JP2009079914A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit.
半導体集積回路に搭載されるロジック回路は、製造時、ハンドリング時、実装工程中、運用中などにおいて何らかの故障を起こし、正常に動作しないことがある。
従来、ロジック回路の故障検出方法としては、第一に回路を動作させて期待値との比較を行うテスト用のプログラムを用いる方法が用いられている。第二に期待値を発生するBIST(Built−In Self Test)回路をあらかじめ半導体集積回路に設ける方法が用いられている(例えば特許文献1参照)。図4は従来のBIST回路の機能的な構成を示したブロック図である。BIST回路100は、入力信号発生部101と、期待値比較部102と、期待値発生部103と、を含んで構成される。以下、BIST回路100の動作を説明する。入力信号発生部101にテスト開始信号が外部から入力されると、入力信号発生部101は入力信号を生成し、テスト対象のロジック回路である回路ブロック200と期待値発生部103に入力信号を入力する。期待値発生部103は、入力された入力信号に対して回路ブロック200が出力すべき出力信号の期待値を生成し、期待値比較部102に入力する。期待値比較部102は、期待値発生部103から入力された期待値と回路ブロック200から入力された出力信号の値が同じであるか否かの比較を行い、比較した結果、値が同じであれば回路ブロック200が正常に動作していると判断し、同じでなければ回路ブロック200が故障を起こしたと判断する。
Conventionally, as a failure detection method for a logic circuit, a method using a test program for operating a circuit and comparing it with an expected value is used. Secondly, a method in which a BIST (Built-In Self Test) circuit that generates an expected value is provided in advance in a semiconductor integrated circuit is used (see, for example, Patent Document 1). FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a conventional BIST circuit. The
しかし、上記第一の方法では、テスト対象のロジック回路の全ロジックの検査を行うためには膨大な長さの試験が必要であり、製品製造時にこれを行うことは困難である、という問題がある。また、上記第二の方法では、期待値発生部103により期待値を発生するアルゴリズムが複雑であり、この複雑なアルゴリズムを実現するために比較的大きなBIST回路を搭載する必要がある。実動作と無関係なBIST回路を搭載することになり回路面積が大きくなってしまう、という問題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体集積回路において、BIST回路を実装する規模を小さくすることにある。また、別の目的として、試験時間を短くし、効率的な試験を行うことにある。
However, in the first method described above, in order to inspect all logic of the logic circuit to be tested, a huge length of test is necessary, which is difficult to perform at the time of product manufacture. is there. In the second method, an algorithm for generating an expected value by the
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to reduce the scale of mounting a BIST circuit in a semiconductor integrated circuit. Another object is to shorten the test time and perform an efficient test.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、同一の機能を持つ複数のテスト対象回路と、前記テスト対象回路をテストするためのテスト回路と、を含む半導体集積回路であって、前記テスト回路は、前記複数のテスト対象回路に共通に入力するための入力信号を生成する入力信号生成部と、前記複数のテスト対象回路から出力される前記入力信号に対する出力信号を比較し、比較結果に基づいて良否判定を行う比較部と、を備えることを特徴とする半導体集積回路である。 The present invention has been made to solve the above problems, and one embodiment of the present invention includes a plurality of test target circuits having the same function, and a test circuit for testing the test target circuit. The test circuit includes an input signal generation unit that generates an input signal to be input in common to the plurality of test target circuits, and the input signal output from the plurality of test target circuits. A comparison unit that compares output signals with respect to each other and makes a pass / fail judgment based on the comparison result.
この発明によれば、複数のテスト対象回路に同じ入力信号を入力し、その出力信号を比較することにより、期待値発生部を実装することなく回路のテストを行う。これにより、BIST回路を実装する規模を小さくすることが可能となる。また、BIST回路を備えることにより、製品製造時に膨大な長さの試験をする必要がなくなり、試験時間を短くし、効率的な試験を行うことができる。 According to the present invention, the same input signal is input to a plurality of circuits to be tested, and the output signals are compared to test the circuit without mounting the expected value generation unit. This makes it possible to reduce the scale for mounting the BIST circuit. In addition, by providing the BIST circuit, it is not necessary to perform an enormous length test at the time of product manufacture, and the test time can be shortened and an efficient test can be performed.
