JP2009176371A - 半導体集積回路装置とそのテスト方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】SIP回路構成でDDRメモリの試験を行う場合、データストローブ信号をDQSピンにセットアップ/ホールドマージンを確保して入力しなければならない。
【解決手段】外部から直接アクセス可能な第1のチップと、第1のチップとデータの送受信を行い、外部から直接アクセスを行うことができない第2のチップと、前記第1のチップ内に設けられ、外部装置から入力される第1、第2のテスト信号を前記第2のチップに伝達するスルー回路とを有し、スルー回路は、外部装置から入力されるクロック信号に第1のテスト信号を同期させた第1の信号を生成し、第2のチップに出力する第1の信号伝達経路と、外部装置から入力されるテストクロック信号に第2のテスト信号を同期させた第2の信号を生成し、第2のチップに出力する第2の信号伝達経路を有する半導体集積回路装置。
【選択図】図1
【解決手段】外部から直接アクセス可能な第1のチップと、第1のチップとデータの送受信を行い、外部から直接アクセスを行うことができない第2のチップと、前記第1のチップ内に設けられ、外部装置から入力される第1、第2のテスト信号を前記第2のチップに伝達するスルー回路とを有し、スルー回路は、外部装置から入力されるクロック信号に第1のテスト信号を同期させた第1の信号を生成し、第2のチップに出力する第1の信号伝達経路と、外部装置から入力されるテストクロック信号に第2のテスト信号を同期させた第2の信号を生成し、第2のチップに出力する第2の信号伝達経路を有する半導体集積回路装置。
【選択図】図1
Description
本発明にかかる半導体集積回路装置及びそのテスト方法は、特に外部からアクセス可能な第1のチップと外部から直接アクセスできない第2のチップとを有する半導体集積回路装置とそのテスト方法に関する。
メモリチップやロジックチップ等の複数の機能の異なるチップを1個のパッケージに混載したSiP(System in Package)構造を採用することで1個のパッケージで大規模なシステムを実現する半導体集積回路装置が提案されている。SiP構造の半導体集積回路装置は、パッケージサイズ縮小、入出力端子数の削減が求められている。この要求に対応するため、半導体集積回路装置の製品の機能として外部からアクセスする必要のないチップに関してはパッケージに当該チップの端子を設けない構造が採用されることがある。
しかし、このように外部に端子が出力されないチップがある場合、パッケージの組立後にこのチップに対するテストを実施することが困難になる。そこで、外部から直接アクセス可能なチップ上に外部端子が設けられないチップに対するアクセス経路をスルー回路等の回路によって設けることが行われている。
ここで、図7に従来例として、半導体集積回路装置1の構成ブロック図と、半導体集積回路装置1のメモリチップのテストを行うテスタ20との接続関係を示す。図7に示すように、従来例の半導体集積回路装置1は、ロジックチップ30とSDR(Single Data Rate)メモリチップ40が同一のパッケージ10に搭載されている。ここで、ロジックチップ30は、外部から直接アクセス可能なチップに該当し、メモリチップ40は、外部から直接アクセスできないチップに該当する。
上述したように、パッケージ10のような外部端子にメモリ専用端子がないSiPにおいて、ロジック端子からメモリチップテストをすることは通常困難である。そのため、ロジックチップ30内にテスト用のスルー回路50を設け、その回路通すことでロジックチップ30の端子からSDRメモリチップ40の端子にアクセスして、メモリのテストを実施している。
スルー回路50はアドレス及び制御信号(図中add/cntrl)用のフリップフロップconFF1、conFF2と、ライト(書き込み)データ用フリップフロップWrFF1、WrFF2と、リード(読み出し)データ用フリップフロップReFF1、ReFF2と、各バッファを有する。図7からわかるように、SDRメモリチップ40は、パッケージ10の外部端子には直接接続されず、SDRメモリチップ40へのアクセスは全てスルー回路50を通して行われる。
テスタ20のアドレス/制御信号用端子21、データ用端子22、制御クロック端子23、ライトデータ用バス制御信号端子24、25が、パッケージ10の端子11〜15に接続されている。更に、端子11〜15は、ロジックチップ30の端子31〜35に接続されている。テスタ20から出力された信号は、上記各端子からスルー回路50を通り、ロジックチップ30の端子36〜38に出力され、SDRメモリチップ40のアドレス及び制御信号用端子41、データ用端子42、制御クロック端子43に入力される。一方、SDRメモリチップ40のデータ用端子42からの出力データ信号は、ロジックチップ30の端子37に入力され、同端子32及びパッケージ10の端子12を経由してテスタ20のデータ用端子22に入力される。
SDRメモリチップ40の動作テストを高速で実施する場合、図7に示すようにロジックチップ30内でフリップフロップ(FF)を介して、全てのデータ、制御信号を制御クロックCKで同期させ試験を行う。本例の構成では、制御クロックCKの1クロックあたりスルー回路50からSDRメモリチップ40に1つのライトデータが入力される。また、制御クロックCKの1クロックあたり1つのリードデータがSDRメモリチップ40から出力される。
ここで、近年、メモリとして、SDRメモリの約倍の転送レートを有するDDR(Double Data Rate)メモリが利用されてきている。DDRメモリは、SDRメモリの信号にデータストローブと呼ばれる信号のための入出力端子を1本追加し、このデータストローブ信号の立ち上がり、立ち下がりに同期してデータの入出力を実行する。このデータストローブ(DQS)信号の入出力端子をDQSピンと呼ぶ。このDQSピンから入力されるDQS信号は、DDRメモリのライト時において、入力データに対するセットアップマージン(tDS)及びホールドマージン(tDH)を確保するために必要である。
なお、特許文献1にSDRメモリを用いたSiP型半導体装置の技術が開示されている。また、特許文献2にDDRメモリを用いたSiP型半導体装置の技術が開示されている。
特開2004−158098号公報
米国公開特許2005/0289428A1号公報
