JP2008258775A - Method for designing integrated circuits comprising logical function circuit and self-diagnosis circuit - Google Patents

Method for designing integrated circuits comprising logical function circuit and self-diagnosis circuit Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for designing integrated circuits comprising a logical function circuit and a self-diagnosis circuit, wherein an error detection rate can be easily calculated, a node to be monitored can be easily optimized and a node cover rate is high. <P>SOLUTION: The method comprises a first step S1 for composing test integrated circuits KT on the basis of a monitor node test list LM, a second step S2 for executing fault simulation and judging whether or not a toggle of each node can be detected by the self-diagnosis circuit KC, a third step S3 for calculating an error detection rate from the toggle detection possibility judgment result, and a fourth step S4 for judging whether or not the error detection rate is a standard error detection rate and more; wherein, when the error detection rate is less than the standard error detection rate, the monitor node test list LM is changed and processing is returned to the first step S1, and when the error detection rate is the standard error detection rate and more, the test integrated circuits KT are adopted to end the design of the integrated circuits. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定の機能を発揮するように論理素子が接続されて構成される論理機能回路と、該論理機能回路における所定のノードの状態をモニタする自己診断回路と、からなる統合回路の設計方法に関する。   The present invention relates to a design of an integrated circuit comprising a logic function circuit configured by connecting logic elements so as to exhibit a predetermined function, and a self-diagnostic circuit for monitoring the state of a predetermined node in the logic function circuit. Regarding the method.

診断機能付論理集積回路およびその設計方法が、特開2000−8892号公報(特許文献1)に開示されている。   A logic integrated circuit with a diagnostic function and a design method thereof are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-8892 (Patent Document 1).

近年、IEC61508といった機能安全の規格が制定され、所定の機能を発揮するように論理素子が接続されて構成される論理機能回路においては、該論理機能回路の誤動作を自己診断回路により検出し、正常動作を回復することができるような設計が求められている。具体的には、自己診断回路の出力端子(エラー検出端子)をCPU等の制御回路の割り込み端子に挿入し、論理機能回路の実使用時に誤動作が発生すると、自己診断回路が誤動作を検出してエラー信号を出力し、CPUがエラー信号の入力を認識して、装置を安全側に動作するように対処する。
特開2000−8892号公報
In recent years, a functional safety standard such as IEC61508 has been established, and in a logic function circuit configured by connecting logic elements so as to exhibit a predetermined function, a malfunction of the logic function circuit is detected by a self-diagnosis circuit, and normal There is a need for a design that can restore operation. Specifically, when the output terminal (error detection terminal) of the self-diagnosis circuit is inserted into the interrupt terminal of a control circuit such as a CPU, and a malfunction occurs during actual use of the logic function circuit, the self-diagnosis circuit detects the malfunction. An error signal is output, and the CPU recognizes the input of the error signal and takes measures to operate the device safely.
JP 2000-8892 A

上記論理機能回路を設計するに当たっては、通常、論理シミュレータが用いられる。   In designing the logic function circuit, a logic simulator is usually used.

図4は、論理シミュレータを利用した、上記論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method for designing an integrated circuit including the logic function circuit and the self-diagnosis circuit using a logic simulator.

図4に示す統合回路KTは、論理機能回路KLと自己診断回路KCとで構成されている。論理機能回路KLは、所定の機能を発揮するように種々の論理素子が接続されて構成された回路である。論理機能回路KLは、図4に示すように実動作状態に基づいた機能テストパターンを入力した時に所定の論理機能回路出力が得られるように、論理シミュレータを用いて設計される。   The integrated circuit KT shown in FIG. 4 includes a logic function circuit KL and a self-diagnosis circuit KC. The logic function circuit KL is a circuit configured by connecting various logic elements so as to exhibit a predetermined function. The logic function circuit KL is designed using a logic simulator so that a predetermined logic function circuit output can be obtained when a function test pattern based on the actual operation state is input as shown in FIG.

図4に示す統合回路KTの自己診断回路KCは、論理機能回路KLにおける図中の白丸と黒丸で示した論理素子の複数あるノード(接続点)のうち、黒丸で示した所定のノードの状態をモニタすることによって、論理機能回路KLの故障の有無を検出する回路となっている。自己診断回路KCを最適に設計するには、自己診断回路KCがモニタしている論理機能回路KLのノードが最適に設定されており、自己診断回路KCがエラーを検出するノードカバー率が最大化されているかどうかを判断する必要がある。   The self-diagnosis circuit KC of the integrated circuit KT shown in FIG. 4 is a state of a predetermined node indicated by a black circle among a plurality of nodes (connection points) of logic elements indicated by white circles and black circles in the figure in the logic function circuit KL. Is a circuit that detects the presence or absence of a failure in the logic function circuit KL. To optimally design the self-diagnosis circuit KC, the node of the logic function circuit KL monitored by the self-diagnosis circuit KC is optimally set, and the node coverage rate at which the self-diagnosis circuit KC detects an error is maximized. It is necessary to judge whether it has been.

