JP2012208108A - 半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】内蔵された回路の状態を確認する機能を備えた半導体集積回路を更に小型化することができる技術を提供
【解決手段】半導体集積回路１では、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常であると判定回路１５が判定すると、判定回路１５は、リングオシレータ１６Ａを発振させることを指示する情報（第１発振指示情報）をリングオシレータ制御部１７へ出力する。そしてリングオシレータ制御部１７が第１発振指示情報を取得すると、リングオシレータ制御部１７が、発振周波数ｆ１で発振するように構成されたリングオシレータ１６Ａを発振させる。そして、半導体集積回路１内で発生している磁界を近磁界プローブで測定し、発振周波数ｆ１で大きさが変動する磁界を検出した場合に、リングオシレータ１６Ａが動作していると判断することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内蔵された回路の状態を判定する機能を備えた半導体集積回路に関する。

従来、内蔵された回路の動作状態を判定する判定回路と、判定回路の判定結果を示す回路判定情報を無線送信するパッシブ型無線ＩＣタグとを備えた半導体集積回路が知られている（例えば、特許文献１を参照）。これにより、判定回路による判定結果を半導体集積回路の外部に出力するための外部端子が不要となり、半導体集積回路を小型化することができる。

特開２００７−１０８０５４号公報

しかし、上記特許文献１に記載の半導体集積回路では、外部端子の代わりにパッシブ型無線ＩＣタグを設ける必要があるため、パッシブ型無線ＩＣタグを設置する分、半導体集積回路の面積が大きくなるという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、内蔵された回路の状態を判定する機能を備えた半導体集積回路を更に小型化することができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の半導体集積回路では、内部回路と、内部回路が予め設定された第１状態であるか否かを判定する第１状態判定回路とを有するとともに、予め設定された第１発振周波数で発振する第１リングオシレータを備える。そして第１動作判断手段が、第１状態判定回路による判定結果に基づいて、第１リングオシレータを動作させるか否かを判断し、リングオシレータ制御手段が、第１リングオシレータを動作させると第１動作判断手段が判断した場合には、第１リングオシレータを動作させ、第１リングオシレータを動作させないと第１動作判断手段が判断した場合には、第１リングオシレータの動作を禁止する。

なお、上記の「内部回路が予め設定された第１状態であるか否か」としては、例えば、内部回路が正常状態であるか否か、内部回路が故障している状態であるか否か、内部回路が特定の処理を実行している状態であるか否か等が挙げられる。

すなわち、内部回路が予め設定された第１状態であるか否かに応じて、第１リングオシレータが動作するか、第１リングオシレータの動作が禁止される。つまり、内部回路が第１状態である場合に第１リングオシレータが動作していれば、内部回路が第１状態でない場合には第１リングオシレータが動作しない。このため、半導体集積回路を検査する人は、第１リングオシレータが動作しているか否かによって内部回路が第１状態であるか否かを判断することができる。

そして、第１リングオシレータは第１発振周波数で発振するため、第１リングオシレータ内を流れる電流の値は第１発振周波数で変動する。したがって、第１リングオシレータが第１発振周波数で発振すると、第１リングオシレータにおいて、第１発振周波数で大きさが変動する磁界が発生する。

このため、請求項１に記載の半導体集積回路に近磁界プローブを近づけて、半導体集積回路内で発生している磁界を近磁界プローブで測定し、第１発振周波数で大きさが変動する磁界を検出した場合に、第１リングオシレータが動作していると判断することができる。つまり、判定回路による判定結果を無線送信する無線ＩＣタグを用いることなく、判定結果を確認することができる。そして、無線ＩＣタグの大きさは数ｍｍ□であるのに対し、リングオシレータの大きさはインバータ数個程度であるため、無線ＩＣタグを設置する場合よりも、半導体集積回路を小型化することができる。

また、請求項１に記載の半導体集積回路において、第１状態に加えて、第１状態と異なる状態を判定する場合には、請求項２に記載のように、内部回路が第１状態と異なるように予め設定された第２状態であるか否かを判定する第２状態判定回路を有するとともに、予め設定された第２発振周波数で発振する第２リングオシレータを備え、第２動作判断手段が、第２状態判定回路による判定結果に基づいて、第２リングオシレータを動作させるか否かを判断し、第２リングオシレータ制御手段が、第２リングオシレータを動作させると第２動作判断手段が判断した場合には、第２リングオシレータを動作させ、第２リングオシレータを動作させないと第２動作判断手段が判断した場合には、第２リングオシレータの動作を禁止するようにするとよい。

このように構成された半導体集積回路によれば、第２リングオシレータが動作しているか否かによって内部回路が第２状態であるか否かを判断することができる。すなわち、第１リングオシレータと第２リングオシレータの動作に基づいて、内部回路が第１状態にあるか否かと、内部回路が第２状態にあるか否かの両方の判定結果を確認することができる。

