デシリアライザ回路10は、伝送路15を介して送信されるシリアル・データの受信し、受信したシリアル・データを、10ビットのパラレル・データに変換する。そして変換後の、10ビットのパラレル・データを、8B10B復号化回路12と書き込み制御回路25とに供給する。
The operation of the
これにより、デシリアライザ回路10は、伝送路15を介して受信したシリアル・データをパラレル・データに変換して、8B10B復号化回路12に供給するとともに、データ解析部20の書き込み制御回路25にも供給することとなる。
As a result, the
以下に、8B10B復号化回路の動作について述べる。8B10B復号化回路12は、デシリアライザ回路10から供給される10ビットのパラレル・データの受信し、受信した10ビットのパラレル・データのディスパリティの検証を行う。その検証の結果、エラーが検出されなかった場合には、さらに8B10B復号化回路12は、受信した10ビットのパラレル・データを規格上の符号表に基づいて8ビットのパラレル・データに変換する。8B10B復号化回路12は、データ変換時において、8ビットパラレル・データが符号表と合致するかどうかの判断を行う。データ変換時において、8ビットパラレル・データが符号表と合致しなかった場合もエラーとして検出する。その判断の結果、符号表と合致した場合(エラーが検出されなかった場合)は、8B10B復号化回路12は、エラーを検出しなかったことに応答して8ビットのパラレル・データを出力FIFO13に出力する。
The operation of the 8B10B decoding circuit will be described below. The
ディスパリティの検証の結果エラーがあった場合や、データ変換時において8ビットパラレル・データが符号表と合致しなかった場合は、8B10B復号化回路12は、オール0や特定の符号の8ビットのパラレル・データを出力FIFO13に出力する。さらにこの場合(ディスパリティの検証の結果エラーがあった場合や、データ変換時において8ビットパラレル・データが符号表と合致と合致しなかった場合)においては、8B10B復号化回路12は、検出したエラーに基づいて、エラー信号を生成する。8B10B復号化回路12はそのエラー信号と、エラーが発生しているパラレル・データとを関連付けてトリガ制御回路24に通知する。
When there is an error as a result of the disparity verification, or when the 8-bit parallel data does not match the code table at the time of data conversion, the
これにより、8B10B復号化回路12は、デシリアライザ回路10から出力される10ビットのパラレル・データを8ビットのパラレル・データに変換するとともに、そのパラレル・データのエラーを検出して、トリガ制御回路24に供給することとなる。
Thus, the
以下に、図5を参照してトリガ制御回路の動作について述べる。図5を参照すると、トリガ制御回路24は、8B10B復号化回路12から出力されるエラー信号の受信を監視している。ステップS101において、トリガ制御回路24は、8B10B復号化回路12からエラー検出信号32が出力されたかどうかの判断を行う。その判断の結果、エラー検出信号32を受信した場合、処理はステップS102に進む。エラー検出信号32を受信していない場合、処理は戻り、エラー検出信号32の監視を継続する。
The operation of the trigger control circuit will be described below with reference to FIG. Referring to FIG. 5, the
ステップS102において、トリガ制御回路24は、8B10B復号化回路12から出力されたエラー検出信号32に基づいて、エラーが発生している10ビットパラレル・データのエラー情報を特定する。ステップS103において、トリガ制御回路24は、特定したエラー情報に基づいて、書き込み制御回路25に対して、10ビットパラレル・データへのエラーフラグの付加を指示する。ステップS104において、トリガ制御回路24は、エラーフラグの付加を指示したことに応答して、書き込み停止信号34を生成する。ステップS105において、トリガ制御回路24は、生成した書き込み停止信号34を、所定のタイミングで書き込み制御回路25に供給する。また、図5には記していないが、トリガ制御回路24は、リンク間同期読出し回路14からリンクエラー検出信号33が出力されたときも同様の動作を実行する。なお、ステップS105のトリガ制御回路が書き込み制御回路に停止信号を供給する「所定のタイミング」は、ユーザーによって変更が可能である。ステップS101で8B10B復号化回路から出力されたエラー信号を受信してからステップS105で停止信号を供給するまでの時間は、ユーザーによって変更することができる。
In step S102, the
これによって、トリガ制御回路24は、8B10B復号化回路12から出力されるエラー検出信号32(または、リンク間同期読出し回路14から出力されるリンクエラー検出信号33)に応答して書き込み制御回路25の動作を所定のタイミングで停止させることができる。
Thereby, the
以下に、図6を参照して書き込み制御回路25の動作について述べる。書き込み制御回路25は、デシリアライザ回路10から出力される10ビットのパラレル・データを受信している。図6を参照すると、ステップS201において、書き込み制御回路25の設定がイネーブルであるかどうかの判断が行われ、設定がイネーブルでない場合、処理は終了する。ステップS201において、書き込み制御回路25がイネーブルに設定されている場合、処理はステップS202に進む。ステップS202において、書き込み制御回路25は、メモリの空き領域の最上位アドレスからデータの書き込みを実行する。
The operation of the
