JP2007265518A - デコーダのテスト回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】 メモリセルへアクセスすることなくデコーダのテストを行うことのできる、デコーダのテスト回路を提供する。
【解決手段】 デコーダ110のテスト回路は、テストモード時にはデコーダ110へ外部からのテスト用入力データを入力するセレクタ1と、テストモード時にテスト用入力データを入力の時系列の順に格納する入力データ格納部2と、テストモード時にデコーダ110からの出力を入力データと同じ符号化方式のエンコードデータとして出力するエンコーダ3と、エンコーダ3から出力されるエンコードデータを時系列の順に格納するエンコードデータ格納部4と、入力データ格納部2に格納されたテスト用入力データと、エンコードデータ格納部4に格納されたエンコードデータとを、格納された時系列の順に比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示す一致/不一致信号を出力する比較部5とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、デコーダのテスト回路に関し、特にメモリへアクセスするアドレス信号を生成するデコーダのテスト回路に関する。
半導体集積回路に搭載されるメモリのテスト方法、テスト回路を考える場合、面積的に多くの割合を占めるメモリセル領域で発生する故障をいかに効率よく検出できるか、を考えることが多い。ところが、実際にメモリの不良を解析した場合、メモリへアクセスするワード線信号を生成するデコーダで発生する不良も比較的多い。
そこで、このデコーダをテストするための方法として、メモリセルに対するマーチングパターン試験によりデコーダで発生する不良を検出するメモリテスト方式が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。あるいは、デコーダの故障箇所を検出する回路として、デコーダへ入力するアドレス情報に検査符号を付して、デコーダが指定するメモリ位置へその検査符号を書き込んでおき、テスト時には、デコーダ入力側の検査符号とメモリから読み出した検査符号とを比較し、その間に不一致があったときはデコーダの不良を検出したこととするメモリ誤り判定回路が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、上述のテスト方法や回路では、アクセスに時間のかかるメモリセルからのデータの読み出しが必要であり、デコーダのテストに時間がかかるという問題があった。また、テストで不良が発見されても、それが、本当にデコーダに起因するものなのか、あるいはメモリセルの不具合によるものかを解析しなければならず、不良箇所の特定に手間と時間がかかるという問題があった。
特開平5−266694号公報 (第6ページ、図7) 特開平6−59985号公報 (第3−4ページ、図1)
そこで、本発明の目的は、メモリセルへアクセスすることなくデコーダのテストを行うことのできる、デコーダのテスト回路を提供することにある。
本発明の一態様によれば、符号化された入力データをデコードするデコーダのテスト回路であって、テストモード信号による切り替えにより、テストモード時には前記デコーダへテスト用入力データを入力するセレクタと、前記テストモード時に前記デコーダへ入力される前記テスト用入力データが入力の時系列の順に格納される入力データ格納部と、前記テストモード時に前記デコーダから出力される前記テスト用入力データのデコード結果を入力データと同じ符号化方式でエンコードしてエンコードデータを出力するエンコーダと、前記エンコードデータが前記入力の時系列の順に格納されるエンコードデータ格納部と、前記入力データ格納部に格納された前記テスト用入力データと前記エンコードデータ格納部に格納された前記エンコードデータとを、格納された時系列の順に比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示す一致/不一致信号を出力する比較部とを備えることを特徴とするデコーダのテスト回路が提供される。