また、本発明の一態様は、入力と出力とを備えるテスト対象回路と、前記テスト対象回路をテストするためのテスト回路と、を含む半導体集積回路であって、前記テスト回路は、前記テスト対象回路に入力するための入力信号を生成する入力信号生成部と、前記入力信号生成部により生成された入力信号を遅延させる入力信号遅延部と、前記テスト対象回路から出力される出力信号と、前記入力信号遅延部からの出力とを比較し、比較結果に基づいて良否判定を行なう比較部と、を備え、前記テスト対象回路は、出力するための値を保持する出力レジスタと、入力された値を保持する入力レジスタとを備えるとともに、通常時には所定の動作をするとともに、テスト時には前記入力レジスタの値を前記出力レジスタにコピーする、ことを特徴とする半導体集積回路である。 Another embodiment of the present invention is a semiconductor integrated circuit including a test target circuit having an input and an output, and a test circuit for testing the test target circuit, wherein the test circuit is the test target An input signal generation unit for generating an input signal for input to the circuit, an input signal delay unit for delaying the input signal generated by the input signal generation unit, an output signal output from the circuit under test, and A comparison unit that compares the output from the input signal delay unit and determines pass / fail based on the comparison result, and the circuit under test includes an output register that holds a value to be output, and an input value And an input register that holds a predetermined value during normal operation, and a value of the input register is copied to the output register during a test. Is a semiconductor integrated circuit to be.
この発明によれば、入力信号発生部により生成された入力信号と、テスト対象回路により生成された出力信号と、を比較することにより、期待値発生部を実装することなく回路のテストを行う。これにより、BIST回路を実装する規模を小さくすることができる。また、BIST回路を備えることにより、製品製造時に膨大な長さの試験をする必要がなくなり、試験時間を短くし、効率的な試験を行うことができる。 According to the present invention, the circuit is tested without mounting the expected value generator by comparing the input signal generated by the input signal generator with the output signal generated by the test target circuit. As a result, the scale for mounting the BIST circuit can be reduced. In addition, by providing the BIST circuit, it is not necessary to perform an enormous length test at the time of product manufacture, and the test time can be shortened and an efficient test can be performed.
また、本発明の一態様は、上記半導体集積回路において、前記テスト対象回路を複数備え、この複数のテスト対象回路は、前段の前記テスト対象回路の出力が次段の前記テスト対象回路の入力となるように直列に接続されており、前記入力信号生成部で生成される入力信号が最前段の前記テスト対象回路に入力されるように接続されており、最後段の前記テスト対象回路からの出力が前記比較部に入力するように接続されている、ことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, the semiconductor integrated circuit includes a plurality of the test target circuits, and the plurality of test target circuits are configured such that an output of the previous test target circuit is an input of the next test target circuit. Are connected in series so that the input signal generated by the input signal generator is input to the test target circuit in the forefront stage, and is output from the test target circuit in the last stage. Are connected to input to the comparison unit.
この発明によれば、複数のテスト対象を直列に接続することにより、一度に複数のテスト対象回路をテストすることができる。 According to the present invention, a plurality of test target circuits can be tested at a time by connecting a plurality of test targets in series.