このため、図4に示す論理シミュレータを用いて、以下の手順で自己診断回路KCのエラー検出率(%)を算定し、自己診断回路KCがモニタしているノードが適切かどうかを判定する。すなわち、図4に示すように、(1)論理シミュレータのFORCEコマンドを用いて、図中に太い×印で示したように論理機能回路KLの所定のノードを0または1にスタックし、所定のノードで強制的に故障を発生させる。(2)上記所定のノードをスタックした場合の論理機能回路出力と自己診断回路出力を照合して、自己診断回路KCでエラーが検出されているかどうかを判定する。(3)スタックするノードを変えて上記(1)と(2)のステップを実施し、これらの結果を統合して、自己診断回路KCのエラー検出率を算定する。(4)自己診断回路KCがモニタするノードを変えて上記(1)〜(3)のステップを実施し、モニタするノードを変えた場合の自己診断回路KCのエラー検出率を比較して、自己診断回路KCがモニタするノードが適切かどうかを判断する。   Therefore, using the logic simulator shown in FIG. 4, the error detection rate (%) of the self-diagnosis circuit KC is calculated by the following procedure, and it is determined whether the node monitored by the self-diagnosis circuit KC is appropriate. That is, as shown in FIG. 4, (1) by using the FORCE command of the logic simulator, a predetermined node of the logic function circuit KL is stacked at 0 or 1 as shown by a thick x mark in the figure, Force a failure on the node. (2) The logic function circuit output when the predetermined node is stacked and the self-diagnosis circuit output are collated to determine whether an error is detected in the self-diagnosis circuit KC. (3) The above steps (1) and (2) are performed by changing the stacked nodes, and the error detection rate of the self-diagnosis circuit KC is calculated by integrating these results. (4) Steps (1) to (3) are performed by changing the node monitored by the self-diagnostic circuit KC, and the error detection rate of the self-diagnostic circuit KC when the monitored node is changed is compared. It is determined whether the node monitored by the diagnostic circuit KC is appropriate.

上記したように、論理機能回路KLの設計に利用する論理シミュレータを用いれば、自己診断回路KCがモニタしている論理機能回路KLのノードの良否を判定して、自己診断回路KCを最適設計することが可能である。しかしながら、上記論理シミュレータを用いた設計方法では、論理機能回路KLの全ノードを一点ずつFORCEコマンドによりスタックさせてシミュレーションし、論理機能回路出力と自己診断回路出力を照合チェックする必要がある。従って、大規模な論理機能回路で最大化されたエラー検出率を得ようとすると、その検証も膨大なものとなる。   As described above, when the logic simulator used for designing the logic function circuit KL is used, the quality of the node of the logic function circuit KL monitored by the self-diagnosis circuit KC is determined, and the self-diagnosis circuit KC is optimally designed. It is possible. However, in the design method using the logic simulator, it is necessary to perform simulation by stacking all the nodes of the logic function circuit KL one by one with the FORCE command and checking the logic function circuit output and the self-diagnosis circuit output. Therefore, if an error detection rate maximized by a large-scale logic function circuit is obtained, the verification becomes enormous.

そこで本発明は、論理機能回路と、該論理機能回路の所定のノードをモニタすることによって故障の有無を検出する自己診断回路とからなる統合回路の設計方法であって、大規模な論理機能回路に対しても容易に自己診断回路のエラー検出率を算定することができ、自己診断回路がモニタするノードの最適化が容易で、自己診断回路がエラーを検出するノードカバー率が高い、論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention is an integrated circuit design method comprising a logic function circuit and a self-diagnosis circuit that detects the presence or absence of a failure by monitoring a predetermined node of the logic function circuit. The error detection rate of the self-diagnostic circuit can be calculated easily, the optimization of the nodes monitored by the self-diagnostic circuit is easy, and the node coverage rate at which the self-diagnostic circuit detects errors is high. An object of the present invention is to provide an integrated circuit design method comprising a circuit and a self-diagnosis circuit.

