JP2009253023A - Design method of semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、故障検出に用いられるスキャンテスト回路を有する半導体集積回路の設計方法に関する。 The present invention relates to a method for designing a semiconductor integrated circuit having a scan test circuit used for failure detection.
LSIのテストでは、DUT(Device Under test)の回路規模が大きいことが問題となる。全ての入力の組み合わせをテストすることは事実上不可能である。LSIの回路設計手法は自動化(自動配置配線や論理合成など)を追求して発展してきた。そのため、テスト回路についても自動的に生成する手法が検討されてきた。現在ではスキャンテストなどの手法が実用化されている。 In the LSI test, there is a problem that the circuit scale of DUT (Device Under test) is large. It is virtually impossible to test all input combinations. LSI circuit design techniques have been developed in pursuit of automation (automatic placement and routing, logic synthesis, etc.). Therefore, methods for automatically generating test circuits have been studied. Currently, methods such as scan tests are put into practical use.
現在のデジタルLSIは、同期回路方式を前提に設計されており、クロック信号を共有したDフリップフロップ(以下D−FFと記述する)の間に組み合わせ回路が挿入され、これらがクロック信号に同期して動作している。スキャンテストでは、各D−FFの入力にセレクタ(マルチプレクサ)を付加したスキャンフリップフロップ(以下スキャンFFと記述する)どうしを直列につないで一種のシフトレジスタ(スキャンチェーン)を構成する。 The current digital LSI is designed on the premise of a synchronous circuit system, and a combinational circuit is inserted between D flip-flops (hereinafter referred to as D-FF) sharing a clock signal, and these are synchronized with the clock signal. Is working. In the scan test, a type of shift register (scan chain) is configured by connecting in series scan flip-flops (hereinafter referred to as scan FFs) each having a selector (multiplexer) added to the input of each D-FF.
図1にスキャンFFの構成およびこれを用いたスキャンテスト回路の構成を示す。スキャンFF20は、通常のD−FF20aのデータ入力端子Dにセレクタ20bが接続されて構成される。セレクタ20bの入力端子INには、前段の論理回路ブロックからのロジック入力信号がロジック入力信号線(INPUT)を介して入力される。セレクタ20bのスキャンイン端子SIには、スキャンテストを行うためのスキャンイン信号(テストデータ信号)がスキャンイン信号線(SCAN_IN)を介して入力される。更に、セレクタ20bには、スキャンイン信号又はロジック入力信号のどちらをD−FF20aに供給するかを制御するスキャンイネーブル信号がスキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介して入力される。
FIG. 1 shows a configuration of a scan FF and a scan test circuit using the scan FF. The scan FF 20 is configured by connecting a
D−FF20aのクロック入力端子にはクロック信号がクロック信号線(CLK)を介して供給される。D−FF20aは、クロック信号に同期して、セレクタ20bより供給される入力信号の状態に応じた出力信号を出力端子Qに出力する。すなわち、D−FF20aの出力端子には、スキャンイン信号に対応したスキャンアウト信号と、ロジック入力信号に対応したロジック出力信号のいずれかが選択的に出力されることとなる。D−FF20aの出力端子は、後段の論理回路ブロック30および後段のスキャンFFのスキャンイン端子SIに接続される。
A clock signal is supplied to the clock input terminal of the D-FF 20a via a clock signal line (CLK). The D-