また、請求項２に記載の半導体集積回路において、請求項３に記載のように、第１発振周波数が第２発振周波数と異なるようにしてもよい。
このように構成された半導体集積回路によれば、近磁界プローブで検出した磁界の大きさの変動周波数に基づいて、第１リングオシレータおよび第２リングオシレータの何れが動作しているか、すなわち、内部回路が第１状態であるか第２状態であるかを判断することができる。

また、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の半導体集積回路において、請求項４に記載のように、第１リングオシレータを動作させると第１動作判断手段が判断した場合に、第１発光素子制御手段が、可視光または赤外光を発する発光素子を予め設定された第１発光パターンで発光させるようにするとよい。

このように構成された半導体集積回路によれば、半導体集積回路を検査する人は、発光素子が第１発光パターンで発光しているか否かを目視または赤外線センサにより確認することで、第１リングオシレータが故障していても、内部回路が第１状態であるか否かを判断することができる。

また、請求項４に記載の半導体集積回路において、請求項５に記載のように、リング故障検出手段が第１リングオシレータの故障を検出すると、第２発光素子制御手段が、発光素子を、第１発光パターンと異なるように予め設定された第２発光パターンで発光させるようにするとよい。

このように構成された半導体集積回路によれば、半導体集積回路を検査する人は、発光素子が第２発光パターンで発光しているか否かを目視または赤外線センサにより確認することで、第１リングオシレータが故障しているか否かを判断することができる。このため、第１リングオシレータが発振していない場合に、その原因が、内部回路が第１状態でないためであるのか、第１リングオシレータが故障しているためであるのかを容易に判断することができる。

第１実施形態の半導体集積回路１の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の判定処理の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の半導体集積回路１の構成を示すブロック図である。 第２実施形態の半導体集積回路１の構成要素の配置を示す断面図である。 第２実施形態の判定処理の手順の前半部分を示すフローチャートである。 第２実施形態の判定処理の手順の後半部分を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
図１は、本発明が適用された第１実施形態の半導体集積回路１の構成を示すブロック図である。

半導体集積回路１は、１つのパッケージに複数のＬＳＩを搭載するシステム・イン・パッケージ（ＳｉＰ）技術を用いて製造されたものであり、コアＬＳＩ１１と、周辺ＬＳＩ１２と、半導体集積回路１内に電源を供給する電源ＬＳＩ１３と、ＤＲＡＭ１４と、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２と電源ＬＳＩ１３とＤＲＡＭ１４の状態についての判定を行う判定回路１５と、リング状に接続した複数の遅延素子（典型的には奇数個のＮＯＴゲート）からなる複数（本実施形態では３個）のリングオシレータ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、判定回路１５からの指示に基づいてリングオシレータ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの動作を制御するリングオシレータ制御部１７とを備えている。

そして、コアＬＳＩ１１、周辺ＬＳＩ１２、および電源ＬＳＩ１３は、外部端子（不図示）とデータ入出力可能に接続されている。またコアＬＳＩ１１は、内部配線ＷＩによって、周辺ＬＳＩ１２、電源ＬＳＩ１３、およびＤＲＡＭ１４とデータ入出力可能に接続されている。また判定回路１５は、コアＬＳＩ１１、周辺ＬＳＩ１２、電源ＬＳＩ１３、およびＤＲＡＭ１４からデータ入力可能に接続されている。

そしてコアＬＳＩ１１は、半導体集積回路１の外部から外部端子（不図示）を介して入力した指示に基づいて、周辺ＬＳＩ１２、電源ＬＳＩ１３、およびＤＲＡＭ１４の何れかに、内部配線ＷＩの状態を判定するためのデータ（以下、配線判定用データという）を出力するように構成されている。例えば、周辺ＬＳＩ１２へ配線判定用データを出力することを指示する情報が外部端子を介してコアＬＳＩ１１に入力すると、コアＬＳＩ１１は、周辺ＬＳＩ１２へ配線判定用データを出力する。またコアＬＳＩ１１は、配線判定用データを出力した直後に、データ出力先を示す情報（以下、データ出力先情報という）を判定回路１５へ出力するように構成されている。

また、周辺ＬＳＩ１２、電源ＬＳＩ１３、およびＤＲＡＭ１４は、コアＬＳＩ１１から配線判定用データを入力すると、その旨を示す情報（以下、入力通知情報という）を判定回路１５へ出力するように構成されている。

またリングオシレータ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、それぞれ異なる発振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３で発振するように構成されている。
次に、判定回路１５が実行する処理（以下、判定処理という）を説明する。図２は、判定回路１５が実行する処理（判定処理）の手順を示すフローチャートである。

