JP2014027142A - 組み込み自己テスト回路及び方法、半導体装置、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧レギュレータの出力電圧切換テストのテスト時間を削減する。
【解決手段】レジスタ３は、デジタルの出力電圧切換信号Ｄｐを、電圧レギュレータ８のＤ／Ａ変換回路９に出力する。安定待ち回路４は、Ｄ／Ａ変換回路９とＡ／Ｄ変換回路１０とを介して、出力電圧切換信号Ｄｐをデジタル電圧信号Ｓ１０として入力し、デジタル電圧信号Ｓ１０が最大安定待ち時間以内に安定したか否かを判断し、デジタル電圧信号Ｓ１０が最大安定待ち時間以内に安定したとき、当該安定したタイミングにおいてデジタル電圧信号Ｄａを出力し、デジタル電圧信号Ｓ１０が最大安定待ち時間以内に安定しなかったとき、最大安定待ち時間が経過したときにデジタル電圧信号Ｄａを出力する。テスト制御回路６は、デジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致しなかったとき、電圧レギュレータ８が正常に動作しないことを示すテスト結果信号Ｓ６を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、組み込み自己テスト回路（以下、ＢＩＳＴ（Built-In Self-Test）回路という。）と、当該ＢＩＳＴ回路を備えた半導体装置と、当該半導体装置を備えた電子機器と、ＢＩＳＴ回路のための自己テスト方法とに関する。

特許文献１に記載の半導体集積回路装置は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路と、Ｄ／Ａ変換回路の出力端子とＡ／Ｄ変換回路の入力端子とを接続可能とする接続手段と、接続手段によってＤ／Ａ変換回路の出力端子とＡ／Ｄ変換回路の入力端子とを導通させたときにＡ／Ｄ変換回路から出力されるデジタル信号に基づくデジタルデータを比較する比較手段とを備えて構成される。従って、Ａ／Ｄ変換回路とＤ／Ａ変換回路とを混載した半導体集積回路装置において、Ｄ／Ａ変換回路のみの特性を容易に評価及び判定できる。ここで、比較手段は半導体集積回路装置のＢＩＳＴ回路に含まれる。

携帯電話機をはじめとする多機能の携帯型の電子機器は、搭載される各機能に対応する複数の電源を必要とする。近年、このような電子機器には、複数の電圧レギュレータをワンチップ化した電源制御ＩＣ（Integrated Circuit）が用いられている。ここで、電源制御ＩＣを複数の電子機器に対応させるために、電源制御ＩＣに搭載される電圧レギュレータは多くの場合電圧可変型であり、広い設定電圧レンジと複数のステップ数を持つ必要がある。従って、電源制御ＩＣにおける複数の電圧レギュレータの出力電圧テストにかかる時間の割合も増加し、テストコストも増大してきている。電源制御ＩＣのコストダウンを進めるためには、電圧レギュレータのテスト時間の短縮は重要な要素の１つとなる。特に、電圧レギュレータの出力電圧テストでは、電圧測定用ユニットへの切り換えのための時間、出力電圧の変更時の電源制御ＩＣの設定時間、及び電圧設定変更毎の出力安定にかかる時間は、テスト時間において比較的大きい割合を占める。

テスタを用いて電圧レギュレータをテストする場合、電圧切り換え毎に、電圧安定待ち時間に加え、テスタの電圧測定用ユニットとデバイスの接続時の浮遊容量の影響によるセットリング時間が必要となるため、テスト時間が長くなってしまうという課題があった。また、電圧切り換え毎に必要となる電圧安定待ち時間は、例えば２ミリ秒〜３ミリ秒程度の十分に大きな待ち時間を設けた場合は冗長になる。正確に電圧安定待ち時間を設定するためには、レギュレータ毎に電圧安定待ち時間を測定する必要があるが、一般に、測定には手間を要する。特許文献１には、電圧レギュレータを備えた電源制御ＩＣの出力電圧テストにおいて、このようなテスト時間を削減する方法は開示されていない。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較してテスト時間を削減できるＢＩＳＴ回路と、当該ＢＩＳＴ回路を備えた半導体装置と、当該半導体装置を備えた電子機器と、ＢＩＳＴ回路のための自己テスト方法とを提供することにある。