また、本発明の別の一態様によれば、符号化された入力データをデコードするデコーダのテスト回路であって、ランダムデータを発生させるランダムデータ発生部と、外部より指定されたn回まで前記ランダムデータ発生部が前記ランダムデータを発生するように、前記ランダムデータ発生部における前記ランダムデータの発生回数をカウントするカウント部と、前記カウンタのカウント値が1のときに前記ランダムデータ発生部が発生させた初回ランダムデータを格納する初回ランダムデータ格納部と、前記カウンタのカウント値が1から(n−1)までの間は前記ランダムデータ発生部から出力される前記ランダムデータを前記デコーダへ入力し、前記カウンタのカウント値がnとなったときは前記初回ランダムデータ格納部に格納されている前記初回ランダムデータを前記デコーダへ入力するセレクタと、前記デコーダの出力を入力データと同じ符号化方式でエンコードするエンコーダと、前記カウンタのカウント値が1のときの前記エンコーダの出力を格納する初回エンコードデータ格納部と、前記カウンタのカウント値がnのときの前記エンコーダの出力を格納するn回目エンコードデータ格納部と、前記初回エンコードデータ格納部の出力と、前記n回目エンコードデータ格納部の出力とを比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示す一致/不一致信号を出力する比較部とを備えることを特徴とするデコーダのテスト回路が提供される。
本発明によれば、メモリセルへアクセスすることなくデコーダのテストを行うことができるので、半導体集積回路に搭載されたメモリに発生した不良がデコーダに起因したものかどうかの特定を容易に行うことができる。
本発明の実施の形態では、半導体集積回路の内部で生成されるアドレス信号をデコードして、半導体集積回路に内蔵されるメモリセルのワード線を選択するワード信号を出力するデコーダを対象として、このデコーダをテストするためのテスト回路を示す。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例1に係るデコーダのテスト回路の構成の例を示すブロック図である。本実施例は、半導体集積回路100に内蔵されるメモリセル120に対して、アドレス信号をデコードしてワード線選択信号を出力するデコーダ110をテストするテスト回路である。なお、ここで行うテストは、デコーダ110が正しく動作するかどうかを検査するファンクションテストである。
本実施例のテスト回路は、テストモード信号による切り替えにより、テストモード時にはデコーダ110へ外部からのテスト用入力データを入力するセレクタ1と、テストモード時にテスト用入力データを入力の時系列の順に格納する入力データ格納部2と、テストモード時にデコーダ110から出力されるテスト用入力データのデコード結果を入力データと同じ符号化方式でエンコードしてエンコードデータを出力するエンコーダ3と、エンコーダ3から出力されるエンコードデータを時系列の順に格納するエンコードデータ格納部4と、入力データ格納部2に格納されたテスト用入力データと、エンコードデータ格納部4に格納されたエンコードデータとを、格納された時系列の順に比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示すファンクションテスト一致/不一致信号を出力する比較部5とを備える。
セレクタ1へは、通常動作時のアドレス信号と、外部からのテスト用入力データとが、入力され、外部からのテストモード信号による選択により、いずれかの入力が出力される。テストモード信号がテストモードを示すときは、テスト用入力データが選択され、デコーダ110へ入力される。これにより、テストモード時には、活性化率の高い入力データを効率よくデコーダ100へ与えることができる。
エンコーダ3は、デコーダ110から出力されるデータをデコーダ110へ入力されるデータと同じ符号化方式でエンコードする。したがって、デコーダ110が正常に動作していれば、エンコーダ3から出力されるデータは、デコーダ110へ入力されるデータと同じデータ値を有するはずである。
そこで、比較部5により、入力データ格納部2に格納されているテスト用入力データと、エンコードデータ格納部4に格納されたエンコードデータとのデータ値を、格納された時系列の順に比較する。比較部5は、その比較結果を、データ値が一致しているか不一致であるかを示す信号、すなわち、ファンクションテスト一致/不一致信号として出力する。
デコーダ110が正常に動作していないときは、比較部5から出力されるファンクションテスト一致/不一致信号が不一致を示すので、デコーダ110の出力異常を半導体集積回路100の外部で直ちに知ることができる。
図2は、本実施例のテスト回路によるデコーダ110のテストの様子を示す波形図である。