判定回路１５は、図２に示すように、まずＳ１０にて、コアＬＳＩ１１からデータ出力先情報が入力したか否かを判断する。ここで、データ出力先情報が入力していない場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１０の処理を繰り返し、データ出力先情報が入力するまで待機する。一方、データ出力先情報が入力した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ２０にて、データ出力先情報が示すデータ出力先が周辺ＬＳＩ１２であるか否かを判断する。

ここで、データ出力先が周辺ＬＳＩ１２でない場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ５０に移行する。一方、データ出力先が周辺ＬＳＩ１２である場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ３０にて、データ出力先情報の入力から予め設定された判定待機時間（例えば１秒）が経過するまで待機した後に、周辺ＬＳＩ１２から入力通知情報が入力したか否かを判断する。ここで、周辺ＬＳＩ１２から入力通知情報が入力した場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが正常であると判断し、Ｓ５０に移行する。

一方、周辺ＬＳＩ１２から入力通知情報が入力しなかった場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常であると判断し、Ｓ４０にて、リングオシレータ１６Ａを発振させることを指示する情報（以下、第１発振指示情報という）をリングオシレータ制御部１７へ出力して、Ｓ５０に移行する。これにより、リングオシレータ制御部１７が第１発振指示情報を取得すると、リングオシレータ制御部１７がリングオシレータ１６Ａを発振させる。

そしてＳ５０に移行すると、データ出力先情報が示すデータ出力先が電源ＬＳＩ１３であるか否かを判断する。ここで、データ出力先が電源ＬＳＩ１３でない場合には（Ｓ５０：ＮＯ）、Ｓ８０に移行する。一方、データ出力先が電源ＬＳＩ１３である場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ６０にて、データ出力先情報の入力から判定待機時間が経過するまで待機した後に、電源ＬＳＩ１３から入力通知情報が入力したか否かを判断する。ここで、電源ＬＳＩ１３から入力通知情報が入力した場合には（Ｓ６０：ＹＥＳ）、コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３との間の内部配線ＷＩが正常であると判断し、Ｓ８０に移行する。

一方、電源ＬＳＩ１３から入力通知情報が入力しなかった場合には（Ｓ６０：ＮＯ）、コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３との間の内部配線ＷＩが異常であると判断し、Ｓ７０にて、リングオシレータ１６Ｂを発振させることを指示する情報（以下、第２発振指示情報という）をリングオシレータ制御部１７へ出力して、Ｓ８０に移行する。これにより、リングオシレータ制御部１７が第２発振指示情報を取得すると、リングオシレータ制御部１７がリングオシレータ１６Ｂを発振させる。

またＳ８０に移行した場合には、データ出力先情報が示すデータ出力先がＤＲＡＭ１４であるか否かを判断する。ここで、データ出力先がＤＲＡＭ１４でない場合には（Ｓ８０：ＮＯ）、Ｓ１０に移行する。一方、データ出力先がＤＲＡＭ１４である場合には（Ｓ８０：ＹＥＳ）、Ｓ９０にて、データ出力先情報の入力から判定待機時間が経過するまで待機した後に、ＤＲＡＭ１４から入力通知情報が入力したか否かを判断する。ここで、ＤＲＡＭ１４から入力通知情報が入力した場合には（Ｓ９０：ＹＥＳ）、コアＬＳＩ１１とＤＲＡＭ１４との間の内部配線ＷＩが正常であると判断し、Ｓ１０に移行する。

一方、ＤＲＡＭ１４から入力通知情報が入力しなかった場合には（Ｓ９０：ＮＯ）、コアＬＳＩ１１とＤＲＡＭ１４との間の内部配線ＷＩが異常であると判断し、Ｓ１００にて、リングオシレータ１６Ｃを発振させることを指示する情報（以下、第３発振指示情報という）をリングオシレータ制御部１７へ出力して、Ｓ１０に移行する。これにより、リングオシレータ制御部１７が第３発振指示情報を取得すると、リングオシレータ制御部１７がリングオシレータ１６Ｃを発振させる。

このように構成された半導体集積回路１では、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常であると判定回路１５が判定すると（Ｓ３０：ＮＯ）、判定回路１５は、リングオシレータ１６Ａを発振させることを指示する情報（第１発振指示情報）をリングオシレータ制御部１７へ出力する（Ｓ４０）。そしてリングオシレータ制御部１７が第１発振指示情報を取得すると、リングオシレータ制御部１７が、発振周波数ｆ１で発振するように構成されたリングオシレータ１６Ａを発振させる。

すなわち、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常であるか否かに応じて、リングオシレータ１６Ａが動作するか、リングオシレータ１６Ａの動作が禁止される。このため、半導体集積回路１を検査する人は、リングオシレータ１６Ａが動作しているか否かによって、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常であるか否かを判断することができる。

