JP2007012881A - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、自己の特性を調整する機能を備えた半導体装置に係わる。 The present invention relates to a semiconductor device having a function of adjusting its own characteristics.
一般に、大量生産される半導体装置は、製造ばらつきが発生する。このため、半導体装置のなかには、自己の特性を調整する機能を備えたものがある。この場合、各半導体装置の特性をそれぞれ検出し、その検出結果に応じて個別調整用パラメータが設定される。個別調整用パラメータは、例えば、数ビットの2値電圧情報(論理情報)であり、下記の方法により設定される。 In general, manufacturing variations occur in semiconductor devices that are mass-produced. For this reason, some semiconductor devices have a function of adjusting their own characteristics. In this case, the characteristics of each semiconductor device are detected, and the individual adjustment parameters are set according to the detection results. The individual adjustment parameter is, for example, binary voltage information (logic information) of several bits, and is set by the following method.
第1の方法としては、半導体装置内に個別調整用パラメータの各ビットの値を指定するためのヒューズを設け、各ヒューズを切断するか否かにより所望の値を設定する。この場合、通常、半導体装置の出荷前にヒューズの切断作業が行われる。 As a first method, a fuse for designating the value of each bit of the individual adjustment parameter is provided in the semiconductor device, and a desired value is set depending on whether or not to cut each fuse. In this case, normally, a fuse cutting operation is performed before shipment of the semiconductor device.
第2の方法としては、半導体装置内に個別調整用パラメータを格納するための数ビットのレジスタを形成しておき、ソフトウェアから所望の値を設定する。なお、一般に、半導体装置への電力の供給が停止すると、レジスタに保持されているデータは消失する。このため、第2の方法で調整を行う場合は、半導体装置への電力供給の開始時に、そのレジスタにパラメータ値を書き込む必要がある。 As a second method, a register of several bits for storing individual adjustment parameters is formed in the semiconductor device, and a desired value is set from software. In general, when the supply of power to the semiconductor device is stopped, data held in the register is lost. For this reason, when adjustment is performed by the second method, it is necessary to write a parameter value to the register at the start of power supply to the semiconductor device.
なお、特許文献1には、ヒューズを内蔵する半導体装置が記載されている。この半導体装置は、第1のヒューズブロックにより複数のマクロから1つを選択し、第2のヒューズブロックによりマクロの中の不良ブロックを指定して冗長ブロックで代替を行う機能を備えている。
第1の方法においては、個別調整用パラメータの各ビットに対してそれぞれヒューズを設ける必要がある。すなわち、例えば、個別調整用パラメータが8ビットであれば、8個のヒューズを設ける必要がある。このため、半導体装置の小型化の妨げとなってしまう。 In the first method, it is necessary to provide a fuse for each bit of the individual adjustment parameter. That is, for example, if the individual adjustment parameter is 8 bits, it is necessary to provide 8 fuses. This hinders downsizing of the semiconductor device.
第2の方法においては、半導体装置の製造者が各半導体装置に設定すべきパラメータ値を決定し、そのパラメータ値をその半導体装置のユーザ(たとえば、その半導体装置を組み込んだ電子機器の製造者)に通知する。そして、そのユーザは、その電子機器から半導体装置へパラメータ値を書き込むための機能(レジスタを含む)を設ける。これにより、個々の半導体装置に対応するパラメータ値をレジスタに設定できる。ところが、個別調整用パラメータは、半導体装置の製造ばらつきを補償するためのものなので、各半導体装置に設定すべきパラメータ値は、個々に異なっている。このため、半導体装置のユーザは、個々の半導体装置に応じて異なるパラメータを設定するためのソフトウェアを用意する必要がある。すなわち、ユーザにとって使い勝手が悪いものになってしまう。 In the second method, a manufacturer of a semiconductor device determines a parameter value to be set for each semiconductor device, and the parameter value is determined by a user of the semiconductor device (for example, a manufacturer of an electronic device incorporating the semiconductor device). Notify Then, the user provides a function (including a register) for writing parameter values from the electronic device to the semiconductor device. Thereby, parameter values corresponding to individual semiconductor devices can be set in the registers. However, since the individual adjustment parameters are for compensating for manufacturing variations of semiconductor devices, the parameter values to be set for each semiconductor device are individually different. For this reason, the user of the semiconductor device needs to prepare software for setting different parameters depending on the individual semiconductor device. That is, it becomes inconvenient for the user.