本実施例のテスト回路でデコーダ110のテストを行う場合、まず、テストモード信号によりテストモードを設定する。その後、テスト用入力データを順次入力する。いま、このテスト用入力データを、d1、d2、d3、・・・と表わすものとする。
入力データ格納部2は、この入力データd1、d2、d3、d4、・・・を入力された順に格納する。
また、入力データd1、d2、d3、d4、・・・は、セレクタ1を介してデコーダ110へ入力される。
デコーダ110は、入力されたデータd1、d2、d3、d4、・・・を順次デコードし、出力データw1、w2、w3、w4、・・・を出力する。
エンコーダ3は、デコーダ110の出力データw1、w2、w3、w4、・・・を順次エンコードし、エンコードデータe1、e2、e3、e4、・・・を出力する。
エンコード格納部4は、エンコーダ3から出力されたエンコードデータe1、e2、e3、e4、・・・を出力された順に格納する。
比較部5は、入力データ格納部2に格納されたデータd1、d2、d3、d4、・・・と、エンコード格納部4に格納されたデータe1、e2、e3、e4、・・・を格納された順に、順次比較する。すなわち、d1とe1、d2とe2、d3とe3、d4とe4、・・・という順にそのデータ値を比較する。その結果、比較部5は、入力データ格納部2に格納されたデータとエンコード格納部4に格納されたデータのデータ値が一致したときは、‘L’レベルを出力し、不一致のときは、‘H’レベルを出力するものとする。
この比較により、例えば、エンコード格納部4に格納されたデータe4が、入力データ格納部2に格納されたデータd4と不一致であった場合、比較部5から出力されるファンクションテスト一致/不一致信号が‘H’となる。
これにより、入力データe4に対するデコーダ110の出力データw4が正常値でないことが判明し、デコーダ110において、入力データe4に対するワード線出力回路に不良が発生していることを推定することができる。
このような本実施例によれば、デコーダのテストを行うときは、デコーダの出力をエンコードしてテストを行うので、メモリセルへアクセスする必要がなく、デコーダのテストを短時間で効率よく行うことができる。また、テスト時系列のどの時点で不一致が発生するかを知ることができるので、その時点でデコーダが出力しようとしているワード線出力に不良が発生していることを容易に推定することができる。
半導体集積回路の初期不良のスクリーニングや、信頼性試験のために、半導体集積回路にストレスを印加してテストを行うストレス印加試験が行われることがある。そのとき、デコーダ内部の回路に均等に効率よくストレスが印加されることが望まれる。また、ストレス印加後に、デコーダに不良が発生した場合には、その不良が半導体集積回路の外部から直ちに検出できることが望まれる。本実施例は、そのような要望に応えるテスト回路である。
図3は、本実施例のテスト回路の例を示すブロック図である。
本実施例のテスト回路は、ランダムデータを発生させるランダムデータ発生部11と、外部より指定されたn回までランダムデータを発生するように、ランダムデータ発生部11におけるランダムデータの発生回数をカウントするカウンタ12と、カウンタ12のカウント値が1のときにランダムデータ発生部11が発生させた初回ランダムデータを格納する初回ランダムデータ格納部13と、ストレス印加テストモード信号がストレス印加テストモードを示すときに、カウンタ12のカウント値が1から(n−1)までの間はランダムデータ発生部11から出力されるランダムデータをデコーダ110へ入力し、カウンタ12のカウント値がnとなったときは初回ランダムデータ格納部13に格納されている初回ランダムデータをデコーダ110へ入力するセレクタ14と、デコーダ110の出力をデコーダ110への入力データと同じ符号化方式でエンコードするエンコーダ15と、カウンタ12のカウント値が1のときのエンコーダ15の出力を格納する初回エンコードデータ格納部16と、カウンタ12のカウント値がnのときのエンコーダ15の出力を格納するn回目エンコードデータ格納部17と、初回エンコードデータ格納部16の出力と、n回目エンコードデータ格納部17の出力とを比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示す一致/不一致信号を出力する比較部と18を備える。
ランダムデータ発生部11は、デコーダ110の内部回路に均等にストレスが印加されるように、例えば乱数にもとづいて、ランダムデータを発生させる。