ステップS203において、書き込み制御回路25は、メモリ22の最終アドレスに達したかどうかの判断を行う。その判断の結果、最終アドレスに達していない場合、空き領域の上位アドレスからの書き込みを継続する。その判断の結果、最終アドレスに達した場合、書き込み制御回路25は、メモリ22の最上位アドレスからデータの書き込みを行う(ステップS204)。これによって、メモリ22は、サイズ分の受信パラレル・データの履歴を保持するFIFOとして機能する。
In step S <b> 203, the
ステップS205において、書き込み制御回路25は、トリガ制御回路24から出力される書き込み停止信号を受信したかどうかの判断を行う。その判断の結果、書き込み停止信号を受信していない場合には、処理はステップS202に戻り、データの書き込みを継続する。書き込み停止信号を受信した場合、処理はステップ206に進み、ユーザーの設定した時間ウェイトし、ユーザーの設定した時間が経過した後、処理はステップS207に進む。ステップS207において、書き込み制御回路25は、受信した書き込み停止信号に応答してメモリ22への書き込みを停止する。
In step S205, the
これによって、書き込み制御回路25は、エラーが発生しているパラレル・データと、その前後のデータをメモリ22に書き込むことが可能になる。データ解析部20は、そのメモリ22に保持されているデータを、所定の端子から出力することでエラー要因パターンを高価な測定器を使用することなく解析させることが可能となる。
As a result, the
[第2の実施形態]
以下に、図面を参照して本発明の第2の実施形態について説明を行う。図7は第2の実施形態の構成を例示するブロック図である。図7を参照すると、第2の実施形態の第1SERDES回路1のデータ解析部20は、第1の実施形態のデータ解析部20に、さらに、JTAGコントローラ回路26とセレクタ27とを含んで構成されている。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the second embodiment. Referring to FIG. 7, the
第2の実施形態において、メモリ22内に格納されたデータは、JTAG用のインタフェースより、数Mbpsの低速シリアル・データとしてデバイス外部に出力される。JTAGは、LSIの検査方式の一つであるバウンダリスキャンテストの標準方式である。最近では、CPUを始めとする各種LSIに広く採用されている。JTAGに対応したLSIは、本来の機能を果たす回路のほかに、JTAGコントローラ回路26とTAP(Test Access Port)と呼ばれる5本の端子からなるインタフェースを備えている。そのインターフェースは、テストデータの入出力や制御に用いられている。第2の実施形態における第1SERDES回路1は、この入出力端子をメモリ22のデータ出力用に流用している。
In the second embodiment, the data stored in the
セレクタ27は、JTAGインタフェースの5本の入出力端子を、通常のバウンダリスキャンテストのためJTAGコントローラ回路26と接続するか、メモリ22内のデータ出力するため、読み出し制御回路23に接続するかを切り替える。本発明における解析を実行する際、セレクタ27で読み出し制御回路23に端子接続を切り替える。読み出し制御回路は、JTAGの冶具からの読み出し信号に応じて、メモリ22のデータを順に出力する。メモリ内容は、JTAG用治具を介してPCなどに取り込み、エラー要因となったパターンやその前後のパターンとの因果関係などを解析する。
The
第2の実施の形態では、メモリ22から解析データをLSI外に読み出す端子として、JTAG用インタフェースを流用する例を示した。広く導入されているバウンダリスキャンテストと端子を共有にすることで、LSIの総端子増加を避けることができる。また、外部のPCに読み出す為の冶具を流用できる利点がある。本発明を実施するにあたっては、必ずしもJTAG用の端子を流用する必要はなく、メモリ22内の解析データを、読み出すことができる端子があればよい。同期クロックを入力する端子、LSIがデータを出力する端子、データ出力を促す入力端子、データのステータスを表す出力端子の合計4端子があれば、メモリよりデータを出力することが可能である。
In the second embodiment, an example in which the JTAG interface is used as a terminal for reading analysis data from the
また、トリガ制御回路24が書き込み制御回路25に出力する書き込み停止信号34のタイミングを早めたり遅くしたりすることで、エラー要因パターンがメモリ22内に格納される位置を調整することが可能である。エラー要因パターンが着信する以前のパターンを、より多くメモリ22内に保持したり、エラー要因後の挙動を重点的に保持したりすることができる。
Further, the position at which the error factor pattern is stored in the
書き込み制御回路25のイネーブル制御や、トリガ制御回路24の書き込み停止信号の出力タイミング、また、セレクタ27の切り替え制御は、第1SERDES回路1の内部に設けたレジスタの値や、外部端子からの制御信号によって可変的に設定変更が可能となる構成にすることもできる。
The enable control of the
ここで、JTAGを、デバイスが内蔵している自己診断テスト機能(BIST)のインタフェースとして使用する場合の具体例を述べる。以下の実施の形態は、JTAGの規格(IEEE1149.1)に記述されているものと同様の構成・動作を適用している。なお、上述の実施の形態に述べたように、本発明は、JTAGインタフェースを使用することなく実現可能である。以下の具体例で説明するように、本発明において、読み出し手段にJTAGインタフェースを使用することで、端子を増やさずにメモリ22内のデータを読み出すことができるという利点がある。
