JP2017062222A - Test point circuit, scan flip-flop for sequential test, semiconductor device and design device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はテストポイント回路、シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ、半導体装置及び設計装置に関し、例えばロジックビルトインセルフテスト(Logic Built-In Self Test:LBIST)に適用可能な技術に関する。 The present invention relates to a test point circuit, a sequential test scan flip-flop, a semiconductor device, and a design device, for example, a technique applicable to a logic built-in self test (LBIST).
LSI(Large Scale Integration)の一般的なテスト手法としてスキャンテストがある。スキャンテストを実行可能にするため、回路内のフリップフロップ(FF)がスキャンFFと呼ばれるマルチプレクサ(MUX)付のFFに置換される。MUXは、スキャンイネーブル信号により、テスト入力と通常動作入力とを切り替えることができる。 There is a scan test as a general test method of LSI (Large Scale Integration). In order to make the scan test executable, the flip-flop (FF) in the circuit is replaced with an FF with a multiplexer (MUX) called a scan FF. The MUX can switch between a test input and a normal operation input by a scan enable signal.
スキャンテスト時には、スキャンFF同士がシリアルに接続され、LSIの外部端子から制御・観測可能なシフトレジスタ(これを、「スキャンチェイン」と呼ぶ)として動作する。スキャンチェインをシフト動作させることによって、任意のテストパターン(ロードデータ)がテスト入力から各スキャンFFに供給される(ロード)。これを、「スキャンシフト動作」と呼ぶ。各スキャンFFに設定されたテストパターンは、テスト対象の組合せ回路に印加される。 During the scan test, the scan FFs are serially connected and operate as a shift register (this is called a “scan chain”) that can be controlled and observed from an external terminal of the LSI. By shifting the scan chain, an arbitrary test pattern (load data) is supplied from the test input to each scan FF (load). This is called a “scan shift operation”. The test pattern set in each scan FF is applied to the combinational circuit to be tested.
そして、スキャンイネーブル信号を切り替えることにより、組合せ回路での演算結果が通常動作入力からスキャンFFに取り込まれる。これを、「キャプチャ動作」と呼ぶ。キャプチャ動作で取得された演算結果は再びスキャンFFでシフトされ、応答が観測される(アンロード)。このアンロードと同時に、次のテストパターンの印加(ロード)が行われる。テスタによりアンロードされた値(アンロードデータ)とその期待値とを比較することにより、LSIのスキャンテストが実行される。 Then, by switching the scan enable signal, the operation result in the combinational circuit is taken into the scan FF from the normal operation input. This is called “capture operation”. The calculation result obtained by the capture operation is shifted again by the scan FF, and a response is observed (unload). Simultaneously with this unloading, the next test pattern is applied (loaded). An LSI scan test is executed by comparing the value (unload data) unloaded by the tester with its expected value.
スキャンテストでは、スキャンチェインに接続されているスキャンFF数に対応したシフトサイクル数が必要であるため、非常に大きなテストステップ数が必要となる。また、LSIのスキャンテストを実行するためには、スキャンシフト動作に必要なロードデータ及びアンロードデータの期待値を含むテストデータをテスタのメモリに格納する必要がある。テストステップ数が非常に大きい場合、テストデータがテスタのメモリに収まらなくなり、必要なテストが出来なくなる可能性が生じる。 In the scan test, since the number of shift cycles corresponding to the number of scan FFs connected to the scan chain is required, a very large number of test steps is required. In addition, in order to execute an LSI scan test, it is necessary to store test data including expected values of load data and unload data necessary for a scan shift operation in a tester memory. When the number of test steps is very large, the test data cannot be stored in the tester memory, and the necessary test cannot be performed.
テストデータ量を減らすテスト容易化設計(Design For Testability:DFT)の一例として、ロジックビルトインセルフテスト(Logic Built-in Self Test :LBIST)が提案されている(非特許文献1)。LBISTでは、回路内部の擬似乱数生成器(Pseudo Random Pattern Generator:PRPG)から発生させたロードデータをスキャンチェインに供給してスキャンシフト動作を行い、キャプチャ動作後のアンロードデータを回路内部の応答圧縮器(Multiple Input Signature Register:MISR)で圧縮する。 As an example of design for testability (DFT) that reduces the amount of test data, a Logic Built-in Self Test (LBIST) has been proposed (Non-Patent Document 1). In LBIST, the load data generated from the pseudo random number generator (PRPG) in the circuit is supplied to the scan chain to perform the scan shift operation, and the unload data after the capture operation is compressed in the response in the circuit. (Multiple Input Signature Register: MISR).
このため、LBISTによるスキャンテスト期間中は、外部テスタからテストデータを印加する必要はなく、クロックの供給だけでテスト実行が可能になる。そして、任意の時間のテスト実行後に、MISRで圧縮した値を外部テスタで観測し、故障の有無を判定する。そのため、外部テスタに必要なテストデータ量は、LBISTコントローラの制御シーケンス、PRPGとMISRの初期値及びMISRから出力される値の期待値だけで済む。 Therefore, it is not necessary to apply test data from the external tester during the scan test period by LBIST, and the test can be executed only by supplying the clock. Then, after executing the test for an arbitrary time, the value compressed by the MISR is observed by an external tester to determine the presence or absence of a failure. Therefore, the amount of test data required for the external tester is only the control sequence of the LBIST controller, the initial values of PRPG and MISR, and the expected value output from the MISR.