第１の発明に係る組み込み自己テスト回路は、
Ｄ／Ａ変換回路を含む電圧レギュレータを備えた半導体装置のための組み込み自己テスト回路において、
デジタルの所定の出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路に出力する出力手段と、
上記出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路とＡ／Ｄ変換回路とを介してデジタル電圧信号として入力し、上記デジタル電圧信号が所定の最大安定待ち時間以内に安定したか否かを判断し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定したとき、上記安定したタイミングにおいて上記デジタル電圧信号を出力し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定しなかったとき、上記最大安定待ち時間が経過したときに上記デジタル電圧信号を出力する安定待ち回路と、
上記安定待ち回路からのデジタル電圧信号を上記出力電圧切換信号と比較し、当該比較結果を出力する比較回路と、
上記安定待ち回路からのデジタル電圧信号が上記出力電圧切換信号と一致しなかったとき、上記電圧レギュレータが正常に動作しないことを示すテスト結果信号を出力するテスト制御回路とを備えたことを特徴とする。

第２の発明に係る自己テスト方法は、
Ｄ／Ａ変換回路を含む電圧レギュレータを備えた半導体装置のための組み込み自己テスト回路によって実行される自己テスト方法において、
デジタルの所定の出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路に出力する出力ステップと、
上記出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路とＡ／Ｄ変換回路とを介してデジタル電圧信号として入力し、上記デジタル電圧信号が所定の最大安定待ち時間以内に安定したか否かを判断し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定したとき、上記安定したタイミングにおいて上記デジタル電圧信号を出力し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定しなかったとき、上記最大安定待ち時間が経過したときに上記デジタル電圧信号を出力する安定待ちステップと、
上記安定待ちステップからのデジタル電圧信号を上記出力電圧切換信号と比較し、当該比較結果を出力する比較ステップと、
上記安定待ちステップからのデジタル電圧信号が上記出力電圧切換信号と一致しなかったとき、上記電圧レギュレータが正常に動作しないことを示すテスト結果信号を出力するテスト制御ステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係るＢＩＳＴ回路、半導体装置、電子機器及び自己テスト方法によれば、デジタルの所定の出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号を、電圧レギュレータのＤ／Ａ変換回路に出力し、出力電圧切換信号を、Ｄ／Ａ変換回路とＡ／Ｄ変換回路とを介してデジタル電圧信号として入力し、デジタル電圧信号が所定の最大安定待ち時間以内に安定したか否かを判断し、デジタル電圧信号が最大安定待ち時間以内に安定したとき、安定したタイミングにおいてデジタル電圧信号を出力し、デジタル電圧信号が最大安定待ち時間以内に安定しなかったとき、最大安定待ち時間が経過したときにデジタル電圧信号を出力し、安定したか否かの判断後のデジタル電圧信号を出力電圧切換信号と比較するので、従来技術に比較してテスト時間を削減できる。

本発明の実施形態に係る電源制御ＩＣ１の構成を示すブロック図である。 図１のＢＩＳＴ回路２によって実行される電圧切換テスト処理を示すフローチャートの第１の部分である。 図１のＢＩＳＴ回路２によって実行される電圧切換テスト処理を示すフローチャートの第２の部分である。 図１の電源制御ＩＣ１の動作の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

図１は、本発明の実施形態に係る電源制御ＩＣ１の構成を示すブロック図である。図１の電源制御ＩＣ１は、例えば携帯電話機などの電子機器に搭載される半導体装置である。電源制御ＩＣ１は、Ｄ／Ａ変換回路（ＤＡＣ）９を内蔵する出力電圧可変型の電圧レギュレータ８と、電圧レギュレータ８の出力電圧切換テストを自動的に行うためのＢＩＳＴ回路２と、スイッチＳＷと、外部端子Ｔ１と、出力端子Ｔ２とを備えて構成される。また、ＢＩＳＴ回路２は、レジスタ３及び７と、安定待ち回路４と、比較回路５と、テスト制御回路６とを備えて構成される。ここで、電源制御ＩＣ１は、外部端子Ｔ１から入力されるタイミング信号に従って動作する。