本発明の目的は、自己の特性を調整する機能を備えた半導体装置において、その調整のためのユーザ負担の軽減および回路規模の小型化を共に実現することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize both a reduction of a user burden for the adjustment and a reduction in circuit scale in a semiconductor device having a function of adjusting its own characteristics.
本発明の半導体装置は、個別調整用パラメータを格納する複数の格納領域と、互いに異なる複数の個別調整用パラメータを選択信号に従って上記複数の格納領域の中の対応する格納領域に導く入力側セレクタと、上記複数の格納領域から1つの格納領域を選択するために切断状態または非切断状態に設定されているヒューズと、上記ヒューズの状態に応じて選択された格納領域に格納されている個別調整用パラメータを選択して出力する出力側セレクタ、を有する。 A semiconductor device according to the present invention includes a plurality of storage areas for storing individual adjustment parameters, and an input-side selector for guiding a plurality of different individual adjustment parameters to corresponding storage areas in the plurality of storage areas according to a selection signal. A fuse set in a cut or non-cut state to select one storage area from the plurality of storage areas, and an individual adjustment stored in a storage area selected according to the fuse state An output-side selector that selects and outputs a parameter;
本発明の半導体装置は、大量生産された場合の製造ばらつきを補償するために、各半導体装置に対して共通に複数の個別調整用パラメータが設定される。このとき、各半導体装置に対して個々に異なる個別調整用パラメータを用意する必要がない。各半導体装置の特性に応じて上記複数の個別調整用パラメータの中から使用すべきパラメータを決定し、その決定されたパラメータが格納される格納領域を指定するようにヒューズを切断状態または非切断状態に設定する。すなわち、ヒューズは、格納領域を指定するために使用されるものであり、個別調整用パラメータの各ビットの値を指定するためのヒューズは不要である。上記構成により、各半導体装置は、適切な個別調整用パラメータを使用できる。 In the semiconductor device of the present invention, a plurality of individual adjustment parameters are set in common for each semiconductor device in order to compensate for manufacturing variations when mass-produced. At this time, it is not necessary to prepare different individual adjustment parameters for each semiconductor device. According to the characteristics of each semiconductor device, a parameter to be used is determined from among the plurality of individual adjustment parameters, and the fuse is in a blown state or a non-cut state so as to specify a storage area in which the determined parameter is stored. Set to. That is, the fuse is used for designating a storage area, and a fuse for designating the value of each bit of the individual adjustment parameter is not necessary. With the above configuration, each semiconductor device can use appropriate individual adjustment parameters.
上記半導体装置において、上記複数の格納領域はそれぞれ複数ビットで構成されており、上記ヒューズの数は前記ビット数よりも少ないものであってもよい。この構成によれば、半導体装置の小型化を実現することができる。 In the semiconductor device, the plurality of storage areas may each be composed of a plurality of bits, and the number of fuses may be smaller than the number of bits. According to this configuration, it is possible to reduce the size of the semiconductor device.
上記半導体装置において、上記複数の格納領域は、1つのアドレスにより指定されるレジスタの一部を構成するものであってもよい。この構成によれば、レジスタアドレスを増やすことなく、複数の個別調整用パラメータの中から適切なパラメータを選択する構成を実現できる。 In the semiconductor device, the plurality of storage areas may constitute a part of a register designated by one address. According to this configuration, it is possible to realize a configuration in which an appropriate parameter is selected from a plurality of individual adjustment parameters without increasing the register address.
また、上記半導体装置において、モード切替え信号に従って上記選択信号を上記出力側セレクタに導くモード切替え手段をさらに設けてもよい。この場合、上記出力側セレクタは、上記選択信号に従って上記複数の格納領域の中の対応する格納領域に格納されている個別調整用パラメータを選択して出力する。この構成によれば、選択信号を利用して所望の個別調整用パラメータを出力させることができるので、デバッグ作業が容易になる。 The semiconductor device may further include mode switching means for guiding the selection signal to the output side selector according to the mode switching signal. In this case, the output-side selector selects and outputs the individual adjustment parameters stored in the corresponding storage area among the plurality of storage areas in accordance with the selection signal. According to this configuration, since a desired individual adjustment parameter can be output using the selection signal, debugging work is facilitated.