請求項1に記載の発明は、所定の機能を発揮するように論理素子が接続されて構成される論理機能回路と、前記論理機能回路における前記論理素子の複数あるノード(接続点)のうち、所定のノードの状態をモニタすることによって、前記論理機能回路の故障の有無を検出する自己診断回路と、からなる統合回路の設計方法であって、前記自己診断回路がモニタするモニタノードテストリストを作成し、前記モニタノードテストリストに基づいて、前記論理機能回路と前記自己診断回路とを接続して、テスト統合回路を構成する第1ステップと、前記テスト統合回路の故障シミュレーションを実施し、前記テスト統合回路における前記論理機能回路の複数ある各ノードのトグルについて、自己診断回路による検出の可否を判定する第2ステップと、前記テスト統合回路のエラー検出率として、前記各ノードのトグル検出可否判定結果から、前記複数あるノードに対してトグル検出可能なノードの割合を算出する第3ステップと、前記テスト統合回路のエラー検出率が、所定の規格エラー検出率以上であるか否かを判定する第4ステップとを有してなり、前記第4ステップにおいて、前記テスト統合回路のエラー検出率が規格エラー検出率より小さい場合には、前記モニタノードテストリストを変更して、前記第1ステップに戻り、第1ステップ以降の各ステップを実施し、前記テスト統合回路のエラー検出率が規格エラー検出率以上である場合には、前記第1ステップにおけるモニタノードテストリストに基づいて構成したテスト統合回路を採用して、前記統合回路の設計を終了することを特徴としている。   The invention according to claim 1 is, among a logic function circuit configured by connecting logic elements so as to exhibit a predetermined function, and a plurality of nodes (connection points) of the logic elements in the logic function circuit, An integrated circuit design method comprising: a self-diagnosis circuit that detects the presence or absence of a failure of the logic function circuit by monitoring a state of a predetermined node, wherein a monitor node test list monitored by the self-diagnosis circuit Creating a first step of connecting the logic function circuit and the self-diagnosis circuit based on the monitor node test list to configure a test integrated circuit, and performing a failure simulation of the test integrated circuit, A second step for determining whether or not the self-diagnostic circuit can detect the toggle of each of the plurality of logic function circuits in the test integrated circuit. A third step of calculating a ratio of nodes that can be toggle-detected with respect to the plurality of nodes from the result of determination of toggle detection of each node as an error detection rate of the test integrated circuit; And a fourth step of determining whether or not the error detection rate is equal to or higher than a predetermined standard error detection rate. In the fourth step, the error detection rate of the test integrated circuit is greater than the standard error detection rate. If smaller, change the monitor node test list, return to the first step, perform the steps after the first step, and the error detection rate of the test integrated circuit is greater than or equal to the standard error detection rate Adopts a test integrated circuit configured based on the monitor node test list in the first step, and finishes the design of the integrated circuit. It is characterized in that.

上記論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法は、自己診断回路がモニタする論理機能回路のノードの良否を判定し最適化するにあたって、故障シミュレータを利用するものである。故障シミュレータは、論理シミュレータのように論理機能回路のノードに対してFORCEコマンドによりスタックさせてエラーを発生させることなく、論理機能回路に入力される機能テストパターンに対して、どのノードがトグルし、そのトグル状態にあることを、外部から(すなわち自己診断回路により)検出可能であるか否かを論理的に判定することができる。このように、故障シミュレータを用いれば、一回のシミュレーションで、論理機能回路の全てのノードについてのトグル状態検出可否を判定することが可能である。   The integrated circuit design method including the logic function circuit and the self-diagnosis circuit uses a failure simulator in determining and optimizing the nodes of the logic function circuit monitored by the self-diagnosis circuit. The failure simulator does not cause an error by stacking the nodes of the logic function circuit by the FORCE command like the logic simulator, and which node toggles with respect to the function test pattern input to the logic function circuit, It can be logically determined whether or not the toggle state can be detected from the outside (that is, by a self-diagnostic circuit). As described above, if the failure simulator is used, it is possible to determine whether or not the toggle state can be detected for all the nodes of the logic function circuit in one simulation.

この故障シミュレータのトグル検出可否判定機能を利用して、上記統合回路の設計方法は、一回のシミュレーションで、一つのモニタノードテストリストに基づいたテスト統合回路における自己診断回路のエラー検出率を算出するものである。従って、上記統合回路の設計方法においては、一つのモニタノードテストリストに係るエラー検出率を得るため、論理シミュレータを用いる場合のように全ノードを一点ずつスタックさせてシミュレーションを繰り返す必要がない。また、前記一つのモニタノードテストリストに基づいたテスト統合回路の一回のシミュレーションで、自己診断回路によりトグルが検出できてないノードが判明するため、変更すべき自己診断回路がモニタするノードの選択が容易となる。このため、次にテストするモニタノードテストリストに基づいた統合回路において、自己診断回路のエラー検出率を向上する確率がより高められる。   Using the fault simulator toggle detection enable / disable determination function, the integrated circuit design method calculates the error detection rate of the self-diagnostic circuit in the test integrated circuit based on one monitor node test list in one simulation. To do. Therefore, in the integrated circuit design method, it is not necessary to stack all the nodes one by one and repeat the simulation as in the case of using a logic simulator in order to obtain an error detection rate related to one monitor node test list. In addition, since the self-diagnostic circuit finds a node whose toggle is not detected in one simulation of the test integrated circuit based on the one monitor node test list, the node to be monitored by the self-diagnostic circuit to be changed is selected. Becomes easy. For this reason, in the integrated circuit based on the monitor node test list to be tested next, the probability of improving the error detection rate of the self-diagnosis circuit is further increased.