自動車用車載機器の機能安全国際規格ISO26262準拠の機能安全の実現のために、Power-on Self-Test(POST)が要求されている。POSTでは、テストデータ量の制約から論理部のテストはLBISTで行われる。LBISTでは、乱数パタン印加によるテスト実行のため、回路内の多くの故障は未検出で終わる可能性が高い。そのため、乱数印加時に回路内の故障の検出確率が高くなるようにテストポイント回路の挿入(Test Point Insertion:TPI)を行うのが一般的である。LBISTにおいて、故障検出率を高くするには大量のTPIが必要になり、面積オーバーヘッド(以下、面積OHとする)が大きくなるという問題がある。また、POSTの実行時間には制限があるため、テスト時間を短縮しつつ、故障検出率を上げる必要がある。 Power-on Self-Test (POST) is required in order to realize functional safety in accordance with ISO 26262, which is an international functional safety standard for in-vehicle devices for automobiles. In POST, the test of the logic unit is performed by LBIST due to the limitation of the test data amount. In LBIST, since a test is executed by applying a random number pattern, there is a high possibility that many faults in the circuit end without being detected. For this reason, test point insertion (TPI) is generally performed so that the probability of detecting a fault in the circuit increases when a random number is applied. In LBIST, a large amount of TPI is required to increase the failure detection rate, and there is a problem that the area overhead (hereinafter referred to as area OH) increases. Further, since there is a limit on the POST execution time, it is necessary to increase the failure detection rate while reducing the test time.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態によれば、テストポイント回路は、スキャンチェインを構成し、クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックで、前段のテストポイント回路又は最後段のテストポイント回路がキャプチャした第1演算結果を、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで取り込む。
なお、上記実施の形態の回路を方法や装置、システムに置き換えて表現したもの、該回路における一部の処理をコンピュータに実行せしめるプログラムなども、本発明の態様としては有効である。
According to one embodiment, the test point circuit constitutes a scan chain, and in the one capture operation period of the clock sequential test, the test point circuit of the previous stage or the test point circuit of the last stage is the first capture clock. The captured first calculation result is captured by the second capture clock after the first capture clock.
Note that a representation in which the circuit of the above embodiment is replaced with a method, apparatus, or system, and a program that causes a computer to execute a part of the processing in the circuit are also effective as an aspect of the present invention.
前記一実施の形態によれば、目標故障検出率を達成するのに必要なテストポイント回路の挿入数を少なくすることでき、面積オーバーヘッドの増大を抑制し、テスト時間を短縮することが可能となる。 According to the one embodiment, it is possible to reduce the number of test point circuits inserted to achieve the target failure detection rate, suppress an increase in area overhead, and shorten a test time. .
以下、図面を参照しながら実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。以下の実施の形態に示す具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、それに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. Specific numerical values and the like shown in the following embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and are not limited thereto unless otherwise specified. Note that, in each drawing, the same element is denoted by the same reference numeral, and redundant description is omitted as necessary.
また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、CPU、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。 Each element described in the drawings as a functional block for performing various processes can be configured by a CPU, a memory, and other circuits in terms of hardware, and a program loaded in the memory in terms of software. Etc. Therefore, it is understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof, and is not limited to any one.
実施の形態は、ロジックビルトインセルフテスト(Logic Built-In Self Test:LBIST)を実行可能な半導体装置、これに用いられるテストポイント回路及びこの半導体装置の設計装置に関する。まず、図1を参照して、LBISTを実行可能な半導体装置について説明する。図1は、LBISTを実行可能な半導体装置の一例を示す図である。以下の説明では、テスト対象の組合せ回路をDUT(Design Under Test)と称する。 The embodiment relates to a semiconductor device capable of executing a logic built-in self test (LBIST), a test point circuit used for the semiconductor device, and a design apparatus for the semiconductor device. First, a semiconductor device capable of executing LBIST will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a semiconductor device capable of executing LBIST. In the following description, the combinational circuit to be tested is referred to as DUT (Design Under Test).
図1に示すように、半導体装置1は、DUT2、擬似乱数生成器(Pseudo Random Pattern Generator:以下、PRPGとする)3、応答圧縮器(Multiple Input Signature Register:以下、MISRとする)4、LBISTコントローラ5、スキャンフリップフロップ(以下、SFFとする)10を備える。
As shown in FIG. 1, the
半導体装置1では、複数のSFF10がシリアルに接続されることにより、複数のスキャンチェインが構築される。図1に示す例では、1つのスキャンチェインにそれぞれ5つのSFF10が接続されている。SFF10は、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替え可能なシフト用スキャンフリップフロップである。SFF10は、MUX(マルチプレクサ)11、FF(フリップフロップ)12、データ入力端子DATA、スキャンイン端子SIN、制御入力端子SMC、クロック端子CLK、データ出力端子Qを有している。
In the
MUX11は、スキャンイン端子SINから入力されるテスト信号と、データ入力端子DATAから入力されるDUT2からの演算結果とを受信する。MUX11は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号(scan−enable)に応じて、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替える。すなわち、スキャンイネーブル信号は、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替える制御信号である。
The