本発明によれば、自己の特性を調整する機能を備えた半導体装置において、その調整のためのユーザ負担の軽減および回路規模の小型化を共に実現することができる。 According to the present invention, in a semiconductor device having a function of adjusting its own characteristics, it is possible to reduce both a user burden for the adjustment and a reduction in circuit scale.
図1は、本発明の実施形態の半導体装置の使用例を説明する図である。実施形態の半導体装置1は、集積回路(IC)であり、電子機器100に搭載されて使用される。電子機器100は、特に限定されるものではないが、例えば、通信機器である。そして、半導体装置1は、入力される信号に対して所定の処理を施して対応する信号を出力する。これにより、電子機器100が提供する機能の一部が実現される。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of use of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The
一般に、半導体装置は、大量生産される場合には製造ばらつきが発生する。このため、実施形態の半導体装置1は、個別調整用パラメータを用いて一定の特性が得られるようにするための機能を備えている。すなわち、半導体装置1は、個別調整用パラメータを格納するためのレジスタ2を備えている。そして、半導体装置1は、そのレジスタ2に格納されている個別調整用パラメータを利用して動作する。
Generally, semiconductor devices have manufacturing variations when they are mass-produced. For this reason, the
初期設定回路10は、半導体装置1に与えるための個別調整用パラメータを保持している。この個別調整用パラメータは、例えば、半導体装置1の製造者から提供される。そして、初期設定回路10は、電子機器100の電源投入に際して、保持している個別調整用パラメータを半導体装置1に送信する。これにより、半導体装置1のレジスタ2に個別調整用パラメータが設定される。
The
個別調整用パラメータは複数のパラメータ値を含んでおり、半導体装置1のレジスタ2にはそれら複数のパラメータ値が格納される。そして、半導体装置1は、それら複数のパラメータ値の中から予め指定された1つを選択して使用する。したがって、半導体装置ごとに個々に対応する個別調整用パラメータを用意する必要はなく、多数の電子機器にそれぞれ搭載される全半導体装置に共通の複数のパラメータ値を含む個別調整用パラメータを1つ用意するだけで、各半導体装置の特性ばらつきを抑えることができる。なお、使用すべきパラメータ値は、ヒューズ3により指定される。また、ヒューズ3は、使用すべきパラメータ値を指定するために、半導体装置1の製造者により予め切断/非切断状態が設定されている。
The individual adjustment parameters include a plurality of parameter values, and the plurality of parameter values are stored in the
図2は、本発明の概念を説明する図である。図2において、レジスタ2は、半導体装置1に内蔵されており、4つの格納領域(レジスタ面)2a〜2dを含んで構成される。各格納領域2a〜2dはそれぞれ4ビットで構成され、互いに異なるパラメータ値が書き込まれる。これらのパラメータ値は、図1に示す初期設定回路10から与えられる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the concept of the present invention. In FIG. 2, the
ヒューズ3a、3bは、格納領域2a〜2dの中から1つの格納領域を選択するために切断状態または非切断状態に設定されている。例えば、ヒューズ3a、3bの双方が切断されている状態は格納領域2aを選択することを表し、ヒューズ3aのみが切断されている状態は格納領域2bを選択することを表し、ヒューズ3bのみが切断されている状態は格納領域2cを選択することを表し、ヒューズ3a、3bの双方が切断されていない状態は格納領域2dを選択することを表す。なお、本実施形態では、各格納領域2a〜2dがそれぞれ「4」ビットであるのに対して、所望の格納領域(2a、2b、2c、または2d)を選択するためのヒューズ(3a、3b)の個数は「2」である。すなわち、ヒューズの数は、各格納領域のビット数よりも少なくなっている。
The
出力セレクタ4は、ヒューズ3a、3bの状態に対応する格納領域(格納領域2a〜2dの中の1つ)に格納されているパラメータ値を選択して出力する。例えば、上述のケースにおいてヒューズ3a、3bの双方が切断されていれば、格納領域2aに格納されているパラメータ値を選択して出力する。
The