上記のように、SDRメモリの仕様と、DDRメモリの仕様で異なる点としてDQSピンサポートの有無があげられる。このDQSピンに入力されるデータストローブ信号はDDRメモリのライト時に入力データに対してtDS及びtDHマージンを確保するよう入力する必要がある。しかしながら、図7のような従来のSiPの回路構成では、全機能端子が制御クロックCKと同期して動作している。このため、このような回路構成のSiPでDDRメモリを用いた場合、データストローブ信号が入力されるDQSピンを含む全機能端子が制御クロックCKと同期して動作してしまう。よって、DDRメモリを用いたSIPでは、DDRメモリのライト時のセットアップ/ホールドマージンを確保することが困難であり、データのライト動作が不可能であった。
特許文献1でもSDRメモリが使用されており、DQSピンサポートの問題が生じる。
また、特許文献2の発明では、DDRメモリへの入力アドレスをSiP内部で発生させており、テスタ等の外部装置から直接DDRへアクセスできないため、テストの自由度が低下する問題がある。
本発明の一態様は、外部から直接アクセス可能な第1のチップと、前記第1のチップとデータの送受信を行い、外部から直接アクセスを行うことができない第2のチップと、前記第1のチップ内に設けられ、外部装置から入力される第1のテスト信号及び第2のテスト信号を前記第2のチップに伝達するスルー回路とを有し、前記スルー回路は、前記外部装置から入力されるクロック信号に前記第1のテスト信号を同期させた第1の信号を生成し、前記第1の信号を前記第2のチップに出力する第1の信号伝達経路と、前記外部装置から入力されるテストクロック信号に前記第2のテスト信号を同期させた第2の信号を生成し、前記第2の信号を前記第2のチップに出力する第2の信号伝達経路と、を有する半導体集積回路装置である。
本発明のその他の態様は、外部から直接アクセス可能な第1のチップと、前記第1のチップを介して外部からアクセスが行われる第2のチップと、を同一パッケージ内に有する半導体集積回路装置のテスト方法であって、外部装置から供給される第1のテスト信号を前記外部装置から供給されるクロック信号で同期させて前記第2のチップに供給し、前記外部装置から供給される第2のテスト信号を前記外部装置からのテストクロック信号で同期させて前記第2のチップに供給する半導体集積回路装置のテスト方法である。
本発明にかかる半導体集積回路装置によれば、スルー回路内から第2のチップに出力される信号の信号伝達経路がクロック信号とテストクロック信号とで個別に制御できる。そのため、第2のチップに供給される第1の信号と第2の信号との同期関係を自由に設定し、高速な信号の送受信時おけるセットアップ/ホールドマージンを確保することができる。
本発明によれば、外部から直接アクセスできない第2のチップに対して高速な信号を用いたテストを実施することができる。
発明の実施の形態1
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態1について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1に、本実施の形態1に係るSiP構造の半導体集積回路装置100の構成図を示す。半導体集積回路装置100は、同図に示すように、信号処理などの特定の機能を有する第1のチップ(例えば、ロジックチップ)130と、第2のチップ(例えば、DDRメモリチップ)140が同一のパッケージ110に搭載されている。また、パッケージ110は、外部に設けられた外部装置たるテスタ(試験装置)120と接続するように構成されている。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態1について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1に、本実施の形態1に係るSiP構造の半導体集積回路装置100の構成図を示す。半導体集積回路装置100は、同図に示すように、信号処理などの特定の機能を有する第1のチップ(例えば、ロジックチップ)130と、第2のチップ(例えば、DDRメモリチップ)140が同一のパッケージ110に搭載されている。また、パッケージ110は、外部に設けられた外部装置たるテスタ(試験装置)120と接続するように構成されている。
DDRメモリチップ140へのアクセスは、ロジックチップ130から行われるように構成されている。すなわち、メモリチップ140は、パッケージ110の外部端子には直接接続されておらず、ロジックチップ130からのアクセスに応答して、データの入出力を行うように構成されている。
DDRメモリチップ140内には、不図示のメモリアレイが複数設けられており、そのメモリアレイにデータが保持されている。DDRメモリチップ140は、アドレスと各種制御信号(add/cntrl)を入力する端子141、データ信号(DQ)の入出力端子142、クロック信号(CK)の入力端子145、反転クロック信号(/CK)の入力端子148、データストローブ信号(DQS)の入出力端子146を有する。これらDDRメモリチップ140の入出力端子は、それぞれロジックチップ130の対応する端子131b、132b、135b、138、136bに接続される。なお、データストローブ信号DQSはクロック信号及び反転クロック信号に対しては非同期の関係であって、DDRメモリチップ140に入出力されるデータに対しては同期の関係を有する。なお、DDRメモリチップ140は、ライト時のセットアップ/ホールドマージンを確保するため、データ入力時からクロック信号の1/4周期程度遅らせる必要があるものとする。
ロジックチップ130は、内部にスルー回路150と、論理回路(不図示)と、端子131b、132b、135b、138、136bとは別の複数の端子を有する。ロジックチップ130は、上記端子のほかに、端子131a、132a、133、134、135a、136a、137を有する。これらの端子は、対応するパッケージ110の端子111〜117を経由して、テスタ120の端子121〜127と接続される。
具体的には、テスタ120のアドレスと各種制御信号add/cntrlを出力する端子121が、パッケージ110の端子111を経由して、ロジックチップ130の端子131aと接続される。同様に、テスタ120の第1のテスト信号(例えば、テストデータ信号(data))の入出力端子122が、パッケージ110の端子112を経由して、ロジックチップ130の端子132aと接続される。