図1に示す例では、スキャンイネーブル信号がハイ(1)の時にスキャンイン端子SINが有効となる。また、スキャンイネーブル信号がロウ(0)の時に、データ入力端子DATAが有効となる。FF12は、クロック端子CLKから入力されるクロック信号(clock1又はclock2)に応じて、MUX11から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから後段のSFF10のスキャンイン端子SINに出力する。なお、図1では、各スキャンチェインに供給されるクロック信号が異なる例が示されているが、同じであってもよい。
In the example shown in FIG. 1, the scan-in terminal SIN is valid when the scan enable signal is high (1). Further, when the scan enable signal is low (0), the data input terminal DATA becomes valid. The
複数のスキャンチェインの入力側には、PRPG3が接続される。PRPG3は、LBISTにおけるロードデータ(テスト信号)を生成し、スキャンチェインに供給する。SFF10は、スキャンシフト動作期間において、スキャンイン端子SINから入力されるテスト信号を後段のSFF10に出力する。スキャンチェインをシフト動作させることによって、任意のテストパターンが各SFF10に設定される。
The
キャプチャ動作では、シフト動作期間において各SFF10に設定された値がDUT2に供給され、DUT2での演算結果が各SFF10にキャプチャされる。複数のスキャンチェインの出力側には、MISR4が接続されている。MISR4は、キャプチャ動作後、複数のスキャンチェインからのアンロードデータを圧縮する。この圧縮結果は「シグネチャ(signature)」と呼ばれる。また、MISR4が圧縮したシグネチャは、POST動作時には回路内の制御回路で、製造良品テスト時には外部テスタで期待値と比較され、故障の有無が判定される。
In the capture operation, the value set in each
PRPG3、MISR4には、LBISTコントローラ5が接続されている。LBISTコントローラ5、PRPG3、MISR4には、それぞれクロック信号tckが供給される。LBISTコントローラ5は、PRPG3に初期値を供給する。PRPG3は、クロック信号tckに同期して、LBISTコントローラ5から供給される初期値に基づき、ロードデータを生成する。なお、PRPG3の初期値は、外部から供給されるテストデータ入力信号tdiにより任意に書き換えが可能である。
The
また、LBISTコントローラ5は、MISR4で圧縮された圧縮結果をテストデータ出力信号tdoとして外部テスタに出力する。任意の時間のテスト実行後に、外部テスタで圧縮結果を期待値と照合することにより、DUTの故障の有無が判定される。
The
半導体装置1には、乱数印加時に回路内の故障の検出確率が高くなるようにテストポイント回路の挿入が行われる。ここで、テストポイント回路とは、テスト対象回路中の信号線や端子の可制御性や可観測性を向上させることを目的として挿入される論理回路である。
A test point circuit is inserted into the
「可制御性」とは、DUTの内部状態が外部端子からどの程度容易にコントロールできるかを表す尺度である。具体的には、「可制御性」は、DUTに含まれる任意の信号線又は端子の値を0又は1に設定するために論理値を設定しなければならない信号線数の最小値をいう。「可観測性」とは、DUTの内部状態がどの程度容易に外部端子で観測できるか表す尺度である。具体的には、信号を観測点に伝搬させるために、論理値を設定しなければならない信号線数の最小値をいう。 “Controllability” is a measure representing how easily the internal state of a DUT can be controlled from an external terminal. Specifically, “controllability” refers to the minimum value of the number of signal lines that must be set to a logical value in order to set the value of any signal line or terminal included in the DUT to 0 or 1. “Observability” is a measure representing how easily the internal state of a DUT can be observed at an external terminal. Specifically, it means the minimum value of the number of signal lines for which a logical value must be set in order to propagate a signal to an observation point.
テスト対象回路にテストポイント回路を挿入することにより、LBISTにおいて乱数印加時にDUT内の故障検出率を高くすることができる。ここで、可制御性を改善する目的で挿入されるテストポイント回路を、制御用テストポイント回路とする。制御用テストポイント回路は、DUT中の信号線の値を0又は1に設定可能な制御点として機能する論理回路である。制御用テストポイント回路は、例えば、ANDゲート、ORゲート等の組合せ回路や、外部入力端子、フリップフロップ等を含む。 By inserting a test point circuit into the circuit to be tested, the failure detection rate in the DUT can be increased when a random number is applied in LBIST. Here, a test point circuit inserted for the purpose of improving controllability is referred to as a control test point circuit. The control test point circuit is a logic circuit that functions as a control point that can set the value of the signal line in the DUT to 0 or 1. The control test point circuit includes, for example, a combinational circuit such as an AND gate and an OR gate, an external input terminal, a flip-flop, and the like.
また、可観測性を改善する目的で挿入されるテストポイント回路を観測用テストポイント回路とする。観測用テストポイント回路は、DUTの演算結果を観測できる観測点として機能する。観測用テストポイント回路は、外部出力端子やSFFが該当する。なお、以下では、テストポイントをTPと略記する場合がある。また、テスタビリティ(可検査性、テスト容易性)の向上のためにDUTの信号線にTP回路を挿入することをTPI(Test Point Insertion)と略記する場合がある。 A test point circuit inserted for the purpose of improving observability is defined as an observation test point circuit. The observation test point circuit functions as an observation point capable of observing the calculation result of the DUT. The observation test point circuit corresponds to an external output terminal or SFF. Hereinafter, the test point may be abbreviated as TP. Further, in order to improve testability (inspectability, testability), inserting a TP circuit into a signal line of a DUT may be abbreviated as TPI (Test Point Insertion).
図2は、制御用TP回路の挿入について説明する図である。図2に示す例では、破線で示すように、制御用TP回路として、1の値の制御確率が低い信号線に対して、ANDゲート、ORゲート、制御用FFが挿入されている。制御用FFからの値の伝搬で、ANDゲート及びORゲートの挿入された部分を1に設定する確率を上げることができ、故障検出率を向上させることが可能となる。 FIG. 2 is a diagram for explaining insertion of the control TP circuit. In the example shown in FIG. 2, as indicated by a broken line, an AND gate, an OR gate, and a control FF are inserted as a control TP circuit with respect to a signal line having a low control probability of a value of 1. Propagation of the value from the control FF can increase the probability of setting the portion where the AND gate and the OR gate are inserted to 1, thereby improving the failure detection rate.
図3は、観測用TP回路の挿入について説明する図である。図3に示す例では、破線で示すように、観測用TP回路として、終点FFまで故障の伝搬確率が低い部分に観測用FFが挿入される。観測用FFをファンアウトで接続することで、故障を観測用FFで観測することができ、故障検出率を向上させることが可能となる。 FIG. 3 is a diagram for explaining the insertion of the observation TP circuit. In the example shown in FIG. 3, as shown by the broken line, the observation FF is inserted in the portion where the failure propagation probability is low up to the end point FF as the observation TP circuit. By connecting the observation FFs by fan-out, the failure can be observed by the observation FF, and the failure detection rate can be improved.