上記構成において、ヒューズ3a、3bの状態は、例えば、半導体装置1の製造者により設定される。すなわち、半導体装置1の製造者は、予め4つのパラメータ値(図2に示す例では、「0000」「1010」「0011」「1110」)を決定しておき、それらのパラメータ値を半導体装置1のユーザに提供しておく。また、半導体装置1の製造者は、半導体装置1の特性を検出し、その検出結果に応じたパラメータ値(図2に示す例では、上記4つのパラメータ値の中の1つ)を決定する。そして、その決定したパラメータ値が出力側セレクタ4によって選択されるようにヒューズ3a、3bを切断する(選択すべきパラメータ値によっては、いずれも切断しない)。一方、ユーザは、半導体装置1の製造者から提供された4つのパラメータ値が電子機器100の電源投入時に格納領域2a〜2dにそれぞれ書き込まれるように初期設定回路100を設計する。こうすることにより、電子機器100の電源投入に際して複数のパラメータ値が格納領域2a〜2dに書き込まれ、さらにそれら複数のパラメータの中から半導体装置1の製造者が決定したパラメータ値が出力されることになる。
In the above configuration, the state of the
上記構成によれば、2個のヒューズの状態を適切に設定することで、互いに異なる4個の4ビットデータ(パラメータ値)の中から所望の1つを選択できる。これに対して、レジスタを利用することなくヒューズのみで所望のデータを提供する従来技術においては、各ビットに対してそれぞれヒューズを設ける必要があるので、4ビットデータを得るためには4個のヒューズが必要である。よって、実施形態の半導体装置1は、必要となるヒューズの個数が少なくなり、小型化に寄与する。
According to the above configuration, a desired one can be selected from four different 4-bit data (parameter values) by appropriately setting the states of the two fuses. On the other hand, in the conventional technique for providing desired data only with a fuse without using a register, it is necessary to provide a fuse for each bit. A fuse is required. Therefore, the
また、実施形態の構成によれば、各半導体装置1に共通する複数のパラメータ値を含む個別調整用パラメータを提供すればよい。よって、半導体装置1のユーザの負担が重くなることはない。
In addition, according to the configuration of the embodiment, it is only necessary to provide individual adjustment parameters including a plurality of parameter values common to each
さらに、レジスタ2は、複数の格納領域から構成されるが、1つのアドレスが割り当てられる構成とすることができる。すなわち、レジスタアドレスを増やすことなく、複数のパラメータ値の中の任意の値を使用することができる。
Furthermore, although the
図3は、実施形態の半導体装置1の要部の実施例である。ここでは、8ビットのパラメータ値が使用されるものとする。そして、このパラメータ値は、その第7〜第4ビットは「1010」であり、第3〜第2ビットは「00」または「11」であり、第1〜第0ビットは「00」「01」「10」または「11」であるものとする。
FIG. 3 is an example of a main part of the
レジスタ20は、第7〜第4ビットのデータを格納するための格納領域31、第3〜第2ビットのデータを格納するための格納領域41a、41b、および第1〜第0ビットのデータを格納するための格納領域51a〜51dを備える。また、格納領域41a、41bの入力部には入力側セレクタ42が設けられ、その出力部には出力側セレクタ43が設けられている。同様に、格納領域51a〜51dの入力部には入力側セレクタ52が設けられ、その出力部には出力側セレクタ53が設けられている。
The
初期設定回路10は、この実施例では、4つのパラメータ値「10100000」「10100001」「10101110」および「10101111」を保持している。これらのパラメータ値は、書込み面選択信号に同期して8ビットパラレル形式で順番に出力される。そして、その第7〜第4ビットは格納領域31に書き込まれる。また、パラメータ値の第3〜第2ビットは入力側セレクタ42に与えられ、その第1〜第0ビットは入力側セレクタ52に与えられる。
In this embodiment, the
書込み面選択信号(選択信号)は、セレクタ60に与えられると共に、入力側セレクタ42、52に与えられる。ここで、書込み面選択信号は、「00」〜「11」の4値を取り得る。そして、入力側セレクタ42は、書込み面選択信号が「00」または「01」であれば入力データを格納領域41aに書き込み、書込み面選択信号が「10」または「11」であれば入力データを格納領域41bに書き込む。一方、入力側セレクタ52は、書込み面選択信号が「00」であれば入力データを格納領域51aに書き込み、書込み面選択信号が「01」であれば入力データを格納領域51bに書き込み、書込み面選択信号が「10」であれば入力データを格納領域51cに書き込み、書込み面選択信号が「11」であれば入力データを格納領域51dに書き込む。