図1の如きスキャンテスト回路によるスキャンテストは、概ね以下の手順による。まず、外部よりスキャンイネーブル端子(SCAN_EN)を介してハイレベルのスキャンイネーブル信号が供給され、スキャンモードが選択されると、セレクタ20bはスキャンイン端子SIを選択する。すなわちこの場合、論理回路ブロック30からの出力信号はセレクタ20bにより遮断されるため実質的にスキャンFF20同士が互いに直列接続されたスキャンパスが構成されることとなる。この状態において外部より、スキャンイン信号線(SCAN_IN)を介してスキャンイン信号(テスト入力データ信号)を流し込むことにより、各スキャンFF20に初期値を設定する(これをスキャンイン動作と称する)。スキャンFF20に保持された初期値は、それぞれスキャンFF20の出力信号を入力とするように接続された論理回路ブロック30の入力信号として与えられる。論理回路ブロック30は、与えられた初期値に応じた処理結果を出力する。つまり、スキャンイン動作により論理回路ブロック30の動作時における任意の状態を外部入力により再現することができる。
The scan test by the scan test circuit as shown in FIG. First, when a high level scan enable signal is supplied from the outside via the scan enable terminal (SCAN_EN) and the scan mode is selected, the
次に、スキャンイネーブル信号をローレベルとすることにより、スキャンFF20の接続を通常状態に戻して論理回路ブロック30から出力された処理結果を各スキャンFF20に取り込む(これをロジックテスト動作と称する)。
Next, by setting the scan enable signal to a low level, the connection of the scan FF 20 is returned to the normal state, and the processing result output from the
次に、スキャンイネーブル信号を再びハイレベルとすることにより、再度スキャンパスを構成し、上記初期値に対する各論理回路ブロック30による処理結果(テスト出力データ)を順次回収する(これをスキャンアウト動作と称する)。下記特許文献1および2はいずれもこのようなスキャンFFを有する技術を開示したものである。
一般的に、集積回路のACスペック(タイミングスペック)が規定されている場合、そのACスペックを満たすべく、各論理回路ブロックが組み合わされることにより構成される演算処理回路のロジック入力端子に接続される入力側初段のフリップフロップと、演算処理回路のロジック出力端子に接続される最終出力段のフリップフロップはスキャン化されない。つまり、これらのフリップフロップはスキャンチェーンを構成しない。図2にこのような集積回路のACスペックが規定されている場合における従来のスキャンテスト機能を有する集積回路の構成を図2に示す。 In general, when an AC spec (timing spec) of an integrated circuit is defined, it is connected to a logic input terminal of an arithmetic processing circuit configured by combining each logic circuit block so as to satisfy the AC spec. The first flip-flop on the input side and the final output flip-flop connected to the logic output terminal of the arithmetic processing circuit are not scanned. That is, these flip-flops do not constitute a scan chain. FIG. 2 shows a configuration of an integrated circuit having a conventional scan test function when the AC specification of such an integrated circuit is defined in FIG.
D−FF11は、演算処理回路の入力側初段のDフリップフロップである。D−FF12は、演算処理回路の最終出力段のDフリップフロップである。これらのD−FFは、演算処理回路の動作タイミングに影響を与えるため、演算処理回路のACスペックが規定されている場合、信号遅延が問題となる。このため、これらのD−FFは、信号遅延を回避するべくスキャンFFで構成することができず、通常のD−FFで構成される。その理由については後述する。 The D-FF 11 is a first stage D flip-flop on the input side of the arithmetic processing circuit. The D-FF 12 is a D flip-flop at the final output stage of the arithmetic processing circuit. Since these D-FFs affect the operation timing of the arithmetic processing circuit, signal delay becomes a problem when the AC specifications of the arithmetic processing circuit are defined. For this reason, these D-FFs cannot be configured as scan FFs in order to avoid signal delay, and are configured as normal D-FFs. The reason will be described later.