同様に、テスタ120のI/O_en2信号の出力端子123が、パッケージ110の端子113を経由して、ロジックチップ130の端子133と接続される。このI/O_en2信号は、DDRメモリチップ140に対するリード動作時にDDRメモリチップ140からテスタ120へのバスの有効/無効を制御する信号である。例えば、I/O_en2信号はDDRメモリチップ140のリード動作時にハイレベルとなり、DDRメモリチップ140からテスタ120へのバスを有効にする。一方、I/O_en2信号はDDRメモリチップ140のライト動作時にロウレベルとなり、DDRメモリチップ140からテスタ120へのバスを無効にする。
同様に、テスタ120のI/O_en1信号の出力端子124が、パッケージ110の端子114を経由して、ロジックチップ130の端子134と接続される。このI/O_en1信号は、DDRメモリチップ140のライト動作時にテスタ120からDDRメモリチップ140へのバスの有効/無効を制御する信号である。例えば、I/O_en1信号はDDRメモリチップ140のライト動作時にハイレベルとなり、テスタ120からDDRメモリチップ140へのバスを有効にする。一方、I/O_en1信号はDDRメモリチップ140のリード動作時にロウレベルとなり、テスタ120からDDRメモリチップ140へのバスを無効にする。
同様に、テスタ120のクロック信号の出力端子125が、パッケージ110の端子115を経由して、ロジックチップ130の端子135aと接続される。同様に、テスタ120の第2のテスト信号(例えば、テストストローブ信号DQY)の入出力端子126が、パッケージ110の端子116を経由して、ロジックチップ130の端子136aと接続される。同様に、テスタ120のテストクロック信号(TCK)の出力端子127が、パッケージ110の端子117を経由して、ロジックチップ130の端子137と接続される。なお、テストストローブ信号DQYはクロック信号及び反転クロック信号に非同期であり、このテストストローブ信号DQYに同期してテスタ120はテストデータ信号dataの入出力を行う。なお、本実施の形態では、テストクロック信号は、クロック信号と同じクロック周期を有し、クロック信号に対して1/4周期遅れた波形であるものとする。
スルー回路150は、DDRメモリチップ140に対して動作確認を行うためのテスト回路である。スルー回路150は、フリップフロップconFF1、conFF2、WrFF1〜WrFF8、ReFF1〜ReFF8と、マルチプレクサWrMUX1、WrMUX2、ReMUX1、ReMUX2と、バッファB1〜B13と、インバータInv1〜Inv5を有する。
端子135aと端子135bが接続されている。また、端子135aはインバータInv2の入力端子とも接続され、インバータInv2からクロック信号を反転させた反転クロック信号が出力される。このインバータInv2の出力端子が端子138と接続される。以後、各回路へクロック信号が供給される場合は、端子135aからの供給であるものとする。
端子137とバッファB12の入力が接続され、バッファB12の出力端子からテストクロック信号が出力される。ここで、テストクロック信号はクロック信号に対して1/4周期遅れた波形として出力される。また、バッファB12の出力はインバータInv5にも接続され、インバータInv5からテストクロック信号を反転した反転テストクロック信号(/TCK)が出力される。以後、各回路へテストクロック信号が供給される場合は、バッファB12の出力からからの供給であり、反転テストクロック信号が供給される場合は、インバータInv5の出力端子であるものとする。
テスタ120の端子121から端子111を経由して端子131aに入力されたアドレスと各種制御信号add/cntrlは、バッファB1を経由して、フリップフロップconFF1にクロック信号の立ち上がりタイミングでラッチされる。更に、フリップフロップconFF1から出力された信号は、次のクロック信号の立ち上がりタイミングでフリップフロップconFF2にラッチされる。フリップフロップconFF2から出力された信号は、バッファB2に入力され端子131bへ出力される。
テスタ120の端子122から端子112を経由して端子132aに入力されたテストデータ信号dataは、バッファB3を経由して、フリップフロップWrFF1とWrFF2に入力される。このとき、フリップフロップWrFF1はクロック信号の立ち上がりタイミングでテストデータ信号dataをラッチし、フリップフロップWrFF2はInv1でクロック信号を反転した反転クロック信号の立ち上がりタイミングでテストデータ信号dataをラッチする。
更に、フリップフロップWrFF1から出力された信号は、クロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップWrFF3にラッチされる。フリップフロップWrFF2から出力された信号は、上記反転クロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップWrFF4にラッチされる。フリップフロップWrFF3、WrFF4から出力された2つの信号はマルチプレクサWrMUX1に入力され、クロック信号に応じてどちらか一方が出力される。本例では、クロック信号がハイレベルのとき、フリップフロップWrFF3からの信号がバッファB4へ出力され、クロック信号がロウレベルのとき、フリップフロップWrFF4からの信号がバッファB4へ出力される。
マルチプレクサWrMUX1から出力された信号は、バッファB4に入力され端子132bへ第1の信号(例えば、データ信号DQ)として出力される。ここで、バッファB4は、バッファB7及びインバータInv3を経由して端子134から供給される信号により有効/無効が制御される。本例では、I/O_en1信号がロウレベルのとき、バッファB4が有効となり、マルチプレクサWrMUX1から出力される信号を端子132bへ出力する。更に、ロジックチップ130の端子132bが出力する信号は、DDRメモリチップ140の端子142にデータ信号DQとして入力される。
テスタ120の端子126から端子116を経由して端子136aに入力されたテストストローブ信号DQYは、バッファB8を経由して、フリップフロップWrFF5とWrFF6に入力される。このとき、フリップフロップWrFF5はテストクロック信号の立ち上がりタイミングでテストストローブ信号DQYをラッチし、フリップフロップWrFF6は反転テストクロック信号の立ち上がりタイミングでテストストローブ信号DQYをラッチする。