カウンタ12は、カウント1から順次カウントアップするカウンタであり、外部から指定される任意の値nまでカウントを続ける。ランダムデータ発生部11は、カウンタ12が1からnまでカウントをしている間、ランダムデータを発生させ続ける。
初回ランダムデータ格納部13は、カウンタ12のカウント値が1のときにランダムデータ発生部11が発生させたランダムデータを初回ランダムデータとして格納する。
セレクタ14は、通常動作時のアドレス信号と、ランダムデータ発生部11の出力と、初回ランダムデータ格納部13が入力され、外部からのストレス印加テストモード信号とカウンタ12の出力を選択信号として、デコーダ110へ入力するデータを選択する。
セレクタ14は、ストレス印加テストモード信号が通常動作モードを示すときは、セレクタ14から通常動作時のアドレス信号を出力する。
セレクタ14は、ストレス印加テストモード信号がストレス印加テストモードを示し、かつ、カウンタ12のカウント値が1から(n−1)までの間は、ランダムデータ発生部11から出力されるランダムデータを出力する。
セレクタ14は、ストレス印加テストモード信号がストレス印加テストモードを示し、かつ、カウンタ12のカウント値がnになったときは、初回ランダムデータ格納部13に格納されている初回ランダムデータを出力する。
エンコーダ15は、デコーダ110の出力をデコーダ110への入力データと同じ符号化方式でエンコードする。
初回エンコードデータ格納部16は、カウンタ12のカウント値が1のときにエンコーダ15から出力されるエンコードデータを初回エンコードデータとして格納する。
n回目エンコードデータ格納部17は、カウンタ12のカウント値がnのときにエンコーダ15から出力されるエンコードデータをn回目エンコードデータとして格納する。このカウンタ12のカウント値がnのときにデコーダ110へ入力されたデータは、セレクタ14の選択により、初回ランダムデータ格納部13に格納されている初回ランダムデータである。したがって、その直前までの(n−1)回のランダムテストパターン入力によるストレス印加でデコーダ110に不良が発現していなければ、n回目エンコードデータは、初回エンコードデータと同じデータとなるはずである。
そこで、比較部18により、初回エンコードデータ格納部16に格納されている初回エンコードデータと、n回目エンコードデータ格納部17に格納されているn回目エンコードデータとを比較する。もし、この比較により不一致が検出されれば、ランダムテストパターン入力によるストレス印加でデコーダ110に発生した不良を検出したことになる。
この比較部18の出力を、ストレス印加テスト一致/不一致信号として出力する。
図4は、本実施例のテスト回路によるデコーダ110のストレス印加テストの様子を示す波形図である。
本実施例のテスト回路でデコーダ110のストレス印加テストを行う場合、ストレス印加テストモード信号によりストレス印加テストモードを設定し、カウンタ12に対して所望のランダムデータ発生回数nを入力し、カウンタ12のカウント動作を開始させ、ランダムデータ発生部11によるランダムパターンの発生を開始する。
ランダムデータ発生部11は、n回にわたってランダムデータを発生させる。このうち、最初に発生させた初回ランダムデータは、初回ランダムデータ格納部13に格納される。
デコーダ110へは、カウンタ12のカウント値が1から(n−1)の間は、ランダムデータ発生部11から出力されるランダムパターンが入力される。このランダムパターンが、デコーダ110の内部回路へのストレスとなる。
カウンタ12のカウント値がnになると、デコーダ110へは、初回ランダムデータ格納部13に格納されている初回ランダムデータが入力される。すなわち、デコーダ110へは、カウンタ12のカウント値が1のときと、nのときは同じデータが入力される。
このような入力に対して、デコーダ110からは、出力データw1、w2、・・・、wnが出力される。
エンコーダ15は、初回のデコーダ110の出力データw1をエンコードしたときにエンコードデータe1を出力し、このエンコードデータe1は、初回エンコードデータ格納部16に格納される。また、エンコーダ15は、n回目のデコーダ110の出力データwnをエンコードしたときにエンコードデータenを出力し、このエンコードデータenは、n回目エンコードデータ格納部17に格納される。