上述の通り、LBISTにおいて、故障検出率を高くするためには大量のTPIが必要となり、面積OHが大きくなるという問題がある。本発明者らは、このような問題を鑑みて、挿入されるTP数又はLBIST実行時間を削減するため、LBISTにおいて、クロックシーケンシャルテスト(マルチサイクルテスト)を適用することを考案した。 As described above, in LBIST, in order to increase the failure detection rate, a large amount of TPI is required, and there is a problem that the area OH is increased. In view of such a problem, the present inventors devised applying a clock sequential test (multi-cycle test) in LBIST in order to reduce the number of inserted TPs or LBIST execution time.
クロックシーケンシャルテストは、1回のキャプチャ動作期間に複数のキャプチャクロックが入力され、複数のキャプチャクロックでDUT2によるテスト信号の応答をキャプチャするスキャンテストである。ここで、図4、5を参照して、単一クロックによるスキャンテストと、複数クロックによるクロックシーケンシャルテストの動作波形について説明する。
The clock sequential test is a scan test in which a plurality of capture clocks are input during one capture operation period and the response of the test signal by the
図4、5において、スキャンシフト動作期間におけるテスト信号のシフトと、キャプチャ動作期間における演算結果の取り込みは、テストクロック(test clock)のクロックエッジに同期して行われる。なお、以下の説明において、キャプチャ動作期間におけるテストクロックを、「キャプチャクロック」と称する。 4 and 5, the shift of the test signal during the scan shift operation period and the capture of the calculation result during the capture operation period are performed in synchronization with the clock edge of the test clock (test clock). In the following description, the test clock in the capture operation period is referred to as “capture clock”.
図4は、1回のキャプチャ動作期間に単一のクロックを印加する、単一縮退故障モデルに対するスキャンテストの動作波形例を示す図である。スキャンイネーブル信号がロウ(0)の時に、データ入力端子DATAから入力されるDUT2の演算結果がキャプチャされる。図4に示す例では、1回のキャプチャ動作期間に、1回のキャプチャクロックのみが入力される。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of operation waveforms of a scan test for a single stuck-at fault model in which a single clock is applied during one capture operation period. When the scan enable signal is low (0), the operation result of DUT2 input from the data input terminal DATA is captured. In the example shown in FIG. 4, only one capture clock is input during one capture operation period.
図5は、1回のキャプチャ動作期間に複数のクロックを印加する、クロックシーケンシャルテストの動作波形例を示す図である。図5に示す例では、1回のキャプチャ動作期間に、3回のキャプチャクロックが印加されている。図5において、図4と同様に、スキャンイネーブル信号がロウ(0)の時に、データ入力端子DATAから入力されるDUT2の演算結果がキャプチャされる。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of operation waveforms of a clock sequential test in which a plurality of clocks are applied during one capture operation period. In the example shown in FIG. 5, three capture clocks are applied during one capture operation period. In FIG. 5, as in FIG. 4, when the scan enable signal is low (0), the operation result of DUT2 input from the data input terminal DATA is captured.
このように、クロックシーケンシャルテストでは、1回のキャプチャ動作期間において、複数のキャプチャクロックでDUT2の演算結果をキャプチャすることができる。これにより、1回のキャプチャ動作期間に故障を活性化させる範囲を広げ、検出可能な故障数を増やすことができる。このため、目標故障検出率の達成に必要な挿入TP数の削減又はLBIST実行時間の削減を図ることが可能となる。
As described above, in the clock sequential test, the operation result of the
図3において説明した観測用TP回路として用いられる観測用FFは、図1において説明したSFFと同じ構成を有しており、クロックシーケンシャルテストを想定していない。本発明者らは、クロックシーケンシャルテストの効果をより向上するために、クロックシーケンシャルテストを考慮したテストポイント回路を考案した。 The observation FF used as the observation TP circuit described in FIG. 3 has the same configuration as the SFF described in FIG. 1, and does not assume a clock sequential test. In order to further improve the effect of the clock sequential test, the present inventors have devised a test point circuit in consideration of the clock sequential test.
実施の形態に係るテストポイント回路は、LSIのスキャンテストを実行することが可能なスキャンチェインを構成し、クロックシーケンシャルテストを行うものである。実施の形態に係るテストポイント回路は、テストポイント挿入による面積オーバーヘッドの増大を抑制し、テスト時間を短縮しつつ、故障検出率を高くすることが可能な論理構造を有する。具体的には、実施の形態に係るテストポイント回路は、クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックで、前段のテストポイント回路又は最後段のテストポイント回路がキャプチャした第1演算結果を、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで取り込む。 The test point circuit according to the embodiment constitutes a scan chain capable of executing an LSI scan test, and performs a clock sequential test. The test point circuit according to the embodiment has a logic structure that can suppress an increase in area overhead due to test point insertion, shorten a test time, and increase a failure detection rate. Specifically, the test point circuit according to the embodiment captures the first capture point captured by the previous test point circuit or the last test point circuit with the first capture clock in one capture operation period of the clock sequential test. The calculation result is captured by the second capture clock after the first capture clock.
実施の形態のテストポイント回路を用いた半導体装置は、例えば、国際規格ISO26262準拠のPower-on Self-Test(POST)を実装した製品に適用可能である。また、この半導体装置は、量産テスト工程における、LBIST適用時のテストコスト削減を図りたい製品や、LBISTを実装する設計装置(EDA(electronic design automation)ツール)等にも適用することが可能である。 The semiconductor device using the test point circuit according to the embodiment can be applied to, for example, a product on which a power-on self-test (POST) compliant with the international standard ISO26262 is mounted. In addition, this semiconductor device can be applied to a product that is intended to reduce test costs when applying LBIST in a mass production test process, a design device (EDA (electronic design automation) tool) that implements LBIST, or the like. .