以上のようにして、上記論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法は、論理機能回路と、該論理機能回路の所定のノードをモニタすることによって故障の有無を検出する自己診断回路とからなる統合回路の設計方法であって、大規模な論理機能回路に対しても容易に自己診断回路のエラー検出率を算定することができ、自己診断回路がモニタするノードの最適化が容易で、自己診断回路がエラーを検出するノードカバー率が高い、論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法とすることができる。   As described above, the integrated circuit design method including the logic function circuit and the self-diagnosis circuit includes a logic function circuit and a self-diagnosis that detects the presence or absence of a failure by monitoring a predetermined node of the logic function circuit. A method for designing an integrated circuit comprising a circuit, which can easily calculate an error detection rate of a self-diagnostic circuit even for a large-scale logic function circuit, and optimizes a node monitored by the self-diagnostic circuit. An integrated circuit design method including a logic function circuit and a self-diagnosis circuit, which is easy and has a high node coverage ratio where the self-diagnosis circuit detects an error, can be provided.

上記論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法においては、請求項2に記載のように、前記第2ステップにおいて、前記テスト統合回路の故障シミュレーション時に、前記論理機能回路の実動作状態に基づいた機能テストパターンを入力することが好ましい。これにより、論理機能回路の実動作に近い状態での自己診断回路がエラーを検出するノードカバー率を判定することができる。従って、当該設計方法によって設計される論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路は、実動作においても、高い機能安全性能を確保することができる。   In the integrated circuit design method comprising the logic function circuit and the self-diagnosis circuit, the actual operation of the logic function circuit is performed during the failure simulation of the test integrated circuit in the second step. It is preferable to input a function test pattern based on the state. As a result, the node coverage rate at which the self-diagnostic circuit in the state close to the actual operation of the logic function circuit detects an error can be determined. Therefore, the integrated circuit composed of the logic function circuit and the self-diagnosis circuit designed by the design method can ensure high functional safety performance even in actual operation.

上記論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法は、請求項3に記載のように、前記統合回路を、1個のLSIに構成する場合にも適用可能である。   The integrated circuit design method including the logic function circuit and the self-diagnosis circuit can be applied to a case where the integrated circuit is configured as a single LSI.

この場合、上記論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法は、請求項4に記載のように、前記自己診断回路の出力ピンを、1個とする場合にも適用可能である。   In this case, the integrated circuit design method including the logic function circuit and the self-diagnosis circuit can be applied to a case where the number of output pins of the self-diagnosis circuit is one as described in claim 4. .

本発明は、所定の機能を発揮するように論理素子が接続されて構成される論理機能回路と、前記論理機能回路における論理素子の複数あるノード(接続点)のうち、所定のノードの状態をモニタすることによって、論理機能回路の故障の有無を検出する自己診断回路と、からなる統合回路の設計方法に関する。以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。   The present invention relates to a logic function circuit configured by connecting logic elements so as to exhibit a predetermined function, and a state of a predetermined node among a plurality of nodes (connection points) of the logic elements in the logic function circuit. The present invention relates to a method for designing an integrated circuit comprising a self-diagnosis circuit that detects the presence or absence of a failure in a logic function circuit by monitoring. The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の上記した論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法を説明する図である。また、図2は、本発明の上記した論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法の設計手順を示すフロー図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a method of designing an integrated circuit comprising the above-described logic function circuit and self-diagnosis circuit of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the design procedure of the integrated circuit design method comprising the above-described logic function circuit and self-diagnosis circuit of the present invention.

図1に示す統合回路KTは、図4に示した統合回路KTと同じもので、論理機能回路KLと自己診断回路KCとで構成されている。論理機能回路KLは、所定の機能を発揮するように種々の論理素子が接続されて構成された回路である。論理機能回路KLは、図4において説明したように、実動作状態に基づいた機能テストパターンを入力した時に所定の論理機能回路出力が得られるように、論理シミュレータを用いて設計される。   The integrated circuit KT shown in FIG. 1 is the same as the integrated circuit KT shown in FIG. 4 and includes a logic function circuit KL and a self-diagnosis circuit KC. The logic function circuit KL is a circuit configured by connecting various logic elements so as to exhibit a predetermined function. As described in FIG. 4, the logic function circuit KL is designed using a logic simulator so that a predetermined logic function circuit output can be obtained when a function test pattern based on an actual operation state is input.

また、図1に示す統合回路KTの自己診断回路KCは、論理機能回路KLにおける図中の白丸と黒丸で示した論理素子の複数あるノード(接続点)のうち、黒丸で示した所定のノードの状態をモニタすることによって、論理機能回路KLの故障の有無を検出する回路となっている。   Further, the self-diagnosis circuit KC of the integrated circuit KT shown in FIG. 1 is a predetermined node indicated by a black circle among a plurality of nodes (connection points) of logic elements indicated by white circles and black circles in the figure in the logic function circuit KL. By monitoring this state, the circuit detects the presence or absence of a failure in the logic function circuit KL.