Here, a specific example in which JTAG is used as an interface of a self-diagnosis test function (BIST) built in the device will be described. In the following embodiments, the same configuration and operation as those described in the JTAG standard (IEEE 1149.1) are applied. As described in the above embodiment, the present invention can be realized without using a JTAG interface. As will be described in the following specific examples, the present invention has an advantage that the data in the
図8は、JTAG機能を有するデバイスの具体的な構成を例示する回路図である。JTAG機能を具備するデバイスは、TAP(Test Access Port)と呼ばれるシリアル・インタフェースを備えている。TAPは、5本の信号線で構成され、テストロジックに対する命令やテストデータ、テスト結果のデータなどの入出力を実行している。JTAG機能を有するデバイスは、これらの信号線を外部のコンピュータから制御することによって、JTAGテストを実施している。 FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a specific configuration of a device having a JTAG function. A device having a JTAG function has a serial interface called TAP (Test Access Port). The TAP is composed of five signal lines, and executes input / output of instructions for test logic, test data, test result data, and the like. A device having a JTAG function performs a JTAG test by controlling these signal lines from an external computer.
図8を参照すると、本実施の形態のデバイスは、上記の5本の信号線に接続される端子(28〜32)を備えている。テストデータ入力端子28は、TDI(Test Data In)信号を受けて、インストラクションレジスタと読み出し制御回路23とに供給している。TDI信号は、テストロジックに対して、命令やデータをシリアル入力する信号であり。読み出し制御回路23はTCK信号の立ち上がりでTDI信号をサンプリングする。テストデータ出力端子29は、セレクタ27を介して供給されるTDO(Test Data Out)信号を出力している。TDO信号は、テストロジックからのデータをシリアル出力する信号であり、出力の更新はTCK信号の立ち上がりで行う。クロック供給端子31は、TCK(Test Clock)信号を受けてTAPコントローラ26と、読み出し制御回路23とにそのクロックを供給している。制御信号供給端子30はTMS(Test Mode Select)信号を受けてTAPコントローラに供給している。TMS信号は、テスト動作を制御する信号であり、TCK信号の立ち上がりでTPAコントローラ26にサンプリングされる。リセット信号供給端子32は、TRST(Test Reset)信号をTAPコントローラに供給している。TRST信号はTAPコントローラを非同期にリセットする信号である。
Referring to FIG. 8, the device of the present embodiment includes terminals (28 to 32) connected to the five signal lines. The test
TAPコントローラは26、TMS(Test Mode Select)信号とTCK(Test Clock)信号によって、バウンダリスキャンレジスタを制御する16ステートマシン(順序回路)であり、JTAGテストの中心的な機能を提供する。インストラクションレジスタは、TAPコントローラ用の命令ビットを読み込んでデコードする。JTAG機能を有するデバイスは、その命令に応答して、デバイスに各種の機能を実行させる。実装する命令の種類や命令コードの割り当ては、必須命令として定められているものと、実装しなくてもかまわないオプション命令や、設計者が自由に決めてよいプライベート命令とがある。
The
図9は、図8に示されるデバイスの動作を例示するフローチャートである。本実施の形態において、JTAG機能のTAPコントローラ用の端子を、内蔵メモリのデータの読み出しに用いるためにプライベート命令として、インストラクションコード(命令コード)を決めておく。それをインストラクションレジスタに入力することによって、TAPコントローラに、内蔵メモリ読み出しテストのモードに設定する。内蔵メモリ読み出しテストのモードに入るとTAPコントローラは、読み出し制御回路をイネーブルにし、テストデータ出力端子29の出力を読み出し制御からのデータ信号に切り替える。
上述した図8に示されているように、読み出し制御回路26は、TCK及びTDIが供給されている。ここで、図9を参照すると、読み出し制御回路26は、TCKの立ち上がりエッジでTDIがロウであることを検出すると、内蔵メモリのデータを先頭からTCKに同期して1ビットずつテストデータ出力端子29に出力する。