The writing surface selection signal (selection signal) is given to the
ヒューズ21a〜21cは、半導体装置1の製造者により、その半導体装置1の特性に応じて予め切断状態または非切断状態に設定されている。そして、ヒューズ21a〜21cの状態は、ヒューズインタフェースを介してレジスタ20に通知される。具体的には、ヒューズ21aの状態は、出力側セレクタ43に通知される。また、ヒューズ21b、21cの状態は、出力側セレクタ53に通知される。そして、出力側セレクタ43は、ヒューズ21aの状態が「0:切断」であれば格納領域41aを選択し、その状態が「1:非切断」であれば格納領域41bを選択する。同様に、出力側セレクタ53は、ヒューズ21b、21cの状態の組合せ(00、01、10、11)に応じて格納領域51a〜51dの中から対応する1つを選択する。
The
セレクタ60(モード切替え手段)は、モード切替え信号に従って、ヒューズ21a〜21cの状態を表す信号または書込み面選択信号の一方を選択する。セレクタ60は、ユーザが通常使用する際のモードである通常モード時はヒューズ21a〜21cの状態を表す信号を選択し、製造者がユーザに提供する個別調整用パラメータを決定する際のモードであるデバッグモード時は書込み面選択信号を選択する。これにより、半導体装置1または半導体装置1を搭載している電子機器100のデバッグ作業を容易に行うことができる。
The selector 60 (mode switching means) selects one of a signal indicating the state of the
上記構成の回路の動作を説明する。ここでは、半導体装置1は図1に示す電子機器100に搭載されているものとする。また、初期設定回路10は、上述した4個のパラメータ値を保持しているものとする。
The operation of the circuit having the above configuration will be described. Here, it is assumed that the
電子機器100の電源が投入されると、初期設定回路10は、まず、第1番目のパラメータ値「10100000」を出力すると共に、書込み面選択信号「00」を出力する。この場合、このパラメータ値の第7〜第4ビット目のデータ「1010」は格納領域31に書き込まれる。また、入力側セレクタ42は、書込み面選択信号に従って格納領域41aを選択する。よって、このパラメータ値の第3〜第2ビット目のデータ「00」は格納領域41aに書き込まれる。さらに、入力側セレクタ52は、書込み面選択信号に従って格納領域51aを選択する。したがって、このパラメータ値の第1〜第0ビット目のデータ「00」は格納領域51aに書き込まれる。
When the electronic apparatus 100 is turned on, the
続いて、初期設定回路10は、第2番目のパラメータ値「10100001」を出力すると共に、書込み面選択信号「01」を出力する。この場合、入力側セレクタ42は、書込み面選択信号に従って再び格納領域41aを選択する。よって、このパラメータ値の第3〜第2ビット目のデータ「00」が格納領域41aに書き込まれる。すなわち、格納領域41aに格納されるデータは「00」のままである。一方、入力側セレクタ52は、書込み面選択信号に従って格納領域51bを選択する。よって、このパラメータ値の第1〜第0ビット目のデータ「01」は格納領域51bに書き込まれる。
Subsequently, the
さらに、初期設定回路10は、第3番目のパラメータ値「10101110」を出力すると共に、書込み面選択信号「10」を出力する。この場合、入力側セレクタ42は、書込み面選択信号に従って格納領域41bを選択する。よって、このパラメータ値の第3〜第2ビット目のデータ「11」は格納領域41bに書き込まれる。また、入力側セレクタ52は、書込み面選択信号に従って格納領域51cを選択する。よって、このパラメータ値の第1〜第0ビット目のデータ「10」は格納領域51cに書き込まれる。
Further, the
最後に、初期設定回路10は、第4番目のパラメータ値「10101111」を出力すると共に、書込み面選択信号「11」を出力する。この場合、入力側セレクタ42は、書込み面選択信号に従って再び格納領域41bを選択する。よって、このパラメータ値の第3〜第2ビット目のデータ「11」が格納領域41bに書き込まれる。すなわち、格納領域41bに格納されるデータは「11」のままである。一方、入力側セレクタ52は、書込み面選択信号に従って格納領域51dを選択する。よって、このパラメータ値の第1〜第0ビット目のデータ「11」は格納領域51dに書き込まれる。
Finally, the
なお、格納領域31は、第1〜第4番目のパラメータ値が与えられる毎に更新されることになる。ただし、それら4つのパラメータ値の第7〜第4ビットは、すべて同じデータ「1010」である。よって、格納領域31は、第1〜第4番目のパラメータ値が順番に与えられた後、「1010」を格納する状態となる。
The
上記手順により、格納領域31には「1010」が格納され、格納領域41a及び41bにはそれぞれ「00」及び「11」が格納され、格納領域51a〜51dにはそれぞれ「00」〜「11」される。