自己診断回路KCの内部構成も、論理シミュレータを用いて設計される。また、自己診断回路KCを最適に設計するには、内部構成だけでなく、自己診断回路KCがモニタしている論理機能回路KLのノードが最適に設定されており、自己診断回路KCがエラーを検出するノードカバー率が最大化されているかどうかを判断する必要がある。図1の統合回路KTにおける自己診断回路KCは、できるだけ少ない数のモニタ点で、高いノードカバー率を有していることが望ましい。   The internal configuration of the self-diagnosis circuit KC is also designed using a logic simulator. In addition, in order to optimally design the self-diagnosis circuit KC, not only the internal configuration but also the node of the logic function circuit KL monitored by the self-diagnosis circuit KC is optimally set. It is necessary to determine whether or not the detected node coverage is maximized. The self-diagnosis circuit KC in the integrated circuit KT in FIG. 1 desirably has a high node coverage with as few monitor points as possible.

このため、図1と図2に示す論理機能回路KLと自己診断回路KCとからなる統合回路KTの設計方法においては、故障シミュレータを用いて、自己診断回路KCのエラー検出率(%)を算定し、自己診断回路KCがモニタしているノードが適切かどうかを判定して、最適な統合回路KTを設計する。以下、図1と図2を参照しながら、設計手順を説明する。   For this reason, in the design method of the integrated circuit KT including the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC shown in FIGS. 1 and 2, the error detection rate (%) of the self-diagnosis circuit KC is calculated using a failure simulator. Then, it is determined whether the node monitored by the self-diagnosis circuit KC is appropriate, and the optimum integrated circuit KT is designed. Hereinafter, the design procedure will be described with reference to FIGS.

最初に、図2に示す第1ステップS1において、図1の自己診断回路KCがモニタする一回目のモニタノードテストリストLM(1)を作成する。このモニタノードテストリストLM(1)に基づいて、論理機能回路KLと自己診断回路KCとを接続して、一回目のテストに供するテスト統合回路KT(1)を構成する。   First, in the first step S1 shown in FIG. 2, the first monitor node test list LM (1) monitored by the self-diagnosis circuit KC of FIG. 1 is created. Based on the monitor node test list LM (1), the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC are connected to form the test integrated circuit KT (1) used for the first test.

次に、図2に示す第2ステップS2において、テスト統合回路KT(1)の故障シミュレーションを実施し、テスト統合回路KT(1)における論理機能回路KLの複数ある各ノードのトグルについて、自己診断回路KCによる検出の可否を判定する。   Next, in the second step S2 shown in FIG. 2, a failure simulation of the test integrated circuit KT (1) is performed, and self-diagnosis is performed on the toggle of each of the plurality of logic function circuits KL in the test integrated circuit KT (1). Whether or not detection by the circuit KC is possible is determined.

次に、図2に示す第3ステップS3において、テスト統合回路KT(1)のエラー検出率として、各ノードのトグル検出可否判定結果(図1のトグル検出可否判定リストLT(1))から、複数あるノードに対してトグル検出可能なノードの割合を算出する。   Next, in the third step S3 shown in FIG. 2, as the error detection rate of the test integrated circuit KT (1), from the toggle detection availability determination result (toggle detection availability determination list LT (1) in FIG. 1) of each node, The ratio of nodes capable of toggle detection is calculated for a plurality of nodes.

次に、図2に示す第4ステップS4において、テスト統合回路KT(1)のエラー検出率が、所定の規格エラー検出率以上であるか否かを判定する。   Next, in the fourth step S4 shown in FIG. 2, it is determined whether or not the error detection rate of the test integrated circuit KT (1) is equal to or higher than a predetermined standard error detection rate.

第4ステップS4において、テスト統合回路KT(1)のエラー検出率が規格エラー検出率より小さい場合には、図2に示す第5ステップS5において、モニタノードテストリストLM(1)を次のモニタノードテストリストLM(2)に変更して、第1ステップS1に戻り、第1ステップS1以降の各ステップS2〜S4を二回目のテスト統合回路KT(2)について実施する。   If the error detection rate of the test integration circuit KT (1) is smaller than the standard error detection rate in the fourth step S4, the monitor node test list LM (1) is displayed in the next monitor in the fifth step S5 shown in FIG. The node test list LM (2) is changed to return to the first step S1, and steps S2 to S4 after the first step S1 are performed on the second test integration circuit KT (2).

第4ステップS4において、テスト統合回路KT(1)のエラー検出率が規格エラー検出率以上である場合には、第1ステップS1におけるモニタノードテストリストLM(1)に基づいて構成したテスト統合回路KT(1)を採用して、統合回路KTの設計を終了する。   In the fourth step S4, when the error detection rate of the test integration circuit KT (1) is equal to or higher than the standard error detection rate, the test integration circuit configured based on the monitor node test list LM (1) in the first step S1 The design of the integrated circuit KT is completed by adopting KT (1).