レジスタ３は、外部端子Ｔ１から入力される出力電圧開始値及び出力電圧終了値を格納する。また、レジスタ３は、外部端子Ｔ１から入力されるタイミング信号に従って、テスト制御回路６の制御の下で、デジタルの出力電圧設定値を、出力電圧開始値から出力電圧終了値まで１ずつインクリメントし、出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号Ｄｐを比較回路５及びスイッチＳＷに出力する。スイッチＳＷは、電源制御ＩＣ１の外部回路からのＢＩＳＴ信号に従って、電圧レギュレータ８の出力電圧切換テスト時にＢＩＳＴ回路２からの出力電圧切換信号ＤｐをＤ／Ａ変換回路９に出力する一方、電源制御ＩＣ１の通常動作時は電源制御ＩＣ１の外部回路からの出力電圧切換信号ＤｐｒをＤ／Ａ変換回路９に出力する。Ｄ／Ａ変換回路９は、入力される出力電圧切換信号Ｄｐｒ又はＤｐをアナログ電圧信号Ｓ９にＤ／Ａ変換して、電子機器内のＡ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）１０に出力する。なお、電源制御ＩＣ１の通常動作時は、電圧レギュレータ８は、アナログ電圧信号Ｓ９に含まれるアナログの出力設定電圧値を有する電源電圧を発生して、電子機器内の所定の回路に出力する。

Ａ／Ｄ変換回路１０は、入力されるアナログ電圧信号Ｓ９をデジタル電圧信号Ｓ１０にＡ／Ｄ変換して安定待ち回路４に出力する。安定待ち回路４は、Ａ／Ｄ変換回路１０におけるＡ／Ｄ変換の開始から所定の最大安定待ち時間以内に、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを判断する。具体的には、安定待ち回路４は、最大安定待ち時間より短い所定の時間ウィンドウ内でデジタル電圧信号Ｓ１０が変化しなかったとき、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したと判断する。そして、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したタイミングにおいて、Ａ／Ｄ変換回路１０からのデジタル電圧信号Ｓ１０をデジタル電圧信号Ｄａとして比較回路４に出力するとともに、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したことを示すデータＤ４を比較回路５に出力する。また、安定待ち回路４は、上述した最大安定待ち時間が経過しても、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定しなかったとき、最大安定待ち時間が経過したタイミングにおいて、Ａ／Ｄ変換回路１０からのデジタル電圧信号Ｓ１０をデジタル電圧信号Ｄａとして比較回路４に出力するとともに、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定しなかったことを示すデータＤ４を比較回路５に出力する。なお、時間ウィンドウ長は、例えば３００μ秒に対応する１０クロックに設定される。

比較回路５は、安定待ち回路４からのデジタル電圧信号Ｄａをレジスタ６からの出力電圧切換信号Ｄｐと比較し、比較結果（一致（ＯＫ）又は不一致（ＮＧ））を示す比較結果信号Ｓ５と、出力電圧切換信号Ｄｐと、デジタル電圧信号Ｄａと、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを示すデータＤ４とをテスト制御回路６に出力する。