そして、リングオシレータ１６Ａは発振周波数ｆ１で発振するため、リングオシレータ１６Ａ内を流れる電流の値は発振周波数ｆ１で変動する。したがって、リングオシレータ１６Ａが発振周波数ｆ１で発振すると、リングオシレータ１６Ａにおいて、発振周波数ｆ１で大きさが変動する磁界が発生する。

このため、半導体集積回路１に近磁界プローブを近づけて、半導体集積回路１内で発生している磁界を近磁界プローブで測定し、発振周波数ｆ１で大きさが変動する磁界を検出した場合に、リングオシレータ１６Ａが動作していると判断することができる。つまり、判定回路１５による判定結果を無線送信する無線ＩＣタグを用いることなく、判定結果を確認することができる。そして、無線ＩＣタグの大きさは数ｍｍ□であるのに対し、リングオシレータ１６Ａの大きさはインバータ数個程度であるため、無線ＩＣタグを設置する場合よりも、半導体集積回路を小型化することができる。

また、コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３との間の内部配線ＷＩが異常であると判定回路１５が判定すると（Ｓ６０：ＮＯ）、判定回路１５は、リングオシレータ１６Ｂを発振させることを指示する情報（第２発振指示情報）をリングオシレータ制御部１７へ出力する（Ｓ７０）。そしてリングオシレータ制御部１７が第２発振指示情報を取得すると、リングオシレータ制御部１７が、発振周波数ｆ２で発振するように構成されたリングオシレータ１６Ｂを発振させる。

また、コアＬＳＩ１１とＤＲＡＭ１４との間の内部配線ＷＩが異常であると判定回路１５が判定すると（Ｓ９０：ＮＯ）、判定回路１５は、リングオシレータ１６Ｃを発振させることを指示する情報（第３発振指示情報）をリングオシレータ制御部１７へ出力する（Ｓ１００）。そしてリングオシレータ制御部１７が第３発振指示情報を取得すると、リングオシレータ制御部１７が、発振周波数ｆ３で発振するように構成されたリングオシレータ１６Ｃを発振させる。

このため、リングオシレータ１６Ｂが動作しているか否かによって、コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３（ＤＲＡＭ１４）との間の内部配線ＷＩが異常であるか否かを判断することができる。すなわち、リングオシレータ１６Ａとリングオシレータ１６Ｂ（リングオシレータ１６Ｃ）の動作に基づいて、「コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常であるか否か」と「コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３（ＤＲＡＭ１４）との間の内部配線ＷＩが異常であるか否か」の両方の判定結果を確認することができる。

また、発振周波数ｆ１と発振周波数ｆ２（ｆ３）は異なるため、近磁界プローブで検出した磁界の大きさの変動周波数に基づいて、リングオシレータ１６Ａおよびリングオシレータ１６Ｂ（リングオシレータ１６Ｃ）の何れが動作しているか、すなわち、「コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常であるのか」または「コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３（ＤＲＡＭ１４）との間の内部配線ＷＩが異常であるのか」を判断することができる。

以上説明した実施形態において、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２と電源ＬＳＩ１３とＤＲＡＭ１４は本発明における内部回路、判定回路１５におけるＳ２０とＳ３０の処理は本発明における第１状態判定回路、リングオシレータ１６Ａは本発明における第１リングオシレータ、Ｓ３０とＳ４０の処理は本発明における第１動作判断手段、リングオシレータ制御部１７は本発明における第１リングオシレータ制御手段、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩが異常である状態は本発明における第１状態、発振周波数ｆ１は本発明における第１発振周波数である。

また、判定回路１５におけるＳ５０（Ｓ８０）とＳ６０（Ｓ９０）の処理は本発明における第２状態判定回路、リングオシレータ１６Ｂ（リングオシレータ１６Ｃ）は本発明における第２リングオシレータ、Ｓ６０（Ｓ９０）とＳ７０（Ｓ１００）の処理は本発明における第２動作判断手段、リングオシレータ制御部１７は本発明における第２リングオシレータ制御手段、コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３（ＤＲＡＭ１４）との間の内部配線ＷＩが異常である状態は本発明における第２状態、発振周波数ｆ２（ｆ３）は本発明における第２発振周波数である。

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

図３は、第２実施形態の半導体集積回路１の構成を示すブロック図である。図４は、第２実施形態の半導体集積回路１の構成要素の配置を示す断面図である。
第２実施形態における半導体集積回路１は、図３に示すように、リングオシレータ１６Ｂ，１６Ｃが省略された点と、リングオシレータ制御部１７の代わりにリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が設けられた点と、可視光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）２２が追加された点と、判定回路１５が実行する判定処理が変更された点以外は第１実施形態と同じである。

そしてリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１は、判定回路１５からの指示に基づいてリングオシレータ１６ＡおよびＬＥＤ２２の動作を制御する。またリングオシレータ１６Ａの出力信号は判定回路１５に入力される。

また半導体集積回路１では、図４に示すように、コアＬＳＩ１１、周辺ＬＳＩ１２、電源ＬＳＩ１３、ＤＲＡＭ１４、判定回路１５、およびリングオシレータ１６Ａなどがパッケージ２６内に実装される一方（図４では、コアＬＳＩ１１、ＤＲＡＭ１４、および判定回路１５を示す）、ＬＥＤ２２がパッケージ２６の上面に実装される。

次に、第２実施形態の判定回路１５が実行する処理（判定処理）を図５および図６を用いて説明する。図５は、第２実施形態の判定処理の手順の前半部分を示すフローチャートである。図６は、第２実施形態の判定処理の手順の後半部分を示すフローチャートである。

判定回路１５は、まずＳ２１０にて、コアＬＳＩ１１から、リングオシレータ１６Ａが故障しているか否かを検査する検査モードへの移行を要求する検査モード要求が入力したか否かを判断する。

なおコアＬＳＩ１１は、起動直後に、コアＬＳＩ１１に設けられた検査モードレジスタの値が１である場合に、検査モード要求を判定回路１５へ出力するように構成されている。またコアＬＳＩ１１は、外部端子（不図示）を介して接続された外部機器から検査モード要求を入力すると、検査モードレジスタの値を０から１に設定するように構成されている。

そしてＳ２１０にて、検査モード要求が入力した場合には（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２２０にて、リングオシレータ１６Ａの発振を停止させることを指示する情報（以下、発振停止指示情報という）と、ＬＥＤ２２を消灯させることを指示する情報（以下、消灯指示情報という）をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が発振停止指示情報と消灯指示情報を取得すると、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が、リングオシレータ１６Ａの発振を停止させるとともに、ＬＥＤ２２を消灯させる。

その後Ｓ２３０にて、リングオシレータ１６Ａの故障判定を実行する。具体的には、判定回路１５が、まず、リングオシレータ１６Ａを発振させることを指示する情報（第１発振指示情報）をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が第１発振指示情報を取得すると、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が、発振周波数ｆ１で発振するように構成されたリングオシレータ１６Ａを発振させる。そして、第１発振指示情報の出力後、判定回路１５が、リングオシレータ１６Ａの発振を検出できた場合にはリングオシレータ１６Ａが正常であると判定し、リングオシレータ１６Ａの発振を検出できなかった場合にはリングオシレータ１６Ａが故障中であると判定する。

次にＳ２４０にて、Ｓ２３０の処理でリングオシレータ１６Ａが故障中であると判定されたか否かを判断する。ここで、リングオシレータ１６Ａが正常である場合には（Ｓ２４０：ＮＯ）、Ｓ２５０にて、第１実施形態の判定処理と同様にして、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩ、コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３との間の内部配線ＷＩ、およびコアＬＳＩ１１とＤＲＡＭ１４との間の内部配線ＷＩの何れか１つが異常であるか否かの判定（以下、内部配線異常判定という）を実行する。

次にＳ２６０にて、Ｓ２５０の処理で内部配線ＷＩが異常である判定されたか否かを判断する。ここで、内部配線ＷＩが正常である場合には（Ｓ２６０：ＮＯ）、Ｓ２３０に移行して、上述の処理を繰り返す。一方、内部配線ＷＩが異常である場合には（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、Ｓ２７０にて、リングオシレータ１６Ａを発振させることを指示する情報（第１発振指示情報）をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力するとともに、内部配線ＷＩが異常であることを示すために予め設定された点滅パターン（以下、内部回路異常パターン）でＬＥＤ２２を点滅させることを指示する情報（以下、配線異常点滅指示情報という）をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が第１発振指示情報と配線異常点滅指示情報を取得すると、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が、発振周波数ｆ１で発振するように構成されたリングオシレータ１６Ａを発振させるとともに、ＬＥＤ２２を内部回路異常パターンで点滅させる。なお内部回路異常パターンは、本実施形態では例えば１秒周期での点滅である。

そしてＳ２８０にて、リングオシレータ１６Ａの発振を停止させるために予め設定された発振停止条件が成立したか否かを判断する。なお、本実施形態における発振停止条件は、「リングオシレータ１６Ａの発振開始から予め設定された発振継続時間が経過すること」、または、「半導体集積回路１に接続された外部機器からリングオシレータ１６Ａの発振停止を要求する信号が入力すること」である。