上記した図1と図2に示す論理機能回路KLと自己診断回路KCとからなる統合回路KTの設計方法は、自己診断回路KCがモニタする論理機能回路KLのノードの良否を判定し最適化するにあたって、故障シミュレータを利用するものである。故障シミュレータは、論理シミュレータのように論理機能回路KLのノードに対してFORCEコマンドによりスタックさせてエラーを発生させることなく、論理機能回路KLに入力される機能テストパターンに対して、どのノードがトグルし、そのトグル状態にあることを、外部から(すなわち自己診断回路により)検出可能であるか否かを論理的に判定することができる。   The designing method of the integrated circuit KT including the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC shown in FIGS. 1 and 2 determines and optimizes the node of the logic function circuit KL monitored by the self-diagnosis circuit KC. In this case, a failure simulator is used. Like the logic simulator, the fault simulator does not cause an error by stacking the nodes of the logic function circuit KL with the FORCE command, and which node is toggled with respect to the function test pattern input to the logic function circuit KL. Then, it can be logically determined whether or not the toggle state can be detected from the outside (that is, by a self-diagnosis circuit).

図3は、上記した故障シミュレータによるトグル検出可否判定機能を簡単な統合回路で具体的に説明する図である。図3(a)は、簡単な論理機能回路KLaと自己診断回路KCaからなる統合回路KTaの構成図であり、図3(b)は、故障シミュレータによるトグル検出可否判定結果をまとめた図である。   FIG. 3 is a diagram for specifically explaining the toggle detection capability determination function by the failure simulator described above with a simple integrated circuit. FIG. 3A is a configuration diagram of an integrated circuit KTa composed of a simple logic function circuit KLa and a self-diagnosis circuit KCa, and FIG. 3B is a diagram summarizing the toggle detection feasibility determination result by the failure simulator. .

図3(a)には、統合回路KTaにおける論理機能回路KLaと自己診断回路KCaの各ノードDtrue,A1,B1,C1,A2,B2,C2,Dout,ERRが示されている。図3(b)の各表は、正常な場合と各ノードDtrue,A1,B1,C1,A2,B2,C2,Dout,ERRが、正常な場合と、それぞれ0と1にスタックした場合について作成される。例えば、図3(b)の上から2番目の表は、ノードA1が0にスタックした場合で、この場合には、入力Aが1で入力Bが0の時にノードC1,Doutにもエラーが現れる。この時のエラーは、自己診断回路KCaのノードERRに出力が出て検出することができるが、入力Aと入力Bがどちらも1の時には検出することができない。これら図3(b)に示す全ての表の結果から、図1に示すトグル検出可否判定リストLTが作成でき、これから自己診断回路KCaのエラー検出率を算出することが可能である。   FIG. 3A shows the nodes Dtrue, A1, B1, C1, A2, B2, C2, Dout, and ERR of the logic function circuit KLa and the self-diagnosis circuit KCa in the integrated circuit KTa. Each table in FIG. 3 (b) is created for normal cases and when each node Dtrue, A1, B1, C1, A2, B2, C2, Dout, ERR is normal, and stacked in 0 and 1, respectively. Is done. For example, the second table from the top in FIG. 3B shows the case where the node A1 is stacked at 0. In this case, when the input A is 1 and the input B is 0, an error also occurs in the nodes C1 and Dout. appear. The error at this time can be detected by outputting to the node ERR of the self-diagnosis circuit KCa, but cannot be detected when both the input A and the input B are 1. The toggle detection availability determination list LT shown in FIG. 1 can be created from the results of all the tables shown in FIG. 3B, and the error detection rate of the self-diagnostic circuit KCa can be calculated therefrom.