本発明によれば、半導体集積回路において、BIST回路を実装する規模を小さくすることが可能となる。また、BIST回路を備えることにより、製品製造時に膨大な長さの試験をする必要がなくなり、試験時間を短くし、効率的な試験を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the scale of mounting a BIST circuit in a semiconductor integrated circuit. In addition, by providing a BIST circuit, it is not necessary to perform an enormous length test at the time of product manufacture, and the test time can be shortened and an efficient test can be performed.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の第一の実施形態によるBIST回路10を備えた半導体集積回路1の機能的な構成を示すブロック図である。
半導体集積回路1が内蔵する回路ブロック50−Aと回路ブロック50−Bは、同一の構成を持つロジック回路であり、例えば複数の乗算器と加算器を含んだ回路である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a semiconductor integrated
The circuit block 50-A and the circuit block 50-B built in the semiconductor
BIST回路10は、回路ブロック50−A(テスト対象回路)と回路ブロック50−B(テスト対象回路)の機能のテストを行う回路であり、半導体集積回路1に設けられ、入力信号発生部11と、期待値比較部12と、を含んで構成される。このBIST回路10は、期待値発生部103を含まない所が従来のBIST回路100と異なる。以下、上記構成のBIST回路10の動作を説明する。
入力信号発生部11は、外部からテスト開始信号が入力されると、入力信号を回路ブロック50−Aと回路ブロック50−Bに同時に入力する。この入力信号は回路ブロック50−Aと回路ブロック50−Bを通常通り動作させるための信号であり、その入力信号を生成するための情報はあらかじめ入力信号生成部11に記憶されている。この入力信号に対する回路ブロック50−Aと回路ブロック50−Bの出力信号は、期待値比較部12に入力される。
期待値比較部12は、回路ブロック50−Aから出力された出力信号と回路ブロック50−Bから出力された出力信号が同じか否かの比較を行い、比較した結果、同じであれば回路ブロック50−Aと回路ブロック50−Bが正常に動作していると判断し、同じでなければ回路ブロック50−Aまたは回路ブロック50−Bのいずれかが故障をしていると判断する。判断した結果は図示しないCPUなどを通してテストを行うテスタへ通知される。
The
When a test start signal is input from the outside, the
The expected
このように、本実施形態によれば、同一の機能を持つロジック回路に同じ入力信号を入力し、その出力信号を比較することにより、期待値発生部103を実装することなくロジック回路のテストを行う。これにより、BIST回路を実装する規模を小さくすることが可能となる。また、BIST回路を備えることにより、製品製造時に膨大な長さの試験をする必要がなくなり、試験時間を短くし、効率的な試験を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the same input signal is input to the logic circuit having the same function, and the output signal is compared to test the logic circuit without mounting the expected
本実施形態では、2つのロジック回路の出力信号を比較しているが、3つ以上のロジック回路の出力信号を比較してもよい。 In this embodiment, the output signals of two logic circuits are compared, but the output signals of three or more logic circuits may be compared.
また、本実施形態においては、1つの入力信号に対するテストについて説明したが、複数の入力信号のパターンを順次生成して各入力信号のパターンに対するテストを行うようにしてもよい。このとき、入力信号の切り替えのタイミングを表す信号は適宜図示しない信号線を通じて期待値比較部12に伝達される。
In the present embodiment, the test for one input signal has been described. However, a plurality of input signal patterns may be sequentially generated to test each input signal pattern. At this time, a signal indicating the switching timing of the input signal is appropriately transmitted to the expected
なお、本実施形態においては、テスト対象回路がロジック回路の場合を示したが、他の回路について行ってもよい。例えば、テスト対象回路がレジスタを含んで構成される順序回路の場合について説明する。テスト対象の2つの同一の構成を持つ順序回路は、レジスタを初期化する手段を有している。 In the present embodiment, the case where the circuit to be tested is a logic circuit is shown, but the circuit may be performed on another circuit. For example, a case where the test target circuit is a sequential circuit including a register will be described. A sequential circuit having two identical configurations to be tested has a means for initializing a register.