テスト・モードから通常に戻す場合は、インストラクション・コードを入力して外部より指示する。これによって、端子を増やさずにメモリ22内のデータを読み出すことができる。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the device shown in FIG. In this embodiment, an instruction code (instruction code) is determined as a private instruction in order to use a terminal for a TAP controller having a JTAG function for reading data in the built-in memory. By inputting it to the instruction register, the internal memory read test mode is set in the TAP controller. When the built-in memory read test mode is entered, the TAP controller enables the read control circuit and switches the output of the test
As shown in FIG. 8 described above, the
To return to normal from the test mode, enter the instruction code and give instructions from the outside. As a result, the data in the
1…第1SERDES回路
2…第2SERDES回路
3…入力FIFO
4…8B10B符号化回路
5…シリアライザ回路
6…出力バッファ
7…シンセサイザ回路
8…シンセサイザ回路
9…入力バッファ
10…デシリアライザ回路
11…クロック再生回路
12…8B10B復号化回路
13…出力FIFO
14…リンク間同期読出し回路
15…伝送路
16…入力パス
17…出力パス
20…データ解析部
21…制御部
22…メモリ
23…読出し制御回路
24…トリガ制御回路
25…書き込み制御回路
26…JTAGコントローラ回路
27…セレクタ
28…テストデータ入力端子
29…テストデータ出力端子
30…制御信号入力端子
31…クロック供給端子
32…リセット信号供給端子
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ...
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記nビットのデータを前記mビットのデータに復号化する回路であって、前記デシリアライザが変換した前記符号化パラレル・データを復号化パラレル・データに復号するとともに、前記デシリアライザが変換した前記符号化パラレル・データにエラーがあった場合にエラー検出信号を出力する復号化回路と、
前記デシリアライザが変換した前記符号化パラレル・データを順次書き込むメモリと、
前記エラー検出信号に応答して、前記メモリ内に格納されたエラーが検出された前記符号化パラレル・データにエラーフラグを付加する命令を出力するとともに、所定のタイミングで書き込み停止信号を出力するトリガ制御回路と、
前記書き込み停止信号に応答して、書き込み動作を停止する書き込み制御回路と
を有することを特徴とする
半導体集積回路。 Serial data obtained by serially converting encoded parallel data generated by an encoding circuit that converts m (m is a natural number) bit data into n (n is a natural number greater than m) bit data is input and the serial data is input. A deserializer for converting data into the encoded parallel data;
A circuit for decoding the n-bit data into the m-bit data, wherein the encoded parallel data converted by the deserializer is decoded into decoded parallel data, and the encoding converted by the deserializer A decoding circuit that outputs an error detection signal when there is an error in the parallel data; and
A memory for sequentially writing the encoded parallel data converted by the deserializer;
Trigger that outputs an instruction to add an error flag to the encoded parallel data in which an error stored in the memory is detected in response to the error detection signal and outputs a write stop signal at a predetermined timing A control circuit;
A semiconductor integrated circuit comprising: a write control circuit that stops a write operation in response to the write stop signal.