スキャンFF21、22、23は、図1に示したスキャンFF20と同じ構成のスキャンFFである。これらのスキャンFF21〜23は、スキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介して供給されるスキャンイネーブル信号に基づいて回路の接続状態をスキャンモード又は通常モードに切り換え、スキャンイン信号線(SCAN_IN)を介して供給されるスキャンイン信号(テスト入力データ)により初期値の設定がなされ、対応する論理回路ブロックに対してスキャンテストを実行する。
The
論理回路ブロック31〜35は、演算処理回路を構成する回路ブロックであり、クロック信号を共有する各フリップフロップの間に挿入される。論理回路ブロック31〜35は、前段のフリップフロップから供給される入力信号について演算処理を行い、その結果を後段のフリップフロップの入力端子Dに供給する。
The
次に、集積回路のACスペックが規定されている場合において、演算処理回路の入力側初段のフリップフロップ11と最終出力段のフリップフロップ12がスキャン化できない理由について図3および図4を参照しつつ説明する。図3(a)は演算処理回路の入力側初段のフリップフロップ11をスキャン化した場合のパターンレイアウト後における当該部分の回路構成を示したものである。フリップフロップ11をスキャン化するとは、フリップフロップ11をスキャンFFで構成しスキャンチェーンに取り込むことを意味する。しかし、入力側初段のフリップフロップ11をスキャンFFで構成すると、自動配置配線システムによるパターンレイアウト作成時に他のスキャンFF20のスキャンイン端子SIとフリップフロップ11の入力端子Dとの間に配線が自動的に形成され、その結果、ロジック入力信号が入力されるべきロジック入力信号線(INPUT)上にリピータ50が自動挿入されることとなる。すなわち、LSIチップのパターンレイアウトの際に用いられる自動配置配線システムにより設計されたチップ内の配線がロングパスとなってしまったときには、ロングパスにリピータ回路を自動挿入して信号の劣化や遅延を回避することとしている。ここでリピータ回路とは、自動配置配線システムにより形成されたロングパスに生じる配線抵抗や寄生容量による信号の遅延や劣化を回避するために、配線途中に自動挿入される波形整形回路のことである。自動配置配線システムは、回路素子間を接続する配線の長さを算出して、その配線の抵抗値を算出すると共に、その配線の寄生容量値を算出し、算出された抵抗値と容量値とから遅延量を算出する。そして、この遅延量が許容値を超えた場合には、この遅延値が最小になるポイントにリピータ回路を自動挿入するようにしている。
Next, the reason why the first flip-
しかしながら、ロジック入力信号線(INPUT)を介してフリップフロップ11に供給されるロジック入力信号が自動挿入されたリピータ50を通過することにより遅延が生じてしまい、要求されるACスペックを満足することができなくなる場合がある。そこで、演算処理回路のACスペックが規定されている場合においては、図3(b)に示すように、演算処理回路の入力側初段のフリップフロップをスキャン機能を有していないD−FFで構成することにより、自動配置配線システムによる自動配線の形成およびリピータの自動挿入を回避することとしている。これにより、要求されるACスペックを満足させることが可能となる。
However, a delay occurs when the logic input signal supplied to the flip-
同様に、図4(a)は演算処理回路の最終出力段のフリップフロップ12をスキャン化した場合の回路の構成を示したものである。フリップフロップ12をスキャンFFで構成することにより、フリップフロップ12はスキャンチェーンに取り込まれることとなる。しかし、フリップフロップ12をスキャンFFで構成すると、自動配置配線システムによるパターンレイアウトの際にフリップフロップ12の出力端子Qと他のスキャンFF20のスキャンイン端子SIとの間に配線が形成され、その結果、ロジック出力信号線(OUTPUT)上にリピータ51が自動挿入されることとなる。すると、最終出力段のフリップフロップ12から出力される出力信号は、自動挿入されたリピータ51を通過することにより遅延が生じ、要求されるACスペックを満たすことができなくなる場合がある。そこで、演算処理回路のACスペックが規定されている場合においては、図3(b)に示すように、演算処理回路の最終出力段のフリップフロップをスキャン機能を有していないD−FFで構成することにより、自動配置配線システムによる自動配線の形成およびリピータの自動挿入を回避することとしている。
Similarly, FIG. 4A shows the circuit configuration when the flip-
このように、演算処理回路のACスペックが規定されている場合においては、自動配置配線システムによるロジック入力信号線(INPUT)およびロジック出力信号線(OUTPUT)上のリピータの挿入を回避する必要があることから、演算処理回路の入力側初段と、最終出力段のフリップフロップはスキャン化することができない。しかしながら、これらのフリップフロップがスキャンチェーンから除外されるとACスペックは満たされるものの対応する演算処理回路の構成部分(すなわち、図2の論理回路ブロック31および35)がスキャンテストの対象から除外されることになるので、かかる回路部分の故障検出率の著しい低下を招く結果となっていた。 Thus, when the AC specifications of the arithmetic processing circuit are defined, it is necessary to avoid the insertion of repeaters on the logic input signal line (INPUT) and the logic output signal line (OUTPUT) by the automatic placement and routing system. For this reason, the input-side first stage and final output stage flip-flops of the arithmetic processing circuit cannot be scanned. However, when these flip-flops are excluded from the scan chain, although the AC specifications are satisfied, the corresponding arithmetic processing circuit components (that is, logic circuit blocks 31 and 35 in FIG. 2) are excluded from the scan test target. As a result, the failure detection rate of the circuit portion is significantly reduced.