ここで、デコーダ110に対しては、初回とn回目には同じデータを入力しているので、デコーダ110が正常に動作していれば、出力データwnは出力データw1と同じであるはずであり、そのエンコード出力enとe1も同じデータ値となるはずである。そこで、比較部18にて、n回目エンコードデータ格納部17に格納されているエンコードデータenが、初回エンコードデータ格納部16に格納されているエンコードデータe1と、等しいかどうか、すなわちen=e1であるかどうかを比較する。
その結果、比較部18は、en=e1であれば、ストレス印加テスト一致/不一致信号出力を‘L’レベルとし、en=e1でなければ、ストレス印加テスト一致/不一致信号出力を‘H’レベルとして、ストレス印加テストのテスト結果を半導体集積回路100の外部へ出力する。
このような本実施例によれば、ストレス印加前後に同じ入力データをデコーダへ入力し、そのデコーダの出力を比較することができる。これにより、ストレス印加でデコーダに不良が発生したかどうかを知ることができる。
実施例2におけるデコーダ110がCMOSで構成されている場合、その入力の信号レベルを中間レベルにすると、CMOSを構成するPMOSとNMOSが同時にオン状態となり、いわゆる貫通電流が流れて、デコーダ110へ与えるストレスをより強くすることができる。そこで、実施例3では、実施例2のテスト回路に中間電位印加部19を追加し、デコーダ110へ入力するランダムデータの信号レベルを中間電位にすることができるようにしたものである。
図5は、実施例3のテスト回路の構成の例を示すブロック図である。図5において、図3に示したブロックと同じ機能を有するブロックには図3と同一の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
中間電位印加部19は、カウンタ12のカウント値が2から(n−1)までの間、外部からの中間電位印加端子指定信号により指定されたデコーダ110の入力端子の信号レベルを中間電位として、セレクタ14から出力されるランダムデータをデコーダ110へ入力する。これにより、中間電位印加端子指定信号により指定されたデコーダ110の入力端子へは中間電位が入力され、その端子が接続される回路へのストレスが強まる。
このような本実施例によれば、デコーダへ与えるストレスを加速することができ、ストレス印加テストの時間を短縮することができる。
図6は、実施例4のテスト回路の構成の例を示すブロック図である。本実施例は、図3に示した実施例2の回路に、図1で示した実施例1のファンクションテスト用ブロックを追加したものである。そこで、図6においては、図3あるいは図1で示したブロックと同じ機能ブロックには、図3あるいは図1と同じ符号を付し、ここでは、その詳細な説明を省略する。
本実施例では、セレクタ31の切り換えにより、通常動作モードと、実施例1と同じファンクションテストを行うファンクションテストモードと、実施例2と同じストレス印加テストを行うストレス印加テストモードの切り替えを行う。
すなわち、セレクタ31へは、テストモード切り替え信号として、テストモード信号とストレス印加テストモード信号が入力される。
テストモード信号とストレス印加テストモード信号がともにテストモードでないときは、セレクタ31は、通常のアドレス信号を選択し、デコーダ11への入力とする。
テストモード信号をテストモードにすると、セレクタ31は、テスト用入力データを選択し、デコーダ11への入力とする。また、テスト用入力データは、入力データ格納部2に格納される。さらに、このときのエンコーダ15の出力は、エンコードデータ格納部4に格納される。そこで、比較部5で、入力データ格納部2に格納されたデータとエンコードデータ格納部4に格納されたデータを比較することにより、実施例1と同様のファンクションテストを行うことができる。
ストレス印加テストモード信号をテストモードにすると、セレクタ31は、セレクタ14の出力を選択し、デコーダ11への入力とする。このとき、実施例2と同様のストレス印加テストを行うことができる。
このような本実施例によれば、デコーダに対して、ファンクションテストおよびストレス印加テストのどちらのテストも行うことができる。
本発明の実施例1に係るデコーダのテスト回路の構成の例を示すブロック図。 本発明の実施例1に係るデコーダのテスト回路の動作の例を示す波形図。 本発明の実施例2に係るデコーダのテスト回路の構成の例を示すブロック図。 本発明の実施例2に係るデコーダのテスト回路の動作の例を示す波形図。 本発明の実施例3に係るデコーダのテスト回路の構成の例を示すブロック図。 本発明の実施例4に係るデコーダのテスト回路の構成の例を示すブロック図。