実施の形態1.
実施の形態1に係るテストポイント回路を挿入した半導体装置について、図6を参照して説明する。図6は、実施の形態1に係る半導体装置1Aの構成を示す図である。図6に示すように、半導体装置1Aは、DUT2、PRPG3、MISR4、LBISTコントローラ5、SFF10、観測用スキャンフリップフロップ(以下、観測用SFFとする)20を備えている。図6においては、観測用SFF20はobsSFFと示されている。なお、観測用SFF20以外の構成については、図1で説明したものと同一のため、詳細な説明は省略する。
A semiconductor device in which the test point circuit according to the first embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the
半導体装置1Aには、複数のスキャンチェインが構築されている。複数のスキャンチェインのうち少なくとも1つのスキャンチェインは、観測用SFF20のみで構成されている。図6に示す例では、1つのスキャンチェインが観測用SFF20のみで構成されており、残りのスキャンチェインはSFF10で構成されている。SFF10で構成されたスキャンチェインは、観測用SFF20のみで構成されたスキャンチェインとは別に構成されている。
A plurality of scan chains are constructed in the
図6では、観測用SFF20により構成されたスキャンチェインを、スキャンチェイン6Aと示している。スキャンチェイン6Aでは、5つの観測用SFF20がシリアルに接続されている。また、他のスキャンチェインでは、それぞれ5つのSFF10がシリアルに接続されている。
In FIG. 6, the scan chain constituted by the
観測用SFF20は、可観測性を改善する目的で挿入される、クロックシーケンシャルテストの効率向上効果のある観測用テストポイント回路である。観測用SFF20は、スキャンインされるテスト信号に応じて演算結果を出力するDUT2中に挿入される。観測用SFF20は、XORゲート21、MUX22、FF23、データ入力端子DATA、スキャンイン端子SIN、制御入力端子SMC、クロック端子CLK、データ出力端子Q、を有している。すなわち、観測用SFF20は、SFF10と同様の入出力構成を有している。
The
観測用SFF20の出力が、後段の観測用SFF20のスキャンイン端子SINに接続され、スキャンチェイン6Aが構成される。観測用SFF20は、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替え可能である。
The output of the
観測用SFF20は、1回のキャプチャ動作期間において、複数のキャプチャクロックのそれぞれでDUT2からの演算結果を取り込む。例えば、1回のキャプチャ動作期間に印加される最初キャプチャクロックを第1キャプチャクロックとし、第1キャプチャクロックに続くキャプチャクロックを第2キャプチャクロックとする。また、第1キャプチャクロックで取り込まれるDUT2からの演算結果を第1演算結果とする。1回のキャプチャ動作期間における、1つのキャプチャクロックパルス動作を行う期間をキャプチャサイクルとする。
The
なお、第1キャプチャクロックは、1回のキャプチャ動作期間に最初に印加されるキャプチャクロックではなく、その後に印加されるものであってもよい。第2キャプチャクロックは、1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックの後に印加されるものであればよい。 Note that the first capture clock may be applied after the capture clock is not applied first during one capture operation period. The second capture clock only needs to be applied after the first capture clock in one capture operation period.
データ入力端子DATAには、キャプチャ動作期間に、DUT2からの演算結果が入力される。スキャンイン端子SINには、スキャンシフト動作期間にテスト信号が入力され、キャプチャ動作期間にスキャンチェインの前段の観測用SFF20が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果が入力される。
The data input terminal DATA receives the calculation result from the
XORゲート21は、スキャンイン端子SINから入力される信号と、データ入力端子DATAから入力される信号とを受信する。また、XORゲート21は、データ入力端子DATAから入力されたDUT2からの演算結果と、スキャンイン端子SINから入力されたスキャンチェインの前段の観測用SFF20が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果との排他論理和を出力する。
The
MUX22は、スキャンイン端子SINから入力される信号と、XORゲート21から出力される信号とを受信する。MUX22は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号に応じて、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替える。図6に示す例では、MUX22は、スキャンイネーブル信号がハイ(1)の時にスキャンシフト動作となり、スキャンイン端子SINからの入力が有効となる。また、MUX22は、スキャンイネーブル信号がロウ(0)の時にキャプチャ動作となり、XORゲート21からの出力が有効となる。
The
FF23は、クロック端子CLKから入力されるクロック信号(clock2)に応じて、MUX22から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから後段の観測用SFF20のスキャンイン端子SINに出力する。スキャンシフト動作期間には、FF23は、テスト信号を取り込む。また、キャプチャ動作期間には、FF23は、第1キャプチャクロックに続く第2キャプチャクロックで、MUX22が出力する排他論理和を取り込む。すなわち、スキャンチェイン6Aの前段の観測用SFF20が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで後段の観測用SFF20に伝搬される。
The
仮に、図6における観測用SFF20の代わりにSFF10で構成した場合、クロックシーケンシャルテストにおいて、第1キャプチャクロックで観測用SFF20のデータ入力端子DATAまで到達した演算結果は、次の第2キャプチャクロックで伝搬先がなく消失してしまう。
If the
これに対し、実施の形態1に係る半導体装置1Aでは、1回のキャプチャ動作期間において第1キャプチャクロックで観測用SFF20に到達した演算結果は、次の第2キャプチャクロックでスキャンチェイン6A上の後段の観測用SFF20にXORゲート21を経由して伝搬される。このように、半導体装置1Aでは、観測用SFF20に到達した演算結果を次のキャプチャサイクルで消失させることなく、スキャンチェイン6Aの後段の観測用SFF20に蓄積できる確率を高くすることが可能となる。
On the other hand, in the
また、観測用SFF20は、前段の観測用SFF20に到達した演算結果の蓄積とともに、各キャプチャサイクルで、観測用SFF20のデータ入力端子DATAからXORゲート21を介してDUT2からの演算結果を取り込むことができる。このため、1回のキャプチャ動作期間に複数のキャプチャクロックを印加した時に、検出可能な故障数が多くなる。これにより、目標故障検出率を達成するのに必要な、挿入されるTP数を少なくすることが可能となる。従って、面積オーバーヘッドの増大を抑制することができる。