また、テスト制御回路６は、出力電圧切換信号Ｄｐがデジタル電圧信号Ｄａと一致しなかったことを示す比較結果信号Ｓ５及びデジタル電圧信号Ｓ１０が安定しなかったことを示すデータＤ４とのうちの少なくとも一方を受信したとき、ＮＧ信号Ｓ７をレジスタ７に出力する。ここで、ＮＧ信号Ｓ７は、出力電圧切換信号Ｄｐに含まれる出力電圧設定値と、デジタル電圧信号Ｄａに含まれるデジタル電圧値と、比較結果信号Ｓ５に含まれる比較結果と、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを示すデータＤ４とを含む。また、テスト制御回路６は、出力電圧切換信号Ｄｐに含まれる出力電圧設定値が出力電圧終了値であるとき、テスト結果信号Ｓ６を出力端子Ｔ２から出力する。ここで、テスト結果信号Ｓ６の電圧レベルは、出力電圧開始値から出力電圧終了値までの各出力設定値のうち、少なくとも１つの出力設定値において、デジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致せず、又はデジタル電圧信号Ｓ１０が安定しなかったときにハイレベルになり、出力電圧開始値から出力電圧終了値までのすべての出力設定値において、デジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致し、かつデジタル電圧信号Ｓ１０が安定したときにローレベルになる。ここで、ハイレベルのテスト結果信号Ｓ６は電圧レギュレータ８が正常に動作しないことを示し、ローレベルのテスト結果信号Ｓ６は電圧レギュレータ８が正常に動作することを示す。

図２は、図１のＢＩＳＴ回路２によって実行される電圧切換テスト処理を示すフローチャートの第１の部分であり、図３は、図１のＢＩＳＴ回路２によって実行される電圧切換テスト処理を示すフローチャートの第２の部分である。図２において、まず始めに、ステップＳ２１において、外部端子Ｔ１からレジスタ３に、出力電圧開始値及び出力電圧終了値が書き込まれる。次に、ステップＳ２２において、ＢＩＳＴ信号が外部端子Ｔ２から入力されたか否かがテスト制御回路６により判断される。ステップＳ２２においてＹＥＳのときはステップＳ２３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２２の処理を繰り返して実行する。ステップＳ２３において、テスト制御回路６が、出力電圧設定値を出力電圧開始値に設定してレジスタ３に出力し、ステップＳ２４において、レジスタ３が、タイミング信号に従って、出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号ＤｐをＤ／Ａ変換回路９に出力する。

次に、ステップＳ２５において、Ｄ／Ａ変換回路９が、出力電圧切換信号Ｄｐをアナログ電圧信号Ｓ９にＤ／Ａ変換してＡ／Ｄ変換回路１０に出力する。さらに、ステップＳ２６において、Ａ／Ｄ変換回路１０が、アナログ電圧信号Ｓ９をデジタル電圧信号Ｓ１０にＡ／Ｄ変換して安定待ち回路４に出力する。次に、ステップＳ２７において、安定待ち回路４が、Ａ／Ｄ変換回路１０によるアナログ電圧信号Ｓ９のＡ／Ｄ変換開始からの経過時間が最大安定待ち時間より長くなったか否かが判断される。ステップＳ２７においてＹＥＳのときは、デジタル電圧信号Ｓ１０が最大安定待ち時間以内に安定しなかった場合であり、ステップＳ２９に進む。また、ステップＳ２７においてＹＥＳのときはステップＳ２８に進む。ステップＳ２８において、安定待ち回路４は、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２９に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２７に戻る。

ステップＳ２９において、安定待ち回路４が、デジタル電圧信号Ｓ１０をデジタル電圧信号Ｄａとして比較回路５に出力するとともに、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを示すデータＤ４を比較回路５に出力する。次に、ステップＳ３０において、比較回路５が、出力電圧切換信号Ｄｐをデジタル電圧信号Ｄａと比較し、比較結果を示す比較結果信号Ｓ５と、出力電圧切換信号Ｄｐと、デジタル電圧信号Ｄａと、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを示すデータＤ４とをテスト制御回路６に出力する。

図２のステップＳ３０に続いて、図３のステップＳ３１において、テスト制御回路６が、デジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致しなかったことを示す比較結果信号及びデジタル電圧信号Ｓ１０が安定しなかったことを示すデータＤ４とのうちの少なくとも一方を受信したか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ３２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３３に進む、ステップＳ３２において、テスト制御回路６がＮＧ信号Ｓ７をレジスタ７に出力し、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３において、テスト制御回路６が、出力電圧設定値が出力電圧終了値であるか否かを判断する。ステップＳ３３においてＹＥＳのときはステップＳ３５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３４において出力電圧設定値を１だけインクリメントしてステップＳ４に戻る。また、ステップＳ３５では、テスト制御回路６がテスト結果信号Ｓ６を出力端子Ｔ２から出力して、出力電圧切換テスト処理を終了する。