更に、フリップフロップWrFF5から出力された信号は、テストクロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップWrFF7にラッチされる。フリップフロップWrFF6から出力された信号は、反転テストクロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップWrFF8にラッチされる。フリップフロップWrFF7、WrFF8から出力された2つの信号はマルチプレクサWrMUX2に入力され、テストクロック信号に応じてどちらか一方が出力される。本例では、テストクロック信号がハイレベルのとき、フリップフロップWrFF7からの信号がバッファB9へ出力され、テストクロック信号がロウレベルのとき、フリップフロップWrFF8からの信号がバッファB9へ出力される。
マルチプレクサWrMUX2から出力された信号は、バッファB9に入力され端子136bへ第2の信号(例えば、データストローブ信号DQS)として出力される。ここで、バッファB9は、バッファB7及びインバータInv3を経由して端子134から供給されるI/O_en1信号により、有効/無効が制御される。本例では、I/O_en1信号がロウレベルのとき、バッファB9は、入力信号を端子136bへ出力する。更に、ロジックチップ130の端子136bが出力する信号は、DDRメモリチップ140の端子146にデータストローブ信号DQSとして入力される。この端子146入力されたデータストローブDQS信号の立ち上がり、立ち下がりに同期して上記端子142に供給されるデータ信号DQがDDRメモリチップ140に入力される。
DDRメモリチップ140から端子132bに入力されたデータ信号DQは、バッファB6を経由して、フリップフロップReFF1とReFF2に入力される。このとき、フリップフロップReFF1はクロック信号の立ち上がりタイミングでデータ信号DQをラッチし、フリップフロップReFF2はInv2でクロック信号を反転した反転クロック信号の立ち上がりタイミングでデータ信号DQをラッチする。
更に、フリップフロップReFF1から出力された信号は、クロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップReFF3にラッチされる。フリップフロップReFF2から出力された信号は、上記反転クロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップReFF4にラッチされる。フリップフロップReFF3、ReFF4から出力された2つの信号はマルチプレクサReMUX1に入力され、クロック信号に応じてどちらか一方が出力される。本例では、クロック信号がハイレベルのとき、フリップフロップReFF3からの信号がバッファB5へ出力され、クロック信号がロウレベルのとき、フリップフロップReFF4からの信号がバッファB5へ出力される。
マルチプレクサReMUX1から出力された信号は、バッファB5に入力され端子132baへ出力される。ここで、バッファB5は、バッファB5を経由して端子133から供給されるI/O_en2信号により、有効/無効が制御される。本例では、I/O_en2信号がハイレベルのとき、バッファB5は、入力信号を端子132aへ出力する。更に、ロジックチップ130の端子132aが出力する信号は、端子112を経由してテスタ120の端子122にテストデータ信号dataとして入力される。
DDRメモリチップ140から端子136bに入力されたデータストローブ信号DQSは、バッファB11を経由して、フリップフロップReFF5とReFF6に入力される。このとき、フリップフロップReFF5はクロック信号の立ち上がりタイミングでデータストローブ信号DQSをラッチし、フリップフロップWrFF6はInv4でクロック信号を反転した反転クロック信号の立ち上がりタイミングでDQS信号をラッチする。
更に、フリップフロップReFF5から出力された信号は、クロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップReFF7にラッチされる。フリップフロップReFF6から出力された信号は、上記反転クロック信号の次の立ち上がりタイミングでフリップフロップReFF8にラッチされる。フリップフロップReFF7、ReFF8から出力された2つの信号はマルチプレクサReMUX2に入力され、クロック信号に応じてどちらか一方が出力される。本例では、クロック信号がハイレベルのとき、フリップフロップReFF7からの信号がバッファB10へ出力され、クロック信号がロウレベルのとき、フリップフロップReFF8からの信号がバッファB10へ出力される。
マルチプレクサReMUX2から出力された信号は、バッファB10に入力され端子136aへ出力される。ここで、バッファB10は、バッファB13を経由して端子133から供給されるI/O_en2信号より、有効/無効が制御される。本例では、I/O_en2信号がロウレベルのとき、入力信号を端子136aへ出力する。更に、ロジックチップ130の端子136aが出力する信号は、端子116を経由してテスタ120の端子126にテストストローブ信号DQYとして入力される。この端子126に入力されたテストストローブ信号DQYの立ち上がり、立ち下がりに同期して上記端子122に供給されるテストデータ信号dataがテスタ120に入力される。
以上説明したように、スルー回路150は、第1のテスト信号(テストデータ信号data)から第1の信号(データ信号DQ)を生成、逆に第1の信号から第1のテスト信号を生成する第1の信号伝達経路と、第2のテスト信号(テストストローブ信号DQY)から第2の信号(データストローブ信号DQS)を生成、逆に第2の信号から第2のテスト信号を生成する第2の信号伝達経路を有する。
図1に示すようにフリップフロップWrFF1〜WrFF4、ReFF1〜ReFF4と、バッファB3〜B6と、マルチプレクサWrMUX1、ReMUX1が、第1の信号伝達経路151を構成する。
なお、フリップフロップWrFF1〜WrFF4はテスタ120からDDRメモリチップ140へのライト用フリップフロップ、フリップフロップReFF1〜ReFF4がDDRメモリチップ140からテスタ120へのリード用フリップフロップである。