Further, the
また、図6の半導体装置1Aにおいてクロックシーケンシャルテストを実行することで、1回のキャプチャ動作期間で多くの故障を検出できるようになり、結果としてテスト時間を削減することが可能となる。なお、スキャンテストでは、スキャンシフト動作時間がテスト時間の大半を占めるため、キャプチャ動作期間のキャプチャクロック数を増やしてもテスト時間への影響は殆どない。
In addition, by executing the clock sequential test in the
ここで、図7を参照して、テスト時間の削減効果について説明する。図7は、テスト時間に対する故障検出率を示す図である。図7において、横軸はテスト時間を示しており、縦軸は故障検出率を示している。また、図7において、実線は実施の形態に係る観測用SFF20を用いた半導体装置1Aの結果を示しており、破線は図6の観測用SFF20の代わりにSFF10で構成した場合の半導体装置の結果を示している。
Here, the effect of reducing the test time will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating the failure detection rate with respect to the test time. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the test time, and the vertical axis indicates the failure detection rate. In FIG. 7, the solid line indicates the result of the
なお、図7に示す例では、1回のキャプチャ動作期間において10回のキャプチャクロックを印加するクロックシーケンシャルテストを適用した。図7に示すように、SFF10を用いた場合と比較すると、観測用SFF20を用いることにより、目標故障検出率の到達に必要なテスト時間を半分以下に抑えることが可能となった。
In the example shown in FIG. 7, a clock sequential test is applied in which 10 capture clocks are applied in one capture operation period. As shown in FIG. 7, compared to the case where the
以上説明したように、実施の形態によれば、特別なテスト回路の追加することなく、観測用SFF20によるスキャンチェインの構成により、低面積OHでクロックシーケンシャルテストの効率向上を実現することができる。
As described above, according to the embodiment, the efficiency of the clock sequential test can be improved with a low area OH by the configuration of the scan chain by the
なお、図6に示す半導体装置1AはLBISTを実行することが可能であり、PRPG3、MISR4が実装されているが、この例に限定されるものではない。クロックシーケンシャルテストは、特にLBISTにおいて、挿入されるTP数の削減又はLBIST実行時間の削減という高い効果を発揮するが、圧縮スキャンにおいても一定の効果を有する。
Note that the
圧縮スキャンは、テストデータ量を減らすテスト容易化設計(Design For Testability:DFT)の一例である。圧縮スキャンでは、外部端子数よりも多くのスキャンチェインを内部に構築することで、スキャンチェイン1本辺りのSFFの段数を削減する。そして、外部入力端子から供給した値を、伸張器を経由して内部のスキャンチェイン本数分に展開し、各スキャンFFにテストパターンを印加する。また、スキャンチェインからの出力を圧縮器で圧縮して外部出力端子で観測する。 A compressed scan is an example of design for testability (DFT) that reduces the amount of test data. In the compressed scan, the number of SFFs per scan chain is reduced by constructing more scan chains inside than the number of external terminals. Then, the value supplied from the external input terminal is expanded to the number of internal scan chains via the decompressor, and a test pattern is applied to each scan FF. The output from the scan chain is compressed by a compressor and observed at an external output terminal.
圧縮スキャンでは、故障検出に必要なスキャンFFの設定値(ケアビット)を少ないシフトサイクル数で供給し、また、少ないシフトサイクル数で各スキャンFFの観測を行うことができる。このため、外部入出力端子1ビット辺りの故障検出数を増やし、テストデータ量を削減することが可能となる。実施の形態に係る観測用SFF20は、圧縮スキャンテストを実行可能な半導体装置にも適用することもできる。
In the compression scan, scan FF setting values (care bits) necessary for failure detection can be supplied with a small number of shift cycles, and each scan FF can be observed with a small number of shift cycles. For this reason, it is possible to increase the number of faults detected per bit of the external input / output terminal and reduce the amount of test data. The
圧縮スキャンを実行可能な半導体装置では、図6のPRPG3、MISR4の代わりに、外部から制御・観測可能な伸張器、圧縮器がそれぞれ接続される。圧縮スキャンを実行可能な半導体装置においても、図6に示す構成と同様の構成をとることにより、クロックシーケンシャルテストの効率を向上することができる。 In a semiconductor device capable of executing a compression scan, an expander and a compressor that can be controlled and observed from the outside are connected instead of PRPG3 and MISR4 in FIG. Even in a semiconductor device capable of executing a compression scan, the efficiency of the clock sequential test can be improved by adopting a configuration similar to the configuration shown in FIG.