図４は、図１の電源制御ＩＣ１の動作の一例を示すタイミングチャートである。図４において、タイミングｔ１においてハイレベルのＢＩＳＴ信号が入力されると、図２のステップＳ３以降の処理が実行される。図４の例では、デジタルの出力電圧設定値は、図４の出力電圧切換信号Ｄｐのように、００，０１，０２，０３，０４，０５，０６，…，ＸＸのように順次切り換えられる。このとき、アナログ電圧信号Ｓ９の電圧レベルは増加していく。なお、図４において、Ｄ／Ａ変換回路９への出力電圧切換信号Ｄｐが変化するタイミングと、デジタル電圧信号Ｄａが変化するタイミングとの時間差Δｔ１，Δｔ２，…，Δｔｘは、Ａ／Ｄ変換回路１０におけるＡ／Ｄ変換の開始からデジタル電圧信号Ｓ１０が安定するまでの電圧安定待ち時間である。電圧レギュレータ８の出力電圧は、出力電圧設定値が切り換えられると、通常、回路の遅延素子によりオーバーシュートあるいはアンダーシュートが生じ不安定であるため、出力電圧設定値が切り換えられてから安定するまでにある程度の時間を要する。電圧安定待ち時間は、電圧レギュレータ８の出力電圧が安定するまでの時間と、Ｄ／Ａ変換回路９及びＡ／Ｄ変換回路１０における変換遅延時間とを含む。なお、電圧安定待ち時間の間に、出力電圧設定値が変化するとＢＩＳＴ回路２の誤動作につながるので、ＢＩＳＴ回路２は、比較回路５から比較結果信号Ｓ５が出力された後に、出力電圧設定値が変化するようにタイミング制御される。

図４において、出力電圧設定値が００，０１，０２，０３，０４，０５であるときは、比較回路５において、デジタル電圧信号Ｄａは出力電圧切換信号Ｄｐと一致する（ＯＫ）と判断され、次の出力電圧設定値に切り換えられている。一方、出力電圧設定値が０６であるときは、Ｄ／Ａ変換回路９からのアナログ電圧信号Ｓ９が安定しないために、デジタル電圧信号Ｓ１０は最大安定待ち時間以内に安定せず、比較回路５において、デジタル電圧信号Ｄａは出力電圧切換信号Ｄｐと一致しない（ＮＧ）と判断されている。これに応答して、テスト制御回路６はレジスタ７にＮＧ信号Ｓ７を出力している。最後に、出力電圧設定値ＸＸでのテストが終了した後、テスト制御回路６は、テスト結果信号Ｓ６を出力端子Ｔ２から出力する。そして、ＢＩＳＴ信号の電圧レベルはローレベルにされる。

以上説明したように、本実施形態に係るＢＩＳＴ回路２は、Ｄ／Ａ変換回路９を含む電圧レギュレータ８を備えた電源制御ＩＣ１のためのＢＩＳＴ回路であって、
（ａ）デジタルの所定の出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号Ｄｐを、Ｄ／Ａ変換回路９に出力する出力手段であるレジスタ３と、
（ｂ）出力電圧切換信号Ｄｐを、Ｄ／Ａ変換回路９とＡ／Ｄ変換回路８とを介してデジタル電圧信号Ｓ１０として入力し、デジタル電圧信号Ｓ１０が所定の最大安定待ち時間以内に安定したか否かを判断し、デジタル電圧信号Ｓ１０が最大安定待ち時間以内に安定したとき、安定したタイミングにおいてデジタル電圧信号Ｄａを出力し、デジタル電圧信号Ｓ１０が最大安定待ち時間以内に安定しなかったとき、最大安定待ち時間が経過したときにデジタル電圧信号Ｄａを出力する安定待ち回路４と、
（ｃ）安定待ち回路４からのデジタル電圧信号Ｄａを出力電圧切換信号Ｄｐと比較し、当該比較結果を出力する比較回路５と、
（ｄ）安定待ち回路４からのデジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致しなかったとき、電圧レギュレータ８が正常に動作しないことを示すテスト結果信号Ｓ６を出力するテスト制御回路６とを備えたことを特徴とする。