また、図1に示すようにフリップフロップWrFF5〜WrFF8、ReFF5〜ReFF8と、バッファB8〜B11と、マルチプレクサWrMUX2、ReMUX2が、第2の信号伝達経路152を構成する。
なお、フリップフロップWrFF5〜WrFF8がテスタ120からDDRメモリチップ140へのライト用フリップフロップ、フリップフロップReFF5〜ReFF8がDDRメモリチップ140からテスタ120へのリード用フリップフロップである。
なお、フリップフロップconFF1、conFF2とバッファB1、B2は、アドレス及び制御信号の信号伝達経路を構成する。
なお、半導体集積回路装置100のロジックチップ130は、通常動作時には、上記フリップフロップを介さず、端子132a等から入出力された信号を論理回路(不図示)を介して端子132b等に入出力する。一方、テスト時には、上記フリップフロップを介してテスタ120からDDRメモリチップ140を直接テストする。以下に、テスト動作時の半導体集積回路100の動作を説明する。
図2に図1の構成の回路のライト動作時のタイミングチャートを示す。図2に示すように、まずテスタ120からadd/cntrl信号が端子121から出力される(図中「W」)。この信号を時刻T0においてスルー回路150のフリップフロップconFF1が、クロック信号の立ち上がりに同期してラッチする。時刻T1においてフリップフロップconFF2が、クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップconFF1がラッチしているadd/cntrl信号をラッチする。このフリップフロップconFF2がラッチしているadd/cntrl信号がDDRメモリチップ140に入力される。結果、上記のようにテスタ120からのadd/cntrl信号は、フリップフロップconFF1、conFF2よりクロック信号と同期されDDRメモリチップ140に入力される。
時刻T2において、テスタ120からロウレベルのI/O_en1信号が端子124に出力される。この信号によりバッファB4と端子132b、バッファB9と端子136bへのバスラインが解放される。また、時刻Taにおいてテスタ120からテストデータ信号data(図中の「D0〜D3」)が端子122に順に出力される。更に、時刻Tbにおいて、ロウレベルからハイレベルに立ち上がるテストストローブ信号DQYが端子126から出力される。テストデータ信号とテストストローブ信号DQYは共にクロック信号とは非同期である。また、テストデータ信号D0〜D3の出力される間隔はクロック信号の1/2周期とする。テストストローブ信号DQYにおける2つのパルスの立ち上がり、立ち下がりの間隔も1/2周期とする。
時刻T2においてスルー回路150のフリップフロップWrFF1が、クロック信号の立ち上がりに同期してテストデータ信号D0をラッチする。時刻T3においてフリップフロップWrFF3が、クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップWrFF1がラッチしているテストデータ信号D0をラッチする。このフリップフロップWrFF3がラッチしているテストデータ信号D0がマルチプレクサWrMUX1を経由してロジックチップ130の端子132bに供給される。
時刻T2からクロック信号の1/2周期後の時刻T2bにおいてスルー回路150のフリップフロップWrFF2が、反転クロック信号の立ち上がりに同期してテストデータ信号D1をラッチする。時刻T3からクロック信号の1/2周期後の時刻T3bにおいてフリップフロップWrFF4が、反転クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップWrFF2がラッチしているテストデータ信号をラッチする。このフリップフロップWrFF4がラッチしているテストデータ信号がマルチプレクサWrMUX1を経由してロジックチップ130の端子132bに供給される。なお、マルチプレクサWrMUX1は、クロック信号のハイレベルのときフリップフロップWrFF3、クロック信号のロウレベルのときフリップフロップWrFF4のテストデータ信号をロジックチップ130の端子132bに供給する。
更に、時刻T3にテストデータ信号D2がスルー回路150のフリップフロップWrFF1にクロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後テストデータ信号D0と同様の動作となるため説明は省略する。また、時刻T3bにテストデータ信号D3がスルー回路150のフリップフロップWrFF2に反転クロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後テストデータ信号D1と同様の動作となるため説明は省略する。結果、上記のようにテスタ120からのテストデータ信号D0〜D3は、フリップフロップWrFF1〜WrFF4によりクロック信号に同期されロジックチップ130の端子132bに供給される。
一方、テストストローブ信号DQYは、時刻T2からクロック信号の1/4周期後の時刻T2cにおいてスルー回路150のフリップフロップWrFF5が、テストクロック信号の立ち上がりに同期してハイレベルのテストストローブ信号DQYをラッチする。時刻T3からクロック信号の1/4周期後の時刻T3cにおいてフリップフロップWrFF7が、テストクロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップWrFF5がラッチしている信号をラッチする。このフリップフロップWrFF7がラッチしている信号がマルチプレクサWrMUX2を経由してロジックチップ130の端子136bに供給される。
また、時刻T2bからクロック信号の1/4周期後の時刻T2dにおいてスルー回路150のフリップフロップWrFF6が、反転テストクロック信号の立ち上がりに同期してロウレベルのテストストローブ信号DQYをラッチする。時刻T3bからクロック信号の1/4周期後の時刻T3dにおいてフリップフロップWrFF8が、反転テストクロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップWrFF6がラッチしている信号をラッチする。このフリップフロップWrFF8がラッチしている信号がマルチプレクサWrMUX2を経由してロジックチップ130の端子136bに供給される。なお、マルチプレクサWrMUX2は、テストクロック信号のハイレベルのときフリップフロップWrFF7、テストクロック信号のロウレベルのときフリップフロップWrFF8のデータ信号をロジックチップ130の端子136bに供給する。