なお、図6に示す例では、スキャンチェイン6Aに供給されるクロック信号(clock2)と、他のスキャンチェインに供給されるクロック信号(clock1)とは異なっているが、同じであってもよい。すなわち、SFF10で構成されるスキャンチェインと、観測用SFF20で構成されるスキャンチェインとは、異なるクロックドメインであってもよく、同一のクロックドメインであってもよい。
In the example shown in FIG. 6, the clock signal (clock 2) supplied to the
図8に、観測用SFF20の他の例を示す。図8は、実施の形態1に係る他のテストポイント回路30の構成を示す図である。観測用SFF30は、図6の半導体装置1Aの観測用SFF20の代わりに用いられる。図8に示すように、観測用SFF30は、NORゲート31、XORゲート32、FF33、データ入力端子DATA、スキャンイン端子SIN、制御入力端子SMC、クロック端子CLK、データ出力端子Qを有している。
FIG. 8 shows another example of the
図6のスキャンチェイン6Aと同様に、複数の観測用SFF30が1つのスキャンチェインを構成する。また、半導体装置1A中の複数のスキャンチェインのうち、少なくとも1つのスキャンチェインが観測用SFF30のみにより構成される。
Similar to the
観測用SFF30は、観測用SFF20と同様に、1回のキャプチャ動作期間において、複数のキャプチャクロックのそれぞれでDUT2からの演算結果を取り込む。データ入力端子DATAには、キャプチャ動作期間にDUT2からの演算結果が入力される。スキャンイン端子SINには、スキャンシフト動作期間にテスト信号が入力され、キャプチャ動作期間にスキャンチェインの前段の観測用SFF20が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果が入力される。
Similar to the
制御入力端子SMCには、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替える制御信号であるスキャンイネーブル信号が入力される。NORゲート31は、キャプチャ動作期間において、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号と、データ入力端子DATAから入力される信号とを受信して、否定論理和を出力する。XORゲート32は、スキャンイン端子SINに入力された第1演算結果と、NORゲート31からの否定論理和とを受信し、排他論理和を出力する。
A scan enable signal that is a control signal for switching between a scan shift operation and a capture operation is input to the control input terminal SMC. In the capture operation period, the NOR
FF33は、クロック端子CLKから入力されるクロック信号に応じて、XORゲート32から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから後段の観測用SFF20のスキャンイン端子SINに出力する。キャプチャ動作期間には、FF33は、第1キャプチャクロックに続く第2キャプチャクロックで、XORゲート32が出力する排他論理和を取り込む。
The
スキャンシフト動作期間(スキャンイネーブル信号=1)では、データ入力端子DATAの値は遮断され、スキャンイン端子SINから入力されるテスト信号がFF33に取り込まれる。キャプチャ動作期間(スキャンイネーブル信号=0)では、データ入力端子DATAの値は反転してスルーされる。XORゲート32には、データ入力端子DATAの値の反転値とスキャンイン端子SINの値を受信する。FF33は、クロック端子CLKに応じてXORゲート32の出力値を取り込む。観測用SFF30のFF33は、取り込む値が反転する以外は、観測用SFF20のFF23と同等の機能を有する。
In the scan shift operation period (scan enable signal = 1), the value of the data input terminal DATA is cut off, and the test signal input from the scan-in terminal SIN is taken into the
観測用SFF30を使用した場合、キャプチャ動作期間には、データ入力端子DATAから入力される値の反転値がXORゲート32を経由してFF33に取り込まれる。観測用SFF30でデータ入力端子DATAの入力の反転値を取り込む場合でも、スキャンテスト動作、通常のユーザ動作への影響はない。
When the
クロックシーケンシャルテストでは、スキャンチェイン6Aの前段の観測用SFF20が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで後段の観測用SFF20に伝搬される。これにより、低面積OHでクロックシーケンシャルテストの効率向上を実現することができる。また、観測用SFF30の構成は、観測用SFF20の構成と比較すると、回路面積、遅延が小さい。このため、観測用テストポイント回路として観測用SFF30を用いることで、面積OHをさらに抑制することができるとともに、動作速度低下を抑えることが可能となる。
In the clock sequential test, the first calculation result captured by the
実施の形態2.
実施の形態2に係るテストポイント回路を挿入した半導体装置について、図9を参照して説明する。図9は、実施の形態2に係る半導体装置1Bの構成を示す図である。図9に示すように、半導体装置1Bは、DUT2、PRPG3、MISR4、LBISTコントローラ5、SFF10、観測用SFF30、観測用SFF40を備えている。観測用SFF30、観測用SFF40は、可観測性を改善する目的で挿入される、クロックシーケンシャルテストの効率向上効果のある観測用テストポイント回路である。図9においては、観測用SFF30はobsSFFと示され、観測用SFF40はobsSFF2と示されている。
A semiconductor device in which the test point circuit according to the second embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the semiconductor device 1B according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 9, the
半導体装置1Bにおいて、複数のスキャンチェインのうち少なくとも1つのスキャンチェインは、観測用SFF30と観測用SFF40とにより構成されている。図6に示す例では、1つのスキャンチェインが観測用SFF30と観測用SFF40とにより構成されており、残りのスキャンチェインはSFF10で構成されている。図9では、観測用SFF30と観測用SFF40とにより構成されたスキャンチェインを、スキャンチェイン6Bと示している。
In the semiconductor device 1B, at least one of the plurality of scan chains is composed of an
スキャンチェイン6Bでは、最前段に観測用SFF40が接続されており、観測用SFF40の後段に4つの観測用SFF30がシリアルに接続されている。観測用SFF30としては、図8に示した構成のものが用いられる。なお、図9に示す例では観測用SFF30が用いられているが、観測用SFF30の代わりに図6に示した観測用SFF20を用いてもよい。すなわち、スキャンチェイン6Bにおいて、観測用SFF40と、4つの観測用SFF20がシリアルに接続されていてもよい。なお、観測用SFF30、観測用SFF40以外の構成については、図6で説明したものと同一のため、詳細な説明は省略する。
In the scan chain 6B, the