ここで、発振停止条件が成立していない場合には（Ｓ２８０：ＮＯ）、Ｓ２８０の処理を繰り返すことにより、発振停止条件が成立するまで待機する。一方、発振停止条件が成立した場合には（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、Ｓ２９０にて、上述の発振停止指示情報と消灯指示情報をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力し、Ｓ２３０に移行する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が発振停止指示情報と消灯指示情報を取得すると、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が、リングオシレータ１６Ａの発振を停止させるとともに、ＬＥＤ２２を消灯させる。

またＳ２４０にて、リングオシレータ１６Ａが故障中である場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、Ｓ３００にて、リングオシレータ１６Ａが故障中であることを示すために予め設定された点滅パターン（以下、リング故障パターンという）でＬＥＤ２２を点滅させることを指示する情報（以下、リング故障点滅指示情報という）をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１がリング故障点滅指示情報を取得すると、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が、ＬＥＤ２２をリング故障パターンで点滅させる。なおリング故障パターンは、本実施形態では例えば２秒周期での点滅である。

そしてＳ３１０にて、ＬＥＤ２２の点滅を停止させるために予め設定された点滅停止条件が成立したか否かを判断する。なお、本実施形態における点滅停止条件は、「ＬＥＤ２２の点滅開始から予め設定された点滅継続時間が経過すること」、または、「半導体集積回路１に接続された外部機器からＬＥＤ２２の点滅停止を要求する信号が入力すること」である。

ここで、点滅停止条件が成立していない場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、Ｓ３１０の処理を繰り返すことにより、点滅停止条件が成立するまで待機する。一方、点滅停止条件が成立した場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、Ｓ３２０にて、上述の消灯指示情報をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力し、Ｓ２３０に移行する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が消灯指示情報を取得すると、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１がＬＥＤ２２を消灯させる。

またＳ２１０にて、検査モード要求が入力していない場合には（Ｓ２１０：ＮＯ）、Ｓ３３０にて、上述の内部配線異常判定を常時実行することを要求する常時モニタ要求が入力したか否かを判断する。

なお、コアＬＳＩ１１は、コアＬＳＩ１１に設けられた常時モニタレジスタの値が１である場合に、常時モニタ要求を判定回路１５へ出力するように構成されている。またコアＬＳＩ１１は、外部端子（不図示）を介して接続された外部機器から常時モニタ要求を入力すると、常時モニタレジスタの値を０から１に設定するように構成されている。

そしてＳ３４０にて、常時モニタ要求が入力していない場合には（Ｓ３４０：ＮＯ）、Ｓ３４０の処理を繰り返すことにより、常時モニタ要求が入力するまで待機する。一方、常時モニタ要求が入力した場合には（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、Ｓ３５０にて、Ｓ２５０と同様にして、上述の内部配線異常判定を実行する。

次にＳ３６０にて、Ｓ３５０の処理で内部配線ＷＩが異常である判定されたか否かを判断する。ここで、内部配線ＷＩが正常である場合には（Ｓ３６０：ＮＯ）、Ｓ３５０に移行して、上述の処理を繰り返す。一方、内部配線ＷＩが異常である場合には（Ｓ３６０：ＹＥＳ）、Ｓ３７０にて、Ｓ２７０と同様にして、第１発振指示情報と配線異常点滅指示情報をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が、リングオシレータ１６Ａを発振させるとともに、ＬＥＤ２２を内部回路異常パターンで点滅させる。

そしてＳ３８０にて、Ｓ２８０と同様にして、発振停止条件が成立したか否かを判断する。ここで、発振停止条件が成立していない場合には（Ｓ３８０：ＮＯ）、Ｓ３８０の処理を繰り返すことにより、発振停止条件が成立するまで待機する。一方、発振停止条件が成立した場合には（Ｓ３８０：ＹＥＳ）、Ｓ３９０にて、Ｓ２９０と同様にして、発振停止指示情報と消灯指示情報をリングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１へ出力し、Ｓ３５０に移行する。これにより、リングオシレータ・ＬＥＤ制御部２１が、リングオシレータ１６Ａの発振を停止させるとともに、ＬＥＤ２２を消灯させる。

このように構成された半導体集積回路１では、内部配線ＷＩが異常であり、リングオシレータ１６Ａを発振させる場合に（Ｓ２６０：ＹＥＳ，Ｓ３６０：ＹＥＳ）、可視光を発するＬＥＤ２２を内部回路異常パターンで点滅させる（Ｓ２７０，Ｓ３７０）。

このため、半導体集積回路１を検査する人は、ＬＥＤ２２が内部回路異常パターンで点滅しているか否かを目視により確認することで、リングオシレータ１６Ａが故障していても、内部配線ＷＩが異常であるか否かを判断することができる。

また、リングオシレータ１６Ａが故障中であるが否かを判定し（Ｓ２３０）、リングオシレータ１６Ａが故障中であると判定されると（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、可視光を発するＬＥＤ２２をリング故障パターンで点滅させる（Ｓ３００）。