データ読出し命令に応答して前記メモリから前記符号化パラレル・データを読み出す読出し制御回路を有することを特徴とする
半導体集積回路。 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a read control circuit that reads the encoded parallel data from the memory in response to a data read command.
前記読出し制御回路は、前記メモリに格納された前記符号化パラレル・データを、解析用シリアル・データに変換して出力することを特徴とする
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 2,
The read control circuit converts the encoded parallel data stored in the memory into serial data for analysis and outputs the data. Semiconductor integrated circuit
JTAGコントローラと、
前記JTAGコントローラと前記読出し制御回路との各々に接続され、TAPインターフェースに接続される出力端を有するセレクタと
を具備し、
前記セレクタは、外部から入力される切替命令に応答して、前記読出し制御回路と前記TAPインターフェースとを接続し、
前記読出し制御回路は、前記セレクタを介して前記メモリから読み出された前記パラレル・データを、前記解析用シリアル・データに変換して前記TAPインターフェースに出力する
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 3, further comprising a JTAG controller;
A selector having an output terminal connected to each of the JTAG controller and the read control circuit and connected to a TAP interface;
The selector connects the read control circuit and the TAP interface in response to a switching command input from the outside,
The read control circuit converts the parallel data read from the memory through the selector into the analysis serial data and outputs the serial data to the TAP interface.
前記書き込み制御回路は、前記メモリの空き領域に、前記デシリアライザ回路から供給される順番で前記符号化パラレル・データの書き込みを実行し、前記メモリの最終アドレスまで前記符号化パラレル・データを書き込んだとき、前記メモリの先頭アドレスから書き込みを行うことを特徴とする
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 4,
The write control circuit executes the writing of the encoded parallel data in the empty area of the memory in the order supplied from the deserializer circuit, and writes the encoded parallel data to the final address of the memory. And writing from the head address of the memory.
前記符号化回路は8B10B符号化方式に対応して、10ビットのパラレル・データである前記符号化パラレル・データを8ビットのパラレル・データである前記復号化パラレル・データに変換し、その変換動作の際に使用される符号表に基づいて、前記エラー検出信号を出力することを特徴とする
半導体集積回路。 In the semiconductor integrated circuit according to claim 4 or 5,
The encoding circuit converts the encoded parallel data, which is 10-bit parallel data, into the decoded parallel data, which is 8-bit parallel data, corresponding to the 8B10B encoding method, and the conversion operation thereof The error detection signal is output based on a code table used at the time of the semiconductor integrated circuit.
前記復号化回路は、前記符号化パラレル・データを前記復号化パラレル・データに変換する際に、ディスパリティ検証を実行し、前記ディスパリティ検証の結果に基づいて前記エラー検出信号を出力することを特徴とする
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 6,
The decoding circuit performs disparity verification when converting the encoded parallel data into the decoded parallel data, and outputs the error detection signal based on a result of the disparity verification. Characteristic semiconductor integrated circuit.
リンク間同期読出し制御回路を具備し、
前記リンク間同期読出し制御回路は、複数のリンクを介して供給されるデータに
付される制御符号に基づいて、異なるリンク間のデータを同期させ、前記制御符号
が正しく着信しない場合にエラー検出信号を出力し、
前記トリガ制御回路は、前記リンク間同期読出し制御回路の出力する前記エラー検出信号にも応答して、前記メモリ内に格納されたエラーが検出された前記符号化パラレル・データにエラーフラグを付加する命令を出力するとともに、所定のタイミングで書き込み停止信号を出力する
ことを特徴とする
半導体集積回路。 8. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, further comprising:
Comprising a link synchronous read control circuit,
The inter-link synchronous read control circuit synchronizes data between different links based on a control code attached to data supplied via a plurality of links, and an error detection signal when the control code does not arrive correctly Output
The trigger control circuit adds an error flag to the encoded parallel data in which an error stored in the memory is detected in response to the error detection signal output from the inter-link synchronous read control circuit. A semiconductor integrated circuit characterized by outputting a command and outputting a write stop signal at a predetermined timing.