By the above procedure, “1010” is stored in the
出力側セレクタ43は、ヒューズ21aの状態に応じてデータを選択する。ここでは、ヒューズ21aが「1:非切断状態」であり、格納領域41bに格納されている「11」が選択されるものとする。同様に、出力側セレクタ53は、ヒューズ21bの状態およびヒューズ21cの状態の組合せに応じてデータを選択する。ここでは、ヒューズ21bが「0:切断状態」であり、ヒューズ21cが「1:非切断状態」であるものとする。そうすると、出力側セレクタ53は、格納領域51bに格納されている「01」を選択する。この結果、レジスタ20は、図3に示すように「10101101」を出力する。
The
このように、実施形態の半導体装置1は、レジスタを用いて個別調整用パラメータを得る構成において、1または複数のヒューズの状態に応じて複数のレジスタ面を切り替える機能を導入した。このため、実施形態の半導体装置1は、ヒューズのみで個別調整用パラメータを設定する構成と比べてヒューズの個数が少なくなる。この結果、半導体装置の小型化を実現できる。
As described above, the
また、大量生産される多数の半導体装置1に対して個々に個別調整用パラメータを用意する必要はなく、各半導体装置1に対して共通に使用可能な複数のパラメータを提供すればよいので、半導体装置1のユーザの負担が軽くなる。
In addition, it is not necessary to individually prepare individual adjustment parameters for a large number of
1 半導体装置
2 レジスタ
2a〜2d 格納領域
3(3a、3b) ヒューズ
10 初期設定回路
20 レジスタ
21a〜21c ヒューズ
31、41a、41b、51a〜51d 格納領域
42、52 入力側セレクタ
43、53 出力側セレクタ
60 セレクタ
100 電子機器
DESCRIPTION OF
Claims (4)
互いに異なる複数の個別調整用パラメータを選択信号に従って上記複数の格納領域の中の対応する格納領域に導く入力側セレクタと、
上記複数の格納領域から1つの格納領域を選択するために切断状態または非切断状態に設定されているヒューズと、
上記ヒューズの状態に応じて選択された格納領域に格納されている個別調整用パラメータを選択して出力する出力側セレクタ、
を有する半導体装置。 A plurality of storage areas for storing individual adjustment parameters;
An input-side selector for guiding a plurality of different parameters for individual adjustment to a corresponding storage area among the plurality of storage areas according to a selection signal;
A fuse set to a cut state or a non-cut state to select one storage region from the plurality of storage regions;
An output side selector for selecting and outputting the individual adjustment parameters stored in the storage area selected according to the fuse state;
A semiconductor device.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of storage areas constitute a part of a register specified by one address.
上記出力側セレクタは、上記選択信号に従って上記複数の格納領域の中の対応する格納領域に格納されている個別調整用パラメータを選択して出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
Further comprising mode switching means for guiding the selection signal to the output-side selector in accordance with a mode switching signal;
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the output-side selector selects and outputs an individual adjustment parameter stored in a corresponding storage area of the plurality of storage areas in accordance with the selection signal. .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080902 |