このため、半導体集積回路１を検査する人は、ＬＥＤ２２がリング故障パターンで点滅しているか否かを目視により確認することで、リングオシレータ１６Ａが故障しているか否かを判断することができる。このため、リングオシレータ１６Ａが発振していない場合に、その原因が、内部配線ＷＩが正常であるためであるのか、リングオシレータ１６Ａが故障しているためであるのかを容易に判断することができる。

また、半導体集積回路１の製造中にパッケージ２６が高温状態または高圧状態になる場合には、パッケージ２６内のリングオシレータ１６Ａが高温または高圧により破損するおそれがある。一方、ＬＥＤ２２はパッケージ２６の上面に配置されているため、製造中の高温または高圧によりＬＥＤ２２が破損するということはない。

また、ＬＥＤ２２に必要な周辺部品は数個の抵抗と１個のトランジスタ程度である。このため、ＬＥＤ２２をパッケージ２６の上面に取り付けたことにより、その他の部品をパッケージ２６の上面に取り付けられなくなるという事態になり難い。

以上説明した実施形態において、ＬＥＤ２２は本発明における発光素子、Ｓ２６０，Ｓ３６０の処理は本発明における第１動作判断手段、内部回路異常パターンは本発明における第１発光パターン、Ｓ２７０，Ｓ３７０の処理は本発明における第１発光素子制御手段、Ｓ２３０の処理は本発明におけるリング故障検出手段、リング故障パターンは本発明における第２発光パターン、Ｓ３００の処理は本発明における第２発光素子制御手段である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記第１実施形態では、発振周波数が互いに異なる複数のリングオシレータを備えた半導体集積回路１を示したが、１個のリングオシレータを備えるものであってもよい。

また上記実施形態では、内部配線ＷＩの状態を判定回路１５により判定するものを示したが、判定内容はこれに限定されるものではなく、半導体集積回路１内に設けられた回路を用いて可能であるものであればよい。例えば、電源ＬＳＩ１３に設けられたメインシーケンサ（不図示）によって、コアＬＳＩ１１、周辺ＬＳＩ１２、およびＤＲＡＭ１４それぞれの動作状態のステータス（例えば、起動処理、通常動作、電源遮断待ち等）を取得し、このステータスに基づいて動作状態が異常であると判断した場合に、その旨をメインシーケンサが判定回路１５へ出力するようにしてもよい。

また例えば、判定回路１５に設けられたＡＤ変換器（不図示）によって、コアＬＳＩ１１、周辺ＬＳＩ１２、およびＤＲＡＭ１４の電圧を監視し、この電圧が予め設定された正常範囲から外れている場合に、発振指示情報を判定回路１５がリングオシレータ制御部１７へ出力するようにしてもよい。

また上記第１実施形態では、判定回路１５とリングオシレータ１６とリングオシレータ制御部１７とが別々に形成されているものを示したが、判定回路１５とリングオシレータ１６とリングオシレータ制御部１７とをコアＬＳＩ１１内に形成するようにしてもよい。

また上記第１実施形態では、発振周波数が互いに異なる複数のリングオシレータを備えるものを示したが、発振周波数が同じである複数のリングオシレータの設置位置が互いに異なるようにしてもよい。例えば、半導体集積回路１が矩形状である場合には、矩形の四隅にリングオシレータを１個ずつ設置するようにするとよい。これにより、発振しているリングオシレータの設置位置に基づいて、判定回路１５による判定結果を特定することができる。

また、判定回路１５により半導体集積回路１を判定するのが半導体集積回路１の出荷前に限定されるのであれば、半導体集積回路１に設けられたレジスタの値の設定によってリングオシレータ１６に電源が供給されないようにし、これにより、出荷後にリングオシレータ１６が発振することがないようにしてもよい。

また、半導体集積回路１の出荷後にも、判定回路１５による半導体集積回路１の判定を可能とするために、リングオシレータ１６の発振を検知するためのコイル（製造コストおよび製品サイズの観点からマイクロコイルが望ましい）を、半導体集積回路１が実装された製品ボードに設けるようにしてもよい。これにより、半導体集積回路１の出荷後に判定回路１５が異常を検出するとリングオシレータ１６が発振し、この発振をコイルが検知する。このコイルの検知結果に基づいて、異常内容をディスプレイに表示したり音声出力したりして、半導体集積回路１の利用者に報知することができる。または、異常内容をデータ記憶装置に記憶して、今後の異常解析に役立てるようにしてもよい。