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、演算処理回路のACスペックが規定されている場合において、要求スペックを満足させるのみならず、故障検出率の低下を防止することができるスキャンテスト機能を有する半導体集積回路の設計方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in the case where the AC specifications of the arithmetic processing circuit are defined, not only can the required specifications be satisfied, but also a reduction in the failure detection rate can be prevented. An object of the present invention is to provide a method for designing a semiconductor integrated circuit having a scan test function.
本発明の半導体集積回路の設計方法は、演算処理回路を構成する複数の論理回路ブロックの各々に対応して設けられた複数のフリップフロップを互いに直列接続してスキャンチェーンを構成し、前記スキャンチェーンの入力端子から供給されるテスト入力データに応じて前記論理回路ブロックの各々から出力されるテスト出力データを前記スキャンチェーンの出力端子より抽出するスキャンテスト回路を含む半導体集積回路の設計方法であって、前記演算処理回路のロジック入力端子に接続された入力側初段のフリップフロップを前記スキャンチェーンの初段に設定するステップと、前記演算処理回路のロジック出力端子に接続された最終出力段のフリップフロップを前記スキャンチェーンの最終段に設定するステップと、自動テストパターン生成ツールによって前記スキャンテスト回路の他の回路構成を自動生成するステップと、を含むことを特徴としている。 According to the semiconductor integrated circuit design method of the present invention, a plurality of flip-flops provided corresponding to each of a plurality of logic circuit blocks constituting an arithmetic processing circuit are connected in series to form a scan chain, and the scan chain A method of designing a semiconductor integrated circuit including a scan test circuit that extracts test output data output from each of the logic circuit blocks from an output terminal of the scan chain in accordance with test input data supplied from an input terminal of A step of setting an input-side first stage flip-flop connected to the logic input terminal of the arithmetic processing circuit to an initial stage of the scan chain, and a final output stage flip-flop connected to the logic output terminal of the arithmetic processing circuit. A step of setting the final stage of the scan chain and an automatic test pattern It is characterized in that it comprises a step of automatically generating a another circuit configuration of the scan test circuit by generation tool.