(b)前記nビットのデータを前記mビットのデータに復号化するときに、前記変換した前記符号化パラレル・データを復号化パラレル・データに復号するとともに、前記変換した前記符号化パラレル・データにエラーがあった場合にエラー検出信号を出力するステップと、
(c)前記変換した前記符号化パラレル・データを順次メモリに書き込むステップと、
(d)前記エラー検出信号に応答して、前記メモリ内に格納されたエラーが検出された前記符号化パラレル・データにエラーフラグを付加する命令を出力するとともに、所定のタイミングで書き込み停止信号を出力するステップと、
(e)前記書き込み停止信号に応答して、書き込み動作を停止するステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 (A) Serial data obtained by serially converting encoded parallel data generated by an encoding circuit that converts m (m is a natural number) bit data into n (n is a natural number greater than m) bit data is input. Converting the serial data into the encoded parallel data;
(B) When the n-bit data is decoded into the m-bit data, the converted encoded parallel data is decoded into decoded parallel data and the converted encoded parallel data Outputting an error detection signal when there is an error in
(C) sequentially writing the converted encoded parallel data into a memory;
(D) In response to the error detection signal, an instruction for adding an error flag to the encoded parallel data in which an error stored in the memory is detected is output, and a write stop signal is output at a predetermined timing. Output step;
(E) A data analysis method comprising a step of stopping a write operation in response to the write stop signal.
(f)データ読出し命令に応答して前記メモリから前記符号化パラレル・データを読み出すステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 The data analysis method according to claim 9, further comprising: (f) a step of reading the encoded parallel data from the memory in response to a data read command.
前記(f)ステップは、
前記メモリに格納された前記符号化パラレル・データを、解析用シリアル・データに変換して出力するステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 The data analysis method according to claim 10,
The step (f)
A data analysis method comprising a step of converting the encoded parallel data stored in the memory into serial data for analysis and outputting the data.
前記(f)ステップは、
前記メモリから読み出された前記パラレル・データを、前記解析用シリアル・データに変換してTAPインターフェースを介して出力するステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 The data analysis method according to claim 11,
The step (f)
A data analysis method comprising a step of converting the parallel data read from the memory into the analysis serial data and outputting the converted serial data via a TAP interface.
前記(c)ステップは、
前記メモリの空き領域に、前記シリアル・データを前記符号化パラレル・データに変換する順番で、前記符号化パラレル・データの書き込みを実行し、前記メモリの最終アドレスまで前記符号化パラレル・データを書き込んだとき、前記メモリの先頭アドレスから書き込みを行うステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 The data analysis method according to claim 12, wherein
The step (c) includes:
Writing the encoded parallel data in the empty area of the memory in the order in which the serial data is converted to the encoded parallel data, and writing the encoded parallel data to the last address of the memory In this case, the data analysis method includes a step of writing from the start address of the memory.
前記(a)ステップは、
前記符号化回路は8B10B符号化方式に対応して、10ビットのパラレル・データである前記符号化パラレル・データを8ビットのパラレル・データである前記復号化パラレル・データに変換し、
前記(b)ステップは、
その変換動作の際に使用される符号表に基づいて、前記エラー検出信号を出力するステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 The data analysis method according to claim 12 or claim 13,
The step (a) includes:
The encoding circuit converts the encoded parallel data, which is 10-bit parallel data, into the decoded parallel data, which is 8-bit parallel data, corresponding to the 8B10B encoding system,
The step (b)
A data analysis method comprising a step of outputting the error detection signal based on a code table used in the conversion operation.
前記(b)ステップは、
前記符号化パラレル・データを前記復号化パラレル・データに変換する際に、ディスパリティ検証を実行し、前記ディスパリティ検証の結果に基づいて前記エラー検出信号を出力するステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 The data analysis method according to claim 14, wherein
The step (b)
A step of executing disparity verification when converting the encoded parallel data into the decoded parallel data, and outputting the error detection signal based on a result of the disparity verification; Data analysis method.
前記(b)ステップは、
複数のリンクを介して供給されるデータに付される制御符号に基づいて、異なるリンク間のデータを同期させ、前記制御符号が正しく着信しない場合にエラー検出信号を出力するステップ
を有することを特徴とする
データ解析方法。 The data analysis method according to claim 15, wherein
The step (b)
A step of synchronizing data between different links based on a control code attached to data supplied via a plurality of links, and outputting an error detection signal when the control code does not arrive correctly. Data analysis method.
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