また、ＢＩＳＴ回路２はレジスタ７をさらに備え、テスト制御回路６は、安定待ち回路４からのデジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致しなかったとき、出力電圧切換信号Ｄｐに含まれる出力電圧設定値をレジスタ７に格納することを特徴とする。さらに、デジタル電圧信号Ｓ１０が最大安定待ち時間以内に安定しなかったと安定待ち回路４が判断したとき、テスト制御回路６は電圧レギュレータ８が正常に動作しないことを示すテスト結果信号Ｓ６を出力することを特徴とする。

またさらに、出力手段であるレジスタ３は、出力電圧設定値を複数の所定の出力電圧設定値の間で順次切り換え、当該切り換えた出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号Ｄｐを、Ｄ／Ａ変換回路８に出力し、テスト制御回路６は、出力電圧設定値のうち少なくとも１つの出力電圧設定値において、安定待ち回路４からのデジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致しなかったとき、電圧レギュレータ８が正常に動作しないことを示すテスト結果信号Ｓ６を出力することを特徴とする。

従って、本実施形態によれば、出力電圧設定値を出力電圧開始値から出力電圧終了値まで自動的に切り換えて出力電圧切換テストを行うことができる。従って、出力電圧設定値を手動で設定する場合及び半導体試験装置の電圧測定用ユニットを用いて出力電圧設定値を切り換える場合に比較して、出力電圧の設定時間を削減できる。

また、本実施形態に係る電源制御ＩＣ１は、ＢＩＳＴ回路２を内部に組み込まれているので、高価なテスタを用いることなく、他のロジック回路などのテストと平行して出力電圧切換テストを行うことができる。さらに、本実施形態に係るＢＩＳＴ回路２は、電圧レギュレータ８に内蔵されているＤ／Ａ変換回路９を利用するので、出力電圧切換テストをＢＩＳＴ回路２により行うためにＤ／Ａ変換回路を新たに設ける必要がない。従って、テスタを用いる場合に比較して、回路規模を増やすことなく効率よく出力電圧切換テストを自動的に行うことができ、テストコストを削減できる。

さらに、本実施形態に係るＢＩＳＴ回路２によれば、電圧レギュレータ８の出力電圧設定値の切り換え毎に、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを安定待ち回路４により自動的に判断するので、冗長な安定待ち時間を設定する必要が無く、従来技術に比較して、余分なテスト時間を大幅に削減し、テストコストを削減できる。

またさらに、電圧レギュレータ８が正常に動作する場合、デジタル電圧信号Ｄａは出力電圧切り換え信号Ｄｐと一致し、かつ出力電圧信号Ｓ１０は最大安定待ち時間以内に安定する。本実施形態によれば、テスト制御回路６は、デジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致しなかったことを示す比較結果信号及びデジタル電圧信号Ｓ１０が安定しなかったことを示すデータＤ４とのうちの少なくとも一方を受信したとき、ＮＧ信号Ｓ７をレジスタ７に出力するので、出力電圧切換テスト後に、レジスタ７に格納されたデータに基づいて電源制御ＩＣ１の実機評価（負荷安定度及び入力安定度の測定及び評価）及びデバッグを行うことができる。

なお、本実施形態において、電源制御ＩＣ１はＡ／Ｄ変換回路１０を内蔵しなかったが、本発明はこれに限られず、電源制御ＩＣ１がＡ／Ｄ変換回路を内蔵する場合は、当該Ａ／Ｄ変換回路をＡ／Ｄ変換回路１０に代えて利用してもよい。この場合、ＢＩＳＴ回路２のために新たにＡ／Ｄ変換回路を設ける必要が無く、回路規模及び製造コストをさらに削減できる。