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。尚、以下に示す図においては、図1〜4中に示した構成要素と実質的に同一又は等価な構成要素については同一の参照符を付している。図5に本発明に係るスキャンテスト回路を有する半導体集積回路100の構成を示す。半導体集積回路100は、ACスペック(タイミングスペック)が規定されており、ロジック入力信号に対するロジック出力信号の遅延時間が所定値以下であることが要求されているものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings shown below, components that are substantially the same as or equivalent to the components shown in FIGS. 1 to 4 are given the same reference numerals. FIG. 5 shows a configuration of a semiconductor integrated
ロジック入力信号が入力されるべきロジック入力信号線(INPUT)に接続される演算処理回路の入力側初段のフリップフロップ11は、スキャンチェーンの初段に設けられる。フリップフロップ11は、スキャンFFで構成されるが、その入力端子Dとスキャンイン端子SIとが短絡されて用いられるため、実質的に通常のD−FFと等価である。入力端子Dとスキャンイン端子SIとの接続点には、ロジック入力信号線(INPUT)及びスキャンイン信号(テスト入力データ)が供給されるべきスキャンイン信号線(SCAN_IN1)が接続される。スキャンFF11の出力端子Qは、後段の論理回路ブロック31に接続されるとともにスキャンFF21のスキャンイン端子SIに接続される。
The first flip-
スキャンFF21の出力端子Qは後段の論理回路ブロック32の入力端子に接続されるとともにセレクタ40の一方の入力に接続される。論理回路ブロック32の出力信号はセレクタ40の他方の入力に供給される。セレクタ40の出力端子は、スキャンチェーンの終端であるスキャンアウト信号線(SCAN_OUT1)に接続される。スキャンFF11および21には、クロック信号線(CLK)を介して共通のクロック信号が供給されるとともに、スキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介して共通のスキャンイネーブル信号が供給される。
The output terminal Q of the
かかる回路構成においてスキャンテストを実施する際には、スキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介してハイレベルのスキャンイネーブル信号がスキャンFF11および21に供給し、スキャンモードを選択する。すると、スキャンFF11および21は、スキャンイン端子SIを選択し、スキャンイン信号線(SCAN_IN1)から、スキャンFF11、スキャンFF21およびセレクタ40を経由してスキャンアウト信号線(SCAN_OUT1)に至る第1のスキャンパスを構成する。すなわち、この状態においては、スキャンFF11および21はシフトレジスタとして機能する。
When a scan test is performed in such a circuit configuration, a high level scan enable signal is supplied to the
この状態で、スキャンイン信号線(SCAN_IN1)からスキャンイン信号(テスト入力データ)をクロック信号に同期して順次入力すると、入力されたデータは、シフトレジスタを構成するスキャンFF11および21に保持される。
In this state, when the scan-in signal (test input data) is sequentially input from the scan-in signal line (SCAN_IN1) in synchronization with the clock signal, the input data is held in the
スキャンFF11および21に保持されたデータは、それぞれ論理回路ブロック31および32に入力信号として与えられる。論理回路ブロック31および32は、与えられたデータに応じた処理結果を出力する。このとき、セレクタ40により論理回路ブロック32の出力側が選択され、論理回路ブロック32よる処理結果はセレクタ40を介してスキャンアウト信号線(SCAN_OUT1)から出力される。
The data held in the
次に、スキャンFF11および21にスキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介してローレベルのスキャンイネーブル信号が供給すると、スキャンFF11および21は入力端子Dを選択し、接続状態を通常モードに切り換える。この状態でスキャンFF11および21にクロック信号を与えると、論理回路ブロック31による処理結果がスキャンFF21に保持される。このとき、セレクタ40によりスキャンFF21の出力側が選択され、スキャンFF21に保持された論理回路ブロック31よる処理結果(テスト出力データ)はセレクタ40を介してスキャンアウト信号線(SCAN_OUT1)から出力される。以上の動作により、論理回路ブロック31および32に対するスキャンテストが完了する。
Next, when a low level scan enable signal is supplied to the
一方、ロジック出力信号線(OUTPUT)に接続される演算処理回路の最終出力段のフリップフロップ12は、スキャンチェーンの最終段に設けられる。フリップフロップ12は、スキャン機能を有するスキャンFFで構成される。スキャンFF12の出力端子Qはロジック出力信号線(OUTPUT)に接続されるとともに第2のスキャンチェーンの終端であるスキャンアウト信号線(SCAN_OUT2)に接続される。
On the other hand, the flip-
スキャンFF22のスキャンイン端子SIは、スキャンイン信号線(SCAN_IN2)に接続される。スキャンFF22の出力端子Qは、後段の論理回路ブロック34に接続されるとともにスキャンFF23のスキャンイン端子SIに接続される。スキャンFF23の出力端子Qは後段の論理回路ブロック35の入力端子に接続されるとともに最終出力段のスキャンFF12のスキャンイン端子SIに接続される。各スキャンFF22、23および12にはクロック信号線(CLK)を介して共通のクロック信号が供給されるとともに、スキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介して共通のスキャンイネーブル信号が供給される。