入力信号発生部11は、外部からテスト開始信号が入力されると、順序回路のレジスタを初期化するための信号を2つの順序回路に同時に入力する。その信号の入力を受けて順序回路はレジスタを初期化する。
入力信号発生部11が順序回路に入力信号を入力する際には、複数の入力信号のパターンを順次生成して、クロック信号に同期しながら2つの順序回路に入力する。各入力信号に対する2つの順序回路の出力信号は期待値比較部12に順次入力される。
期待値比較部12は、クロック信号に同期しながら、各入力信号に対する2つの順序回路の出力信号が同じか否かの比較を行い、比較した結果、同じであれば2つの順序回路が正常に動作していると判断し、同じでなければ2つの順序回路のいずれかが故障をしていると判断する。このとき、入力信号の切り替えのタイミングを表す信号は適宜図示しない信号線を通じて期待値比較部12に伝達される。
その他の動作については、ロジック回路と同様なので説明を省略する。
When a test start signal is input from the outside, the
When the
The expected
Since other operations are the same as those of the logic circuit, description thereof is omitted.
次に、この発明の第二の実施形態によるBIST回路を備えた半導体集積回路について説明する。
図2は、本実施形態におけるテスト対象となる回路ブロック60−C(テスト対象回路)と回路ブロック60−D(テスト対象回路)の機能的な構成を示すブロック図である。半導体集積回路1が内蔵する回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dは、行きと帰りの機能を持ち、同一の構成を持つロジック回路であり、制御部61と、レジスタ62(出力レジスタ)と、レジスタ63(入力レジスタ)と、を含んで構成される。なお、この図ではBIST回路を省略して示している。
Next explained is a semiconductor integrated circuit comprising a BIST circuit according to the second embodiment of the invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a circuit block 60-C (test target circuit) and a circuit block 60-D (test target circuit) to be tested in the present embodiment. The circuit block 60-C and the circuit block 60-D built in the semiconductor integrated
上記構成の回路ブロック60−Cの通常時の動作を説明する。なお、回路ブロック60−Cは入力されるテスト信号がOFFのときに、以下の通常時の動作をする。制御部61は、回路ブロック60−Cの処理動作を統括して制御する。回路ブロック60−CにCPU80から入力信号があった場合には、制御部61は、入力信号に相当する値をレジスタ62に一時的に保持し、入力信号があった旨をCPU80から指定された外部の出力先へ通知する。指定された出力先の回路ないしは装置は、その通知を受けてレジスタ62が保持する値を取得する。
また、回路ブロック60−CにCPU80以外の外部の回路ないし装置から入力信号があった場合には、制御部61は、入力信号に相当する値をレジスタ63に一時的に保持し、入力信号があった旨をCPU80へ通知する。CPU80は、通知を受けてレジスタ63が保持する値を取得する。なお、通常時の動作においては、レジスタ63からレジスタ62へ直接データを渡すための信号線(図2で破線で示す)は特に使用されない。
回路ブロック60−Dは回路ブロック60−Cと同様の動作をする。
The normal operation of the circuit block 60-C having the above configuration will be described. The circuit block 60-C performs the following normal operation when the input test signal is OFF. The
When the circuit block 60-C receives an input signal from an external circuit or device other than the
The circuit block 60-D operates in the same manner as the circuit block 60-C.
図3は、本実施形態によるBIST回路20を備えた半導体集積回路1の機能的な構成を示すブロック図である。以下、この図を参照して同回路のテスト時の動作を説明する。図示するように、半導体集積回路1は、回路ブロック60−C及び回路ブロック60−Dと、BIST回路20と、を含んで構成される。なお本図では、CPU80を省略して示している。
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the semiconductor integrated
回路ブロック60−C、回路ブロック60−Dは、入力されるテスト信号がONのときに以下のテスト時の動作をする。
回路ブロック60−Cに入力信号がBIST回路20にから入力されると、制御部61は、入力信号に相当する値をレジスタ63に一時的に保持し、保持した値をレジスタ63からレジスタ62へコピーする。その後、制御部61は、レジスタ62にコピーされ保持された値を出力信号として回路ブロック60−Dに入力する。
回路ブロック60−Dは、入力信号が回路ブロック60−Cから入力されると、出力信号をBIST回路20に入力する。その他の動作は回路ブロック60−Cと同様である。
このように動作するので、テスト時において、回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dの出力信号は、入力された入力信号と同一のものとなる。
The circuit block 60-C and the circuit block 60-D perform the following test operation when the input test signal is ON.