符号の説明
1、14、31 セレクタ
2 入力データ格納部
3、15 エンコーダ
4 エンコードデータ格納部
5、18 比較部
11 ランダムデータ発生部
12 カウンタ
13 初回ランダムデータ格納部
16 初回エンコードデータ格納部
17 n回目エンコードデータ格納部
19 中間電位印加部

Claims (4)

  1. 符号化された入力データをデコードするデコーダのテスト回路であって、
    テストモード信号による切り替えにより、テストモード時には前記デコーダへテスト用入力データを入力するセレクタと、
    前記テストモード時に前記デコーダへ入力される前記テスト用入力データが入力の時系列の順に格納される入力データ格納部と、
    前記テストモード時に前記デコーダから出力される前記テスト用入力データのデコード結果を入力データと同じ符号化方式でエンコードしてエンコードデータを出力するエンコーダと、
    前記エンコードデータが前記入力の時系列の順に格納されるエンコードデータ格納部と、
    前記入力データ格納部に格納された前記テスト用入力データと前記エンコードデータ格納部に格納された前記エンコードデータとを、格納された時系列の順に比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示す一致/不一致信号を出力する比較部と
    を備えることを特徴とするデコーダのテスト回路。
  2. 符号化された入力データをデコードするデコーダのテスト回路であって、
    ランダムデータを発生させるランダムデータ発生部と、
    外部より指定されたn回まで前記ランダムデータ発生部が前記ランダムデータを発生するように、前記ランダムデータ発生部における前記ランダムデータの発生回数をカウントするカウント部と、
    前記カウンタのカウント値が1のときに前記ランダムデータ発生部が発生させた初回ランダムデータを格納する初回ランダムデータ格納部と、
    前記カウンタのカウント値が1から(n−1)までの間は前記ランダムデータ発生部から出力される前記ランダムデータを前記デコーダへ入力し、前記カウンタのカウント値がnとなったときは前記初回ランダムデータ格納部に格納されている前記初回ランダムデータを前記デコーダへ入力するセレクタと、
    前記デコーダの出力を入力データと同じ符号化方式でエンコードするエンコーダと、
    前記カウンタのカウント値が1のときの前記エンコーダの出力を格納する初回エンコードデータ格納部と、
    前記カウンタのカウント値がnのときの前記エンコーダの出力を格納するn回目エンコードデータ格納部と、
    前記初回エンコードデータ格納部の出力と、前記n回目エンコードデータ格納部の出力とを比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示す一致/不一致信号を出力する比較部と
    を備えることを特徴とするデコーダのテスト回路。
  3. 外部からの指定により前記デコーダの任意の入力端子を選択する入力端子選択部と、
    前記入力端子選択部により選択された入力端子へ中間電位を印加する中間電位印加部と
    をさらに有することを特徴とする請求項2に記載のデコーダのテスト回路。
  4. テストモード信号による切り替えにより、テストモード時には前記デコーダへテスト用入力データを入力する第2のセレクタと、
    前記テストモード時に前記デコーダへ入力される前記テスト用入力データが入力の時系列の順に格納される入力データ格納部と、
    前記テストモード時に前記エンコータから出力されるエンコードデータが前記入力の時系列の順に格納されるエンコードデータ格納部と、
    前記時系列の順に、前記入力データ格納部からの前記入力データの読み出しと、前記エンコードデータ格納部からの前記エンコードデータの読み出しを行い、その読み出し順に前記入力データのデータ値と前記エンコードデータのデータ値とを比較し、そのデータ値が一致しているか不一致であるかを示す一致/不一致信号を出力する第2の比較部と
    をさらに有することを特徴とする請求項2に記載のデコーダのテスト回路。
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