更に、時刻T3cにもハイレベルのテストストローブ信号DQYがスルー回路150のフリップフロップWrFF5にテストクロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後上述したハイレベルのテストストローブ信号DQYと同様の動作となるため説明は省略する。また、時刻T3dにハイレベルのテストストローブ信号DQYがスルー回路150のフリップフロップWrFF6に反転テストクロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後上述したロウレベルのテストストローブ信号DQYと同様の動作となるため説明は省略する。結果、上記のようにテスタ120からのテストストローブ信号DQYは、フリップフロップWrFF5〜WrFF8によりテストクロック信号に同期されロジックチップ130の端子136bに供給される。
上述したように端子132bからの信号はデータ信号DQとして端子142、端子136bからの信号はデータストローブ信号DQSとして端子146にそれぞれ供給される。このため、端子142に供給されるデータ信号D0〜D3は、データストローブ信号DQSの立ち上がり、立ち下がりに同期してDDRメモリチップ140に入力される。
以上のように、本実施の形態1では、DDRメモリチップ140のライト時に利用するテストデータ信号用のフリップフロップWrFF1〜WrFF4のクロック信号に対し、所定の時間、例えば1/4周期遅らせたテストクロック信号を用いテストストローブ信号用のフリップフロップWrFF5〜WrFF8を動作させている。このため、テストクロック信号に同期したデータストローブ信号DQSがDDRメモリチップ140に入力される。クロック信号に同期したデータ信号DQもDDRメモリチップ140に入力されるが、上述のようにデータストローブ信号DQSが1/4周期遅れて入力されているため、従来のセットアップ/ホールドマージンを確保することが困難である問題が解決できる。
図3に図1の構成の回路のリード動作時のタイミングチャートを示す。図3に示すように、テスタ120からアドレスと各種制御信号add/cntrlが端子121から出力される(図中「R」)。この信号を時刻T0においてスルー回路150のフリップフロップconFF1が、クロック信号の立ち上がりに同期してラッチする。時刻T1においてフリップフロップconFF2が、クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップconFF1がラッチしているデータ信号をラッチする。このフリップフロップconFF2がラッチしているデータ信号がDDRメモリチップ140に入力される。結果、上記のようにテスタ120からのアドレスと各種制御信号add/cntrlは、フリップフロップconFF1、conFF2よりクロック信号に同期されDDRメモリチップ140に入力される。
時刻T3において、テスタ120からハイレベルのI/O_en2信号が端子123に出力される。この信号によりバッファB5と端子132a、バッファB10と端子136aへのバスラインが解放される。
時刻TeにおいてDDRメモリチップ140からデータ信号DQ(図中の「D0〜D3」)が端子142に順に出力される。なおここで、DDRメモリチップ140のCAS(Column Address Strobe Latency)が2であるものとする。更に、時刻Tfにおいて、ロウレベルからハイレベルに立ち上がるデータストローブ信号DQSが端子146から出力される。データ信号とデータストローブ信号DQSは共にクロック信号とは非同期である。また、データ信号D0〜D3の出力される間隔はクロック信号の1/2周期とする。データストローブ信号DQSにおける2つのパルスの立ち上がり、立ち下がりの間隔も1/2周期とする。
時刻T4においてスルー回路150のフリップフロップReFF1が、クロック信号の立ち上がりに同期してデータ信号D0をラッチする。時刻T5においてフリップフロップReFF3が、クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップWrFF1がラッチしているデータ信号D0をラッチする。このフリップフロップReFF3がラッチしているデータ信号D0がマルチプレクサReMUX1を経由してロジックチップ130の端子132aに供給される。
時刻T4からクロック信号の1/2周期後の時刻T4bにおいてスルー回路150のフリップフロップReFF2が、反転クロック信号の立ち上がりに同期してデータ信号D1をラッチする。時刻T5からクロック信号の1/2周期後の時刻T5bにおいてフリップフロップReFF4が、反転クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップReFF2がラッチしている信号をラッチする。このフリップフロップReFF4がラッチしている信号がマルチプレクサReMUX1を経由してロジックチップ130の端子132aに供給される。なお、マルチプレクサReMUX1は、クロック信号のハイレベルのときフリップフロップReFF3、クロック信号のロウレベルのときフリップフロップReFF4の信号をロジックチップ130の端子132aに供給する。
更に、時刻T5にデータ信号D2がスルー回路150のフリップフロップReFF1にクロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後データ信号D0と同様の動作となるため説明は省略する。また、時刻T5bにデータ信号D3がスルー回路150のフリップフロップReFF2に反転クロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後データ信号D1と同様の動作となるため説明は省略する。結果、上記のようにDDRメモリチップ140からのデータ信号D0〜D3は、フリップフロップReFF1〜ReFF4によりクロック信号に同期されロジックチップ130の端子132aに供給される。