また、本実施形態において、安定待ち回路４は、最大安定待ち時間未満の所定の時間ウィンドウ内でデジタル電圧信号Ｓ１０が変化しなかったとき、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したと判断したが、本発明はこれに限られない。安定待ち回路４は、デジタル電圧信号Ｓ１０の移動平均値が最大安定待ち時間未満の所定の時間ウィンドウ内で変化しなかったとき、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したと判断してもよい。また、安定待ち回路４は、デジタル電圧信号Ｓ１０のレベルが最大安定待ち時間未満の所定の時間ウィンドウ内で±１０ｍＶ以内であったとき、デジタル電圧信号Ｓ１０が安定したと判断してもよい。

さらに、本実施形態において、テスト制御回路６は、出力電圧開始値から出力電圧終了値までの出力設定値のうち、少なくとも１つの出力設定値において、デジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致せず、又はデジタル電圧信号Ｓ１０が安定しなかったときにハイレベルのテスト結果信号Ｓ６を出力したが、本発明はこれに限られない。テスト制御回路６は、出力電圧開始値から出力電圧終了値までの出力設定値のうち、少なくとも１つの出力設定値において、デジタル電圧信号Ｄａが出力電圧切換信号Ｄｐと一致しなかったときに、電圧レギュレータ８が正常に動作しないことを示すテスト結果信号Ｓ６を出力してもよい。

またさらに、本実施形態に係る電源制御ＩＣ１は１つの電圧レギュレータ８を備えたが、本発明はこれに限られず、複数の電圧レギュレータを備えてもよい。この場合、ＢＩＳＴ回路２は、複数の電圧レギュレータに対して、順次、図２及び図３の出力電圧切換テスト処理を実行する。

また、本実施形態において、安定待ち回路４において用いられる最大安定待ち時間及び時間ウィンドウ長は、それぞれ固定長であったが、本発明はこれに限られない。安定待ち回路４において用いられる最大安定待ち時間及び時間ウィンドウ長などのデジタル電圧信号Ｓ１０が安定したか否かを判断するために用いられる各パラメータのうちの少なくとも１つを、あらかじめ電源制御ＩＣ１の外部から、ＢＩＳＴ回路２内部のレジスタに格納し、安定待ち回路４は当該レジスタから各パラメータを読み出して用いてもよい。

さらに、図２のステップＳ２２において、ＢＩＳＴ信号が外部端子Ｔ２から入力されたか否かがテスト制御回路６により判断され、ＹＥＳであるときにステップＳ２３に進んだが、本発明はこれに限られず、出力電圧切換テスト処理を開始させるための所定の信号がレジスタ３に出力されたときにステップＳ２３に進んでもよい。

１…電源制御ＩＣ、
２…ＢＩＳＴ回路、
３…レジスタ、
４…安定待ち回路、
５…比較回路、
６…テスト制御回路、
７…レジスタ、
８…電圧レギュレータ、
９…Ｄ／Ａ変換回路、
１０…Ａ／Ｄ変換回路。

特開２００７−１７８３８７号公報 特開２００７−１２７４５２号公報

Claims (12)