また上記第２実施形態では、可視光を照射するＬＥＤ２２を示したが、ＬＥＤ２２の代わりに、赤外光を照射する赤外線ダイオードを設けるようにしてもよい。この場合には、赤外線センサにより赤外線ダイオードの発光を確認する必要がある。このため、赤外線センサによる検出結果をモニタに表示させることが可能である。したがって、ＬＥＤの場合は、点灯させるか、目視で確認できる程度の簡単なパターンで点滅させる必要があるのに対して、赤外線ダイオードの場合は、より複雑な点滅パターンで発光させても点滅パターンをモニタで確認することで点滅パターンを判別することができる。すなわち、赤外線ダイオードを用いた場合には、リングオシレータおよびＬＥＤと比較してより多くの情報を送信することができる。

なお、ＬＥＤと赤外線ダイオードは、同一のランドを用いることができるため、パッケージ２６の上面に設けられた１つのランドに、必要に応じてＬＥＤおよび赤外線ダイオードの何れかを実装することができる。なお、ＬＥＤおよび赤外線ダイオードのうち、何れが実装されているかは、半導体集積回路１内に設けられたレジスタの設定で指示できるようにするとよい。

また上記第２実施形態では、内部回路異常パターンまたはリング故障パターンでＬＥＤ２２を点滅させるものを示したが、内部回路異常パターンおよびリング故障パターンの何れか一方を、ＬＥＤ２２を点灯させるものとしてもよい。

また上記第２実施形態では、内部回路異常パターンまたはリング故障パターンでＬＥＤ２２を点滅させるものを示したが、ＬＥＤ２２の代わりに、複数色で発光可能なＬＥＤを設けて、内部回路異常とリングオシレータ故障とで発光色を異ならせるようにしてもよい。

また上記第２実施形態では、１個のＬＥＤ２２で内部回路異常とリングオシレータ故障の両方を報知するものを示したが、複数のＬＥＤを設けて、報知内容に応じて異なるＬＥＤを発光させるようにしてもよい。

また上記第２実施形態では、コアＬＳＩ１１と周辺ＬＳＩ１２との間の内部配線ＷＩ、コアＬＳＩ１１と電源ＬＳＩ１３との間の内部配線ＷＩ、およびコアＬＳＩ１１とＤＲＡＭ１４との間の内部配線ＷＩの何れか１つが異常である場合に内部回路異常パターンでＬＥＤ２２を点滅させるものを示したが、これら３種類の内部配線異常のそれぞれに対応して、異なる発光パターンでＬＥＤ２２を発光させるようにしてもよい。

１…半導体集積回路、１１…コアＬＳＩ、１２…周辺ＬＳＩ、１３…電源ＬＳＩ、１４…ＤＲＡＭ、１５…判定回路、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…リングオシレータ、１７…リングオシレータ制御部、２１…リングオシレータ・ＬＥＤ制御部、２２…ＬＥＤ、２６…パッケージ、ＷＩ…内部配線

Claims (5)

1. 内部回路と、前記内部回路が予め設定された第１状態であるか否かを判定する第１状態判定回路とを有する半導体集積回路であって、
   予め設定された第１発振周波数で発振する第１リングオシレータと、
   前記第１状態判定回路による判定結果に基づいて、前記第１リングオシレータを動作させるか否かを判断する第１動作判断手段と、
   前記第１リングオシレータを動作させると前記第１動作判断手段が判断した場合には、前記第１リングオシレータを動作させ、前記第１リングオシレータを動作させないと前記第１動作判断手段が判断した場合には、前記第１リングオシレータの動作を禁止する第１リングオシレータ制御手段とを備える
   ことを特徴とする半導体集積回路。
2. 当該半導体集積回路は、前記内部回路が前記第１状態と異なるように予め設定された第２状態であるか否かを判定する第２状態判定回路を有し、
   予め設定された第２発振周波数で発振する第２リングオシレータと、
   前記第２状態判定回路による判定結果に基づいて、前記第２リングオシレータを動作させるか否かを判断する第２動作判断手段と、
   前記第２リングオシレータを動作させると前記第２動作判断手段が判断した場合には、前記第２リングオシレータを動作させ、前記第２リングオシレータを動作させないと前記第２動作判断手段が判断した場合には、前記第２リングオシレータの動作を禁止する第２リングオシレータ制御手段とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
3. 前記第１発振周波数は前記第２発振周波数と異なる
   ことを特徴とする請求項２に記載の半導体集積回路。
4. 可視光または赤外光を発する発光素子と、
   前記第１リングオシレータを動作させると前記第１動作判断手段が判断した場合に、前記発光素子を予め設定された第１発光パターンで発光させる第１発光素子制御手段とを備える
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の半導体集積回路。
5. 前記第１リングオシレータの故障を検出するリング故障検出手段と、
   前記リング故障検出手段が前記第１リングオシレータの故障を検出すると、前記発光素子を、前記第１発光パターンと異なるように予め設定された第２発光パターンで発光させる第２発光素子制御手段とを備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の半導体集積回路。