The scan-in terminal SI of the
かかる回路構成においてスキャンテストを実施する際には、スキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介してハイレベルのスキャンイネーブル信号をスキャンFF22、23および12に供給し、スキャンモードを選択する。すると、これらのスキャンFFは、スキャンイン端子SIを選択し、スキャンイン信号線(SCAN_IN2)から、スキャンFF22、スキャンFF23およびスキャンFF12を経由してスキャンアウト信号線(SCAN_OUT2)に至る第2のスキャンチェーンを構成する。すなわち、この状態においては、スキャンFF22、23および12はシフトレジスタとして機能する。
When a scan test is performed in such a circuit configuration, a high level scan enable signal is supplied to the
この状態でスキャンイン信号線(SCAN_IN2)からスキャンイン信号(テスト入力データ)をクロック信号に同期して順次入力すると入力されたデータは、シフトレジスタを構成するスキャンFF22、23に保持される。
In this state, when the scan-in signal (test input data) is sequentially input from the scan-in signal line (SCAN_IN2) in synchronization with the clock signal, the input data is held in the
これらのスキャンFFに保持されたデータは、それぞれ論理回路ブロック34および35に入力信号として与えられる。論理回路ブロック34および35は、与えられたデータに応じた処理結果を出力する。 The data held in these scan FFs is given as input signals to the logic circuit blocks 34 and 35, respectively. The logic circuit blocks 34 and 35 output a processing result corresponding to the given data.
次に、スキャンFF22、23および12にスキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介してローレベルのスキャンイネーブル信号を供給すると、これらのスキャンFFは入力端子Dを選択し、接続状態を通常モードに切り換える。この状態でこれらのスキャンFFにクロック信号を与えると、論理回路ブロック34および35による処理結果がそれぞれスキャンFF23および12に保持される。
Next, when a low level scan enable signal is supplied to the
次に、スキャンイネーブル信号線(SCAN_EN)を介してハイレベルのスキャンイネーブル信号がスキャンFF22、23および12に供給されると、スキャンパスが構成される。この状態で、これらのスキャンFFにクロック信号を与えると論理回路ブロック34および35による処理結果(テスト出力データ)が順次スキャンアウト信号線(SCAN_OUT2)より出力される。以上の動作により、論理回路ブロック34および35に対するスキャンテストが完了する。
Next, when a high level scan enable signal is supplied to the
次に、上記した如き構成のスキャンテスト回路を有する半導体集積回路100の設計方法について図6に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
Next, a method for designing the semiconductor integrated
まず、RTL設計を行う(ステップS1)。RTLとは、集積回路設計において同期デジタル回路を記述する手法の一種である。RTLでは、論理回路内部の全ての動作をクロックサイクルに同期して記述する。 First, RTL design is performed (step S1). RTL is a type of technique for describing synchronous digital circuits in integrated circuit design. In RTL, all operations in a logic circuit are described in synchronization with a clock cycle.
次に、論理合成を行う(ステップS2)。本ステップにおいては、RTL記述から論理合成ツールを用いてゲート回路を自動的に生成する。論理合成では、HDL記述から設計者が与えた面積やクロック周期、消費電力などの設計制約条件に従って自動的に論理ゲート回路を最適化し、論理ゲート回路を生成する。尚、論理合成ツールとは、EDA(Electronic Design Automation)の一部であって、内蔵プログラムにより抽象的な回路の動作に関する記述から論理回路の実装設計を行う装置をいう。 Next, logic synthesis is performed (step S2). In this step, a gate circuit is automatically generated from the RTL description using a logic synthesis tool. In logic synthesis, a logic gate circuit is automatically generated by optimizing a logic gate circuit according to design constraints such as an area, a clock period, and power consumption given by a designer from an HDL description. Note that the logic synthesis tool is a part of EDA (Electronic Design Automation), which is a device that performs mounting design of a logic circuit from a description about the operation of an abstract circuit by a built-in program.