以上のように、故障シミュレータを用いれば、一回のシミュレーションで、論理機能回路KLの全てのノードについてのトグル状態検出可否を判定することが可能である。この故障シミュレータのトグル検出可否判定機能を利用して、図1と図2に示す統合回路KTの設計方法は、一回のシミュレーションで、一つのモニタノードテストリストLM(1)に基づいたテスト統合回路KT(1)における自己診断回路のエラー検出率を算出するものである。従って、図1と図2に示す統合回路KTの設計方法においては、一つのモニタノードテストリストLM(1)に係るエラー検出率を得るため、論理シミュレータを用いる場合のように全ノードを一点ずつスタックさせてシミュレーションを繰り返す必要がない。また、一つのモニタノードテストリストLM(1)に基づいたテスト統合回路KT(1)の一回のシミュレーションで、自己診断回路KCによりトグルが検出できてないノードが判明するため、変更すべき自己診断回路KCがモニタするノードの選択が容易となる。このため、次にテストするモニタノードテストリストLM(2)に基づいた統合回路KT(1)において、自己診断回路KCのエラー検出率を向上する確率がより高められる。   As described above, if the failure simulator is used, it is possible to determine whether or not the toggle state can be detected for all the nodes of the logic function circuit KL in one simulation. By utilizing the toggle detection capability determination function of this failure simulator, the design method of the integrated circuit KT shown in FIGS. 1 and 2 is a test integration based on one monitor node test list LM (1) in one simulation. The error detection rate of the self-diagnosis circuit in the circuit KT (1) is calculated. Therefore, in the design method of the integrated circuit KT shown in FIGS. 1 and 2, in order to obtain an error detection rate related to one monitor node test list LM (1), all nodes are pointed one by one as in the case of using a logic simulator. There is no need to stack and repeat the simulation. In addition, since the self-diagnostic circuit KC finds a node whose toggle cannot be detected in one simulation of the test integrated circuit KT (1) based on one monitor node test list LM (1), The node to be monitored by the diagnostic circuit KC can be easily selected. For this reason, in the integrated circuit KT (1) based on the monitor node test list LM (2) to be tested next, the probability of improving the error detection rate of the self-diagnosis circuit KC is further increased.

以上のようにして、図1と図2に示す統合回路KTの設計方法は、論理機能回路KLと、該論理機能回路KLの所定のノードをモニタすることによって故障の有無を検出する自己診断回路KCとからなる統合回路KTの設計方法であって、大規模な論理機能回路KLに対しても容易に自己診断回路KCのエラー検出率を算定することができ、自己診断回路KCがモニタするノードの最適化が容易で、自己診断回路KCがエラーを検出するノードカバー率が高い、論理機能回路KLと自己診断回路KCとからなる統合回路KTの設計方法とすることができる。   As described above, the design method of the integrated circuit KT shown in FIGS. 1 and 2 includes the logic function circuit KL and a self-diagnosis circuit that detects the presence or absence of a failure by monitoring a predetermined node of the logic function circuit KL. A method of designing an integrated circuit KT including KC, which can easily calculate the error detection rate of the self-diagnostic circuit KC even for a large-scale logic function circuit KL, and is a node monitored by the self-diagnostic circuit KC The design method of the integrated circuit KT composed of the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC, which is easy to optimize, and has a high node coverage rate at which the self-diagnosis circuit KC detects an error, can be obtained.

尚、図1と図2に示す論理機能回路KLと自己診断回路KCとからなる統合回路KTの設計方法においては、図2の第2ステップS2において、テスト統合回路KT(1)の故障シミュレーション時に、図1に示すように論理機能回路KLの実動作状態に基づいた機能テストパターンを入力することが好ましい。これにより、論理機能回路KLの実動作に近い状態での自己診断回路KCがエラーを検出するノードカバー率を判定することができる。従って、当該設計方法によって設計される論理機能回路KLと自己診断回路KCとからなる統合回路KTは、実動作においても、高い機能安全性能を確保することができる。   In the design method of the integrated circuit KT including the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC shown in FIGS. 1 and 2, in the second step S2 of FIG. 2, during the failure simulation of the test integrated circuit KT (1). As shown in FIG. 1, it is preferable to input a function test pattern based on the actual operation state of the logic function circuit KL. Thereby, it is possible to determine the node coverage rate at which the self-diagnosis circuit KC in the state close to the actual operation of the logic function circuit KL detects an error. Therefore, the integrated circuit KT including the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC designed by the design method can ensure high functional safety performance even in actual operation.

また、上記図1と図2に示す論理機能回路KLと自己診断回路KCとからなる統合回路KTの設計方法は、図1に示すように、統合回路KTを、1個のLSIに構成する場合にも適用可能である。   Further, the design method of the integrated circuit KT including the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC shown in FIGS. 1 and 2 is the case where the integrated circuit KT is configured as one LSI as shown in FIG. It is also applicable to.

この場合、上記図1と図2に示す論理機能回路KLと自己診断回路KCとからなる統合回路KTの設計方法は、図1に示すように、自己診断回路KCの出力ピンを、1個とする場合にも適用可能である。   In this case, the design method of the integrated circuit KT including the logic function circuit KL and the self-diagnosis circuit KC shown in FIGS. 1 and 2 is as follows. As shown in FIG. It is also applicable to

本発明の論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法を説明する図である。It is a figure explaining the design method of the integrated circuit which consists of the logic function circuit and self-diagnosis circuit of this invention. 本発明の論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法の設計手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the design procedure of the design method of the integrated circuit which consists of the logic function circuit and self-diagnosis circuit of this invention. 故障シミュレータによるトグル検出可否判定機能を簡単な統合回路で具体的に説明する図で、図3(a)は、簡単な論理機能回路KLaと自己診断回路KCaからなる統合回路KTaの構成図であり、(b)は、故障シミュレータによるトグル検出可否判定結果をまとめた図である。FIG. 3A is a diagram for specifically explaining the toggle detection capability determination function by the failure simulator using a simple integrated circuit. FIG. 3A is a configuration diagram of an integrated circuit KTa including a simple logic function circuit KLa and a self-diagnosis circuit KCa. (B) is the figure which put together the toggle detection availability determination result by a failure simulator. 論理シミュレータを利用した、論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法を説明する図である。It is a figure explaining the design method of the integrated circuit which consists of a logic function circuit and a self-diagnosis circuit using a logic simulator.