一方、データストローブ信号DQSは、時刻T4においてスルー回路150のフリップフロップReFF5が、クロック信号の立ち上がりに同期してハイレベルのデータストローブ信号DQSをラッチする。時刻T5においてフリップフロップReFF7が、クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップReFF5がラッチしている信号をラッチする。このフリップフロップWrFF7がラッチしている信号がマルチプレクサReMUX2を経由してロジックチップ130の端子136aに供給される。
また、時刻T4からクロック信号の1/2周期後の時刻T4bにおいてスルー回路150のフリップフロップReFF6が、反転クロック信号の立ち上がりに同期してロウレベルのデータストローブ信号DQSをラッチする。時刻T5からクロック信号の1/2周期後の時刻T5bにおいてフリップフロップReFF8が、反転クロック信号の立ち上がりに同期してフリップフロップReFF6がラッチしている信号をラッチする。このフリップフロップReFF8がラッチしている信号がマルチプレクサReMUX2を経由してロジックチップ130の端子136aに供給される。なお、マルチプレクサReMUX2は、クロック信号のハイレベルのときフリップフロップReFF7、クロック信号のロウレベルのときフリップフロップReFF8のデータ信号をロジックチップ130の端子136aに供給する。
更に、時刻T5にもハイレベルのデータストローブ信号DQSがスルー回路150のフリップフロップReFF5にクロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後上述したハイレベルのデータストローブ信号DQSと同様の動作となるため説明は省略する。また、時刻T5bにロウレベルのテストストローブ信号DQYがスルー回路150のフリップフロップReFF6に反転クロック信号の立ち上がりに同期してラッチされるが、以後上述したロウレベルのデータストローブ信号DQSと同様の動作となるため説明は省略する。結果、上記のようにテスタ120からのデータストローブ信号DQSは、フリップフロップReFF5〜ReFF8によりクロック信号に同期されロジックチップ130の端子136aに供給される。
上述したようにロジックチップ130の端子132aからの信号はパッケージ110の端子112を経由してテストデータ信号dataとしてテスタ120の端子122に供給される。また、ロジックチップ130の端子136aからの信号はパッケージ110の端子116を経由してテストストローブ信号DQYとして端子126に供給される。このため、テスタ120の端子122に供給されるテストデータ信号D0〜D3は、テストストローブ信号DQYの立ち上がり、立ち下がりに同期してテスタ120に入力される。
以上のように、本実施の形態1では、DDRメモリチップ140のリード時に利用するデータ信号用のフリップフロップReFF1〜ReFF4とデータストローブ信号DQS用のフリップフロップReFF5〜ReFF8をクロック信号に同期して動作させている。図2で説明したライト動作時と異なりテストクロック信号を使用せず、フリップフロップReFF1〜ReFF8がクロック信号に同期して動作している。なお、このDDRメモリチップ140のリード時のテストクロック信号はクロック信号に同期して出力されていてもよい。
発明の実施の形態2
実施の形態2にかかる半導体集積回路装置100は、第1の信号伝達経路よってテストストローブ信号DQYを送受信し、第2の信号伝達経路によってテストデータ信号dataを送受信するものである。また、実施の形態2では、経路の変更に伴いクロック信号とテストクロック信号の位相関係を変更する。従って、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置100のブロック図を図4に示すが、これは図1に示したブロック図に対してテストストローブ信号DQY及びテストデータ信号dataの入出力端子を入れ替えたものとなる。また、実施の形態2におけるライト動作のタイミングチャートを図5に示すが、実施の形態2では、テストクロック信号がクロック信号に対して1/4周期早くなっている(実施の形態1のテストクロック信号に対しては1/2周期早くなる)のみで、図2に示した動作と実質的に同じ動作となる。また、実施の形態2におけるリード動作のタイミングチャートを図6に示すが、実施の形態2では、クロック信号に同期してリード動作に関わるフリップフロップが動作するため、図3に示した動作と実質的に同じ動作となる。
実施の形態2にかかる半導体集積回路装置100は、第1の信号伝達経路よってテストストローブ信号DQYを送受信し、第2の信号伝達経路によってテストデータ信号dataを送受信するものである。また、実施の形態2では、経路の変更に伴いクロック信号とテストクロック信号の位相関係を変更する。従って、実施の形態2にかかる半導体集積回路装置100のブロック図を図4に示すが、これは図1に示したブロック図に対してテストストローブ信号DQY及びテストデータ信号dataの入出力端子を入れ替えたものとなる。また、実施の形態2におけるライト動作のタイミングチャートを図5に示すが、実施の形態2では、テストクロック信号がクロック信号に対して1/4周期早くなっている(実施の形態1のテストクロック信号に対しては1/2周期早くなる)のみで、図2に示した動作と実質的に同じ動作となる。また、実施の形態2におけるリード動作のタイミングチャートを図6に示すが、実施の形態2では、クロック信号に同期してリード動作に関わるフリップフロップが動作するため、図3に示した動作と実質的に同じ動作となる。
つまり、本発明にかかる半導体集積回路装置100では、ライト動作時にテストクロック信号をクロック信号と別の経路を介して入力することで、データ信号DQとデータストローブ信号DQSとのセットアップ/ホールドマージンを適宜設定できる構成であれば、高速なデータ信号によるテストが可能になる効果を奏する。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものでなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、1パッケージにおいて2チップ構成としているが、これら2つのチップの回路を1チップ上の回路単位として考えることもできる。つまり、1チップ上にスルー回路を有するロジック回路と、DDRメモリ回路とを構成してもよい。