次に、タイミング解析を行う(ステップS3)。論理ゲートは固有な遅延値を持ち、論理ゲートの遅延と配線による遅延を計算することでゲート回路の遅延値が得られる。本ステップにおいては、論理合成されたゲート回路が設計制約条件を満足するかどうかについてスタティックタイミング解析ツールを用いて検証する。ここで、設計制約条件が満たされない場合は、RTL設計からやり直す。 Next, timing analysis is performed (step S3). The logic gate has a unique delay value, and the delay value of the gate circuit can be obtained by calculating the delay of the logic gate and the delay due to the wiring. In this step, a static timing analysis tool is used to verify whether the logic-synthesized gate circuit satisfies the design constraints. If the design constraint conditions are not satisfied, the RTL design is repeated.
次にテスト容易化設計を行う(ステップS4)。ここでは、まず手動により演算処理回路の入力側初段のスキャンFF11をスキャンチェーンの初段に設定する(ステップS4−1)。すなわち、スキャンチェーンの入力端子となるスキャンイン信号線(SCAN_IN)の外部接続端子をスキャンFF11の入力端子Dおよびスキャンイン端子SIに接続する。
Next, design for testability is performed (step S4). Here, first, the
続いて、手動により演算処理回路の最終出力段のスキャンFF12をスキャンチェーンの最終段に設定する(ステップS4−2)。すなわち、スキャンFF12の出力端子Qをスキャンチェーンの出力端子となるスキャンアウト信号線(SCAN_OUT)の外部接続端子に接続する。このように、本発明の設計方法においては、演算処理回路の入力側初段と最終出力段のフリップフロップについては手動でスキャンチェーン上の配置を固定化する。その後、それ以外のスキャンチェーンの構成部分については自動テストパターン生成ツール(ATPG)を用いて自動でテストパターンを作成する(ステップS4−3)。これにより、スキャンFF11をスキャンチェーンの初段とし、スキャンFF12をスキャンチェーンの最終段とする1又は2以上のスキャンチェーンを構成するスキャンテスト回路が自動生成される。尚、自動テストパターン生成ツールとは、EDAの一部であって、内蔵プログラムにより論理回路情報からICのテストパターンを自動生成する装置をいう。
Subsequently, the
次にレイアウト設計を行う(ステップS5)。ここでは、まず集積回路のどの回路ブロックをチップ上のどこに配置するかの大枠を決めるフロアプランを行った後、チップ上にセルを配置し、各セル間の配線を行う。かかるレイアウト設計においてはフロアプランの情報とテストパターンを含むゲート回路のネットリストに従って自動配置配線を行う自動レイアウトツールが用いられる。このとき、演算処理回路の入力側初段のスキャンFF11は、スキャンチェーン初段のフリップフロップとして設定されているためにスキャンイン信号線(SCAN_IN)の外部接続端子近傍に自動配置されることとなる。従って、自動レイアウトツールによりスキャンFF11に至るスキャンイン信号線(SCAN_IN)はロングパスとはならず、従って遅延補償も必要とされないためロジック入力信号線(INPUT)の延長線上にリピータが自動挿入されるのを回避することが可能となる。同様に、演算処理回路の最終出力段のスキャンFF12は、スキャンチェーン最終段のフリップフロップとして設定されているためにスキャンアウト信号線(SCAN_OUT)の外部接続端子近傍に自動配置されることとなる。従って、自動レイアウトツールによりスキャンFF12の出力端子Qに接続されるスキャンアウト信号線(SCAN_OUT)はロングパスとはならず、従って遅延補償も必要とされないためロジック出力信号線(OUTPUT)の延長線上にリピータが自動挿入されるのを回避することが可能となる。尚、自動レイアウトツールとは、EDAの一部であって、内蔵プログラムによりマクロセルの接続情報(すなわち論理回路の設計結果)に基づいて、マクロセルを自動配置し、その間に自動配線を行うことにより半導体チップのレイアウトを自動生成する装置をいう。以上の各ステップを経ることにより、本発明のスキャンテスト機能を有する半導体集積回路100の設計が完了する。
Next, layout design is performed (step S5). Here, first, a floor plan for determining where to place which circuit block of the integrated circuit is arranged on the chip is performed, then cells are arranged on the chip, and wiring between the cells is performed. In such a layout design, an automatic layout tool that performs automatic placement and routing according to a net list of a gate circuit including floor plan information and a test pattern is used. At this time, the first-