When an input signal is input to the circuit block 60 -C from the BIST circuit 20, the
The circuit block 60 -D inputs an output signal to the BIST circuit 20 when an input signal is input from the circuit block 60 -C. Other operations are the same as those of the circuit block 60-C.
Since it operates in this way, the output signals of the circuit block 60-C and the circuit block 60-D are the same as the input signals that have been input during the test.
BIST回路20は、回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dの機能のテストを行う回路であり、半導体集積回路1に設けられ、入力信号発生部21と、期待値比較部22と、入力信号遅延部23と、を含んで構成される。このBIST回路20は、入力信号遅延部24を新たに有し、期待値発生部103を含まない所が従来のBIST回路100と異なる。
The BIST circuit 20 is a circuit that tests the functions of the circuit block 60-C and the circuit block 60-D. The BIST circuit 20 is provided in the semiconductor integrated
入力信号発生部21は、外部からのテスト開始信号を受けて、入力信号を生成し、この入力信号を回路ブロック60−Cと入力信号遅延部24に入力する。その際、入力信号発生部21は、テスト信号を回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dに入力する。この入力信号は、回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dを通常通り動作させるための信号であり、その入力信号を生成するための情報はあらかじめ入力信号生成部21に記憶されている。
入力信号遅延部24は、回路ブロック60−Dの出力信号が期待値比較部22に入力されるまでの時間分、遅延を発生させて、入力された入力信号を期待値比較部22に入力する。
期待値比較部22は、入力信号遅延部24から入力された入力信号と回路ブロック60−Dから入力された出力信号が同じか否かの比較を行い、比較した結果、同じであれば回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dが正常に動作していると判断し、同じでなければ回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dのいずれかが故障をしていると判断する。判断した結果はCPU80などを通してテストを行うテスタへ通知される。
The input
The input
The expected
次に、図3全体の動作例を説明する。テスト開始信号がBIST回路20に入力されると、入力信号が入力信号発生部21にて生成され、回路ブロック60−Cと入力信号遅延部24に入力される。その際、テスト信号が回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dに入力される。入力信号とテスト信号を受けて、入力信号に対する出力信号が回路ブロック60−Cから回路ブロック60−Dに入力される。この出力信号を入力信号とし、それに対する出力信号が回路ブロック60−DからBIST回路20に入力される。期待値遅延部24から入力された入力信号と回路ブロック60−Dから入力された出力信号は、期待値比較部22にて同じか否かの比較を行われ、比較した結果、同じであれば回路ブロック60−Cと回路ブロック60−Dは正常に動作していると判断され、同じでなければ回路ブロック60−Cまたは回路ブロック60−Dのいずれかが故障をしていると判断される。判断した結果はCPU80などを通してテストを行うテスタへ通知される。
Next, an example of the operation in FIG. 3 will be described. When the test start signal is input to the BIST circuit 20, the input signal is generated by the input
このように、本実施形態によれば、入力信号発生部21により生成された入力信号と、回路ブロック60−Cの出力信号を入力とした回路ブロック60−Dの出力信号と、を比較することにより、期待値発生部103を実装することなく回路のテストを行う。これにより、BIST回路を実装する規模を小さくすることができる。また、BIST回路を備えることにより、製品製造時に膨大な長さの試験をする必要がなくなり、試験時間を短くし、効率的な試験を行うことができる。
Thus, according to the present embodiment, the input signal generated by the input
なお、本実施形態では回路ブロック60−C、回路ブロック60−Dの2つの回路ブロックを直列に接続しているが、3つ以上の回路ブロックを直列に接続してテストを行ってもよい。あるいは、回路ブロックを接続せず、1つの回路ブロックでテストを行ってもよい。いずれの場合も、本実施形態と同様に前段のテスト対象回路の出力が次段のテスト対象回路の入力となるように直列に接続されているとし、入力信号発生部21で生成される入力信号が最前段のテスト対象回路に入力されるように接続され、最後段のテスト対象回路からの出力が期待値比較部22に入力するように接続されている。
In the present embodiment, the two circuit blocks of the circuit block 60-C and the circuit block 60-D are connected in series. However, a test may be performed by connecting three or more circuit blocks in series. Alternatively, the test may be performed with one circuit block without connecting the circuit blocks. In any case, as in the present embodiment, the input signal generated by the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 The embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described one, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. Is possible.