100 半導体集積回路装置
110 パッケージ
120 テスタ
130 ロジックチップ
140 DDRメモリチップ
150 スルー回路
111〜117 パッケージ110の有する端子
121〜127 テスタ120の有する端子
131a、132a、133、134、135a、136a、137、131b、132b、135b、136b ロジックチップ130の有する端子
141〜147 DDRメモリチップ140の有する端子
B1〜B13 バッファ
Inv1〜Inv5 インバータ
WrMUX1、WrMUX2、ReMUX1、ReMUX2 マルチプレクサ
conFF1、conFF2、WrFF1〜WrFF8、ReFF1〜ReFF8 フリップフロップ
110 パッケージ
120 テスタ
130 ロジックチップ
140 DDRメモリチップ
150 スルー回路
111〜117 パッケージ110の有する端子
121〜127 テスタ120の有する端子
131a、132a、133、134、135a、136a、137、131b、132b、135b、136b ロジックチップ130の有する端子
141〜147 DDRメモリチップ140の有する端子
B1〜B13 バッファ
Inv1〜Inv5 インバータ
WrMUX1、WrMUX2、ReMUX1、ReMUX2 マルチプレクサ
conFF1、conFF2、WrFF1〜WrFF8、ReFF1〜ReFF8 フリップフロップ
Claims (17)
- 外部から直接アクセス可能な第1のチップと、
前記第1のチップとデータの送受信を行い、外部から直接アクセスを行うことができない第2のチップと、
前記第1のチップ内に設けられ、外部装置から入力される第1のテスト信号及び第2のテスト信号を前記第2のチップに伝達するスルー回路とを有し、
前記スルー回路は、
前記外部装置から入力されるクロック信号に前記第1のテスト信号を同期させた第1の信号を生成し、前記第1の信号を前記第2のチップに出力する第1の信号伝達経路と、
前記外部装置から入力されるテストクロック信号に前記第2のテスト信号を同期させた第2の信号を生成し、前記第2の信号を前記第2のチップに出力する第2の信号伝達経路と、
を有する半導体集積回路装置。 - 前記第1の信号は前記第2のチップに対するデータ信号であり、前記第2の信号は前記データ信号の同期クロックとなるストローブ信号である請求項1に記載の半導体集積回路装置。
- 前記テストクロック信号は、前記クロック信号と同じクロック周期と、前記クロック信号に対する所定の遅延と、を有する請求項2に記載の半導体集積回路装置。
- 前記第1の信号は前記第2のチップに対するストローブ信号であり、前記第2の信号は前記ストローブ信号に同期するデータ信号である請求項1に記載の半導体集積回路装置。
- 前記クロック信号は、前記テストクロック信号と同じクロック周期と、前記テストクロック信号に対する所定の遅延を有する請求項4に記載の半導体集積回路装置。
- 前記第1のチップは、機能回路を搭載するロジックチップであって、前記第2のチップは、DDRメモリである請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置。
- 外部から直接アクセス可能な第1のチップと、
前記第1のチップを介して外部からアクセスが行われる第2のチップと、を同一パッケージ内に有する半導体集積回路装置のテスト方法であって、
外部装置から供給される第1のテスト信号を前記外部装置から供給されるクロック信号で同期させて第1の信号として前記第2のチップに供給し、
前記外部装置から供給される第2のテスト信号を前記外部装置からのテストクロック信号で同期させて第2の信号として前記第2のチップに供給する半導体集積回路装置のテスト方法。 - 前記第1の信号は前記第2のチップに対するデータ信号であり、前記第2の信号は前記データ信号の同期クロックとなるストローブ信号である請求項7に記載の半導体集積回路装置のテスト方法。
- 前記テストクロック信号は、前記クロック信号と同じクロック周期と、前記クロック信号に対する所定の遅延と、を有する請求項8に記載の半導体集積回路装置のテスト方法。
- 前記第1の信号は前記第2のチップに対するストローブ信号であり、前記第2の信号は前記ストローブ信号に同期するデータ信号である請求項7に記載の半導体集積回路装置のテスト方法。
- 前記クロック信号は、前記テストクロック信号と同じクロック周期と、前記テストクロック信号に対する所定の遅延を有する請求項10に記載の半導体集積回路装置のテスト方法。
- 前記第1のチップは、機能回路を搭載するロジックチップであって、前記第2のチップは、DDRメモリである請求項7乃至11のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置のテスト方法。
- 外部インターフェイス端子を有するロジック回路と、
前記ロジック回路とインターフェイス端子を有するメモリ回路と、を有し、
前記メモリ回路は、
データ入出力端子と、
前記データ入出力端子を介して入出力されるデータ信号の取り込み信号を入出力するストローブ端子と、を備え、
前記ロジック回路は、
前記ストローブ端子の入出力タイミングを制御する制御回路を備える半導体集積回路装置。 - 前記制御回路は、
前記データ信号を、外部装置から入力される第1クロック信号に同期して前記データ入出力端子へ出力し、
前記ストローブ端子の入出力タイミングの制御を、前記外部装置から入力される第2クロック信号に同期して行う請求項13に記載の半導体集積回路装置。 - 前記第2クロック信号は、前記第1クロック信号に対して所定の遅延を有する請求項14に記載の半導体回路装置。
- 前記第1クロック信号は、前記第2クロック信号に対して所定の遅延を有する請求項14に記載の半導体回路装置。
- 外部とのインターフェイス端子を有する第1チップと、前記第1チップとのインターフェイス端子を有する第2チップとを備える半導体集積回路において、
前記第1チップへ入力するクロック信号とテスト信号との入力タイミングを制御して、前記第2チップの入出力データの取り込み信号を生成する制御方法。
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2009
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