1. Ｄ／Ａ変換回路を含む電圧レギュレータを備えた半導体装置のための組み込み自己テスト回路において、
   デジタルの所定の出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路に出力する出力手段と、
   上記出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路とＡ／Ｄ変換回路とを介してデジタル電圧信号として入力し、上記デジタル電圧信号が所定の最大安定待ち時間以内に安定したか否かを判断し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定したとき、上記安定したタイミングにおいて上記デジタル電圧信号を出力し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定しなかったとき、上記最大安定待ち時間が経過したときに上記デジタル電圧信号を出力する安定待ち回路と、
   上記安定待ち回路からのデジタル電圧信号を上記出力電圧切換信号と比較し、当該比較結果を出力する比較回路と、
   上記安定待ち回路からのデジタル電圧信号が上記出力電圧切換信号と一致しなかったとき、上記電圧レギュレータが正常に動作しないことを示すテスト結果信号を出力するテスト制御回路とを備えたことを特徴とする組み込み自己テスト回路。
2. 上記組み込み自己テスト回路は第１の記憶手段をさらに備え、
   上記テスト制御回路は、上記安定待ち回路からのデジタル電圧信号が上記出力電圧切換信号と一致しなかったとき、少なくとも、上記出力電圧切換信号に含まれる出力電圧設定値を上記第１の記憶手段に格納することを特徴とする請求項１記載の組み込み自己テスト回路。
3. 上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定しなかったと上記安定待ち回路が判断したとき、上記テスト制御回路は上記テスト結果信号を出力することを特徴とする請求項１記載の組み込み自己テスト回路。
4. 上記安定待ち回路は、上記最大安定待ち時間より短い所定の時間ウィンドウ内で上記デジタル電圧信号が変化しなかったとき、上記デジタル電圧信号が安定したと判断することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の組み込み自己テスト回路。
5. 上記安定待ち回路は、上記最大安定待ち時間より短い所定の時間ウィンドウ内で上記デジタル電圧信号の移動平均値が変化しなかったとき、上記デジタル電圧信号が安定したと判断することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の組み込み自己テスト回路。
6. 上記最大安定待ち時間及び上記時間ウィンドウの長さのうちの少なくとも一方をあらかじめ格納する第２の記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の組み込み自己テスト回路。
7. 上記出力手段は、上記出力電圧設定値を複数の所定の出力電圧設定値の間で順次切り換え、当該切り換えた出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路に出力し、
   上記テスト制御回路は、すべての上記出力電圧設定値のうち少なくとも１つの出力電圧設定値において、上記安定待ち回路からのデジタル電圧信号が上記出力電圧切換信号と一致しなかったとき、上記テスト結果信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載の組み込み自己テスト回路。
8. 上記半導体装置は複数の上記電圧レギュレータを備え、
   上記出力手段は、上記出力電圧切換信号を、上記各電圧レギュレータのＤ／Ａ変換回路に順次出力し、
   上記テスト制御回路は、すべての上記電圧レギュレータのうちの少なくとも１つの電圧レギュレータにおいて、上記安定待ち回路からのデジタル電圧信号が上記出力電圧切換信号と一致しなかったとき、上記テスト結果信号を出力することを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載の組み込み自己テスト回路。
9. 請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載の組み込み自己テスト回路と、
   上記電圧レギュレータとを備えたことを特徴とする半導体装置。
10. 上記Ａ／Ｄ変換回路をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
11. 請求項９又は１０記載の半導体装置を備えたことを特徴とする電子機器。
12. Ｄ／Ａ変換回路を含む電圧レギュレータを備えた半導体装置のための組み込み自己テスト回路によって実行される自己テスト方法において、
    デジタルの所定の出力電圧設定値を含む出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路に出力する出力ステップと、
    上記出力電圧切換信号を、上記Ｄ／Ａ変換回路とＡ／Ｄ変換回路とを介してデジタル電圧信号として入力し、上記デジタル電圧信号が所定の最大安定待ち時間以内に安定したか否かを判断し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定したとき、上記安定したタイミングにおいて上記デジタル電圧信号を出力し、上記デジタル電圧信号が上記最大安定待ち時間以内に安定しなかったとき、上記最大安定待ち時間が経過したときに上記デジタル電圧信号を出力する安定待ちステップと、
    上記安定待ちステップからのデジタル電圧信号を上記出力電圧切換信号と比較し、当該比較結果を出力する比較ステップと、
    上記安定待ちステップからのデジタル電圧信号が上記出力電圧切換信号と一致しなかったとき、上記電圧レギュレータが正常に動作しないことを示すテスト結果信号を出力するテスト制御ステップとを含むことを特徴とする自己テスト方法。

Images