1…半導体集積回路 10…BIST回路 11…入力信号発生部 12…期待値比較部 20…BIST回路 21…入力信号発生部 22…期待値比較部 24…入力信号遅延部 50−A,50−B…回路ブロック(テスト対象回路) 60−C,60−D…回路ブロック(テスト対象回路) 61…制御部 62…レジスタ(出力レジスタ) 63…レジスタ(入力レジスタ) 80…CPU
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記テスト対象回路をテストするためのテスト回路と、
を含む半導体集積回路であって、
前記テスト回路は、
前記複数のテスト対象回路に共通に入力するための入力信号を生成する入力信号生成部と、
前記複数のテスト対象回路から出力される前記入力信号に対する出力信号を比較し、比較結果に基づいて良否判定を行う比較部と、
を備える
ことを特徴とする半導体集積回路。 Multiple circuits under test with the same function,
A test circuit for testing the circuit under test;
A semiconductor integrated circuit comprising:
The test circuit includes:
An input signal generation unit for generating an input signal for common input to the plurality of test target circuits;
A comparison unit that compares output signals with respect to the input signals output from the plurality of test target circuits, and performs pass / fail determination based on a comparison result;
A semiconductor integrated circuit comprising:
前記テスト対象回路をテストするためのテスト回路と、
を含む半導体集積回路であって、
前記テスト回路は、
前記テスト対象回路に入力するための入力信号を生成する入力信号生成部と、
前記入力信号生成部により生成された入力信号を遅延させる入力信号遅延部と、
前記テスト対象回路から出力される出力信号と、前記入力信号遅延部からの出力とを比較し、比較結果に基づいて良否判定を行なう比較部と、
を備え、
前記テスト対象回路は、出力するための値を保持する出力レジスタと、入力された値を保持する入力レジスタとを備えるとともに、通常時には所定の動作をするとともに、テスト時には前記入力レジスタの値を前記出力レジスタにコピーする、
ことを特徴とする半導体集積回路。 A circuit under test comprising an input and an output; and
A test circuit for testing the circuit under test;
A semiconductor integrated circuit comprising:
The test circuit includes:
An input signal generator for generating an input signal for input to the circuit under test;
An input signal delay unit that delays the input signal generated by the input signal generation unit;
A comparison unit that compares the output signal output from the circuit under test with the output from the input signal delay unit, and performs pass / fail determination based on the comparison result;
With
The circuit under test includes an output register for holding a value to be output and an input register for holding an input value, and performs a predetermined operation at a normal time, and sets the value of the input register at a test time. Copy to output register,
A semiconductor integrated circuit.
この複数のテスト対象回路は、前段の前記テスト対象回路の出力が次段の前記テスト対象回路の入力となるように直列に接続されており、
前記入力信号生成部で生成される入力信号が最前段の前記テスト対象回路に入力されるように接続されており、
最後段の前記テスト対象回路からの出力が前記比較部に入力するように接続されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。 A plurality of the test target circuits are provided,
The plurality of test target circuits are connected in series so that the output of the previous test target circuit becomes the input of the next test target circuit,
The input signal generated by the input signal generation unit is connected to be input to the test target circuit in the forefront stage,
The output from the circuit under test at the last stage is connected to be input to the comparison unit,
The semiconductor integrated circuit according to claim 2.
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