符号の説明Explanation of symbols

KL,KLa 論理機能回路
KC,KCa 自己診断回路
KT,KTa 統合回路
LM モニタノードテストリスト
LT トグル検出可否判定リスト
KL, KLa Logic function circuit KC, KCa Self-diagnosis circuit KT, KTa Integrated circuit LM Monitor node test list LT Toggle detection availability determination list

Claims (4)

所定の機能を発揮するように論理素子が接続されて構成される論理機能回路と、
前記論理機能回路における前記論理素子の複数あるノード(接続点)のうち、所定のノードの状態をモニタすることによって、前記論理機能回路の故障の有無を検出する自己診断回路と、からなる統合回路の設計方法であって、
前記自己診断回路がモニタするモニタノードテストリストを作成し、前記モニタノードテストリストに基づいて、前記論理機能回路と前記自己診断回路とを接続して、テスト統合回路を構成する第1ステップと、
前記テスト統合回路の故障シミュレーションを実施し、
前記テスト統合回路における前記論理機能回路の複数ある各ノードのトグルについて、自己診断回路による検出の可否を判定する第2ステップと、
前記テスト統合回路のエラー検出率として、前記各ノードのトグル検出可否判定結果から、前記複数あるノードに対してトグル検出可能なノードの割合を算出する第3ステップと、
前記テスト統合回路のエラー検出率が、所定の規格エラー検出率以上であるか否かを判定する第4ステップとを有してなり、
前記第4ステップにおいて、
前記テスト統合回路のエラー検出率が規格エラー検出率より小さい場合には、前記モニタノードテストリストを変更して、前記第1ステップに戻り、第1ステップ以降の各ステップを実施し、
前記テスト統合回路のエラー検出率が規格エラー検出率以上である場合には、前記第1ステップにおけるモニタノードテストリストに基づいて構成したテスト統合回路を採用して、前記統合回路の設計を終了することを特徴とする論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法。
A logic function circuit configured by connecting logic elements so as to exhibit a predetermined function;
An integrated circuit comprising: a self-diagnosis circuit that detects the presence or absence of a failure of the logic function circuit by monitoring a state of a predetermined node among a plurality of nodes (connection points) of the logic elements in the logic function circuit Design method,
Creating a monitor node test list to be monitored by the self-diagnosis circuit, connecting the logic function circuit and the self-diagnosis circuit based on the monitor node test list, and configuring a test integrated circuit;
Perform a failure simulation of the test integrated circuit,
A second step of determining whether or not the self-diagnostic circuit can detect the toggle of each of the plurality of nodes of the logic function circuit in the test integrated circuit;
A third step of calculating, as an error detection rate of the test integrated circuit, a ratio of nodes capable of toggle detection with respect to the plurality of nodes from a toggle detection availability determination result of each node;
A fourth step of determining whether an error detection rate of the test integrated circuit is equal to or higher than a predetermined standard error detection rate,
In the fourth step,
When the error detection rate of the test integrated circuit is smaller than the standard error detection rate, the monitor node test list is changed, the process returns to the first step, and the steps after the first step are performed.
When the error detection rate of the test integrated circuit is equal to or higher than the standard error detection rate, the test integrated circuit configured based on the monitor node test list in the first step is adopted, and the design of the integrated circuit is completed. An integrated circuit design method comprising a logic function circuit and a self-diagnosis circuit.
前記第2ステップにおいて、前記テスト統合回路の故障シミュレーション時に、
前記論理機能回路の実動作状態に基づいた機能テストパターンを入力することを特徴とする請求項1に記載の論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法。
In the second step, at the time of failure simulation of the test integrated circuit,
2. The integrated circuit design method comprising a logic function circuit and a self-diagnosis circuit according to claim 1, wherein a function test pattern based on an actual operation state of the logic function circuit is input.
前記統合回路を、1個のLSIに構成することを特徴とする請求項1または2に記載の論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法。   3. The integrated circuit design method comprising a logic function circuit and a self-diagnosis circuit according to claim 1, wherein the integrated circuit is configured as one LSI. 前記自己診断回路の出力ピンを、1個とすることを特徴とする請求項3に記載の論理機能回路と自己診断回路とからなる統合回路の設計方法。   4. The method for designing an integrated circuit comprising a logic function circuit and a self-diagnosis circuit according to claim 3, wherein the number of output pins of the self-diagnosis circuit is one.
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