以上の説明から明らかなように、本発明に係る設計方法によれば、テストパターン設計段階において演算処理回路の入力側初段と最終出力段のフリップフロップは、手動によりスキャンチェーンの初段および最終段として設定することによりスキャンチェーン上の配置を固定化した後に、自動テストパターン生成ツールによりテストパターンの生成を行うこととしたので、自動配置配線ツールを用いたレイアウト設計の段階で入力側初段のフリップフロップは、必然的にスキャンイン信号線(SCAN_IN)の外部接続端子近傍に配置されるとともに最終出力段のフリップフロップ12は、必然的にスキャンアウト信号線(SCAN_OUT)の外部接続端子近傍に配置される。その結果、スキャンFF11に接続されるスキャンイン信号線(SCAN_IN)の配線およびスキャンFF12に接続されるスキャンアウト信号線(SCAN_OUT)の配線がロングパスとはならず、これらの配線が短く形成されることにより遅延補償も必要とされないため、ロジック入力信号線(INPUT)上およびロジック出力信号線(OUTPUT)上にリピータが自動挿入されるのを回避することが可能となる。これにより演算処理回路のACスペックの達成が容易となる。また、これらのフリップフロップはスキャンFFで構成され、スキャンチェーンに取り込まれるため、従来の回路方式においてはスキャンテストの対象とはなっていなかった演算処理回路の構成部分(すなわち、図2における論理回路ブロック31および35)もスキャンテストの対象となるので、従来方式の回路に比べ故障検出率の向上が期待できる。すなわち、上記方法により半導体集積回路を設計することにより、演算処理回路のACスペックを満足させるのみならず、従来の回路方式における故障検出率の著しい低下の問題を解決することが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the design method of the present invention, in the test pattern design stage, the flip-flops at the input stage first stage and the final output stage of the arithmetic processing circuit are manually set as the first stage and last stage of the scan chain. After fixing the placement on the scan chain by setting, the test pattern is generated by the automatic test pattern generation tool. Therefore, the first flip-flop on the input side at the layout design stage using the automatic placement and routing tool Is necessarily arranged near the external connection terminal of the scan-in signal line (SCAN_IN), and the flip-
11 入力側初段のスキャンFF
12 最終出力段のスキャンFF
21〜23 スキャンFF
31〜35 論理回路ブロック
11 First-stage scan FF on the input side
12 Scan FF at the final output stage
21-23 Scan FF
31-35 Logic circuit block
Claims (4)
前記演算処理回路のロジック入力端子に接続された入力側初段のフリップフロップを前記スキャンチェーンの初段に設定するステップと、
前記演算処理回路のロジック出力端子に接続された最終出力段のフリップフロップを前記スキャンチェーンの最終段に設定するステップと、
自動テストパターン生成ツールによって前記スキャンテスト回路の他の回路構成を自動生成するステップと、を含むことを特徴とする半導体集積回路の設計方法。 A plurality of flip-flops provided corresponding to each of the plurality of logic circuit blocks constituting the arithmetic processing circuit are connected in series to form a scan chain, and the test input data supplied from the input terminal of the scan chain In response, a test method for a semiconductor integrated circuit including a scan test circuit that extracts test output data output from each of the logic circuit blocks from an output terminal of the scan chain,
Setting an input-side first stage flip-flop connected to a logic input terminal of the arithmetic processing circuit to the first stage of the scan chain;
Setting the final output stage flip-flop connected to the logic output terminal of the arithmetic processing circuit to the final stage of the scan chain;
And automatically generating another circuit configuration of the scan test circuit by an automatic test pattern generation tool.
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