観測用SFF40の出力は、観測用SFF30のスキャンイン端子SINに接続されている。また、観測用SFF30の出力は、後段の観測用SFF30のスキャンイン端子SIN端子にそれぞれ接続され、スキャンチェイン6Bが構成される。最後段の観測用SFF30の出力は、観測用SFF40のデータ入力端子DATA2に接続される。観測用SFF40、観測用SFF30は、いずれもスキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替え可能である。観測用SFF40は、観測用SFF30と同様に、1回のキャプチャ動作期間において、複数のキャプチャクロックのそれぞれでDUT2からの演算結果を取り込むことが可能である。
The output of the
実施の形態2に係る半導体装置1Bでは、クロックシーケンシャルテストにおいて、最後段の観測用SFF30に伝搬された故障を、スキャンチェイン6B上で保持可能である。図9に示すように、観測用SFF40は、XORゲート41、MUX42、FF43、データ入力端子DATA、データ入力端子DATA2、スキャンイン端子SIN、制御入力端子SMC、クロック端子CLK、データ出力端子Qを有している。
In the semiconductor device 1B according to the second embodiment, the failure propagated to the
スキャンイン端子SINには、スキャンシフト動作期間にテスト信号が入力される。データ入力端子DATAには、キャプチャ動作期間に、DUT2からの演算結果が入力される。また、データ入力端子DATA2には、キャプチャ動作期間に、最後段の観測用SFF30が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果が入力される。すなわち、観測用SFF40は、2系統のデータ入力端子を有している。
A test signal is input to the scan-in terminal SIN during the scan shift operation period. The data input terminal DATA receives the calculation result from the
XORゲート41は、データ入力端子DATAから入力される信号と、データ入力端子DATA2から入力される信号とを受信する。XORゲート41は、データ入力端子DATAから入力されたDUT2からの演算結果と、データ入力端子DATA2から入力されたスキャンチェインの最後段の観測用SFF30が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果との排他論理和を出力する。
The
MUX42は、スキャンイン端子SINから入力される信号と、XORゲート41から出力される信号とを受信する。MUX42は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号に応じて、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替える。図9に示す例では、MUX42は、スキャンイネーブル信号がハイ(1)の時にスキャンシフト動作となり、スキャンイン端子SINからの入力が有効となる。また、MUX42は、スキャンイネーブル信号がロウ(0)の時にキャプチャ動作となり、XORゲート41からの出力が有効となる。
The
FF43は、クロック端子CLKから入力されるクロック信号(clock2)に応じて、MUX42から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから後段の観測用SFF30のスキャンイン端子SINに出力する。
The
スキャンシフト動作期間(スキャンイネーブル信号=1)には、FF43は、スキャンイン端子SINから入力されるテスト信号を取り込む。また、キャプチャ動作期間(スキャンイネーブル信号=0)には、FF43は、第1キャプチャクロックに続く第2キャプチャクロックで、2個のデータ入力端子(DATA、DATA2)の排他論理和を取り込む。すなわち、スキャンチェイン6Bの最後段の観測用SFF30が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで最前段の観測用SFF20に伝搬される。
During the scan shift operation period (scan enable signal = 1), the
このように、実施の形態2に係る半導体装置1Bでは、クロックシーケンシャルテストにおいて1回のキャプチャ動作期間に複数のキャプチャクロックを印加した場合でも、あるキャプチャクロックでスキャンチェイン6Bの最後段の観測用SFF30に取り込まれた故障が、次のキャプチャクロックで最前段の観測用SFF40へ伝搬され、消失しない。
As described above, in the semiconductor device 1B according to the second embodiment, even when a plurality of capture clocks are applied in one capture operation period in the clock sequential test, the
回路構成の都合上、クロックシーケンシャルテストにおいて、キャプチャ動作期間にMISR4を使用できない場合や圧縮器を経由して外部テスタで観測できない場合がある。このような場合、最後段の観測用SFF30に取り込まれた演算結果は、次のキャプチャクロック出力時に伝搬先がなく消失してしまう。
Due to the circuit configuration, in the clock sequential test, the MISR 4 may not be used during the capture operation period or may not be observed by an external tester via a compressor. In such a case, the calculation result fetched by the
実施の形態2のように、図9に示す回路構成を用いると、最後段の観測用SFF30に取り込まれた演算結果は、次キャプチャサイクルのキャプチャクロックで最前段の観測用SFF40へと伝搬でき、消失を防ぐことができる。
As in the second embodiment, when the circuit configuration shown in FIG. 9 is used, the calculation result captured in the last-
なお、スキャンチェイン6Bにおいて、観測用SFF40の後段に接続される各観測用SFF30は、実施の形態1で説明したように、前段の観測用SFF40又は観測用SFF30が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果を第2キャプチャクロックで取り込む。これにより、クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作で検出可能な故障数を、実施の形態1と比較して増加することが可能となる。結果として、目標故障検出率の達成に必要な挿入されるTP数の削減又はLBIST実行時間の削減を図ることが可能となる。
In the scan chain 6B, each
実施の形態3.
実施の形態3に係るテストポイント回路を挿入した半導体装置について、図10を参照して説明する。図10は、実施の形態3に係る半導体装置1Cの構成を示す図である。図10に示すように、半導体装置1Cは、DUT2、PRPG3、MISR4C、LBISTコントローラ5、SFF10、観測用SFF30を備えている。半導体装置1Cでは、クロックシーケンシャルテストにおいて、最後段の観測用SFF30に伝搬された故障を、MISR4Cで保持可能である。
A semiconductor device in which the test point circuit according to the third embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device 1C according to the third embodiment. As shown in FIG. 10, the semiconductor device 1C includes a
半導体装置1Cにおいて、複数のスキャンチェインのうち少なくとも1つのスキャンチェインは、観測用SFF30のみで構成されている。図6に示す例では、1つのスキャンチェインが観測用SFF30のみで構成されており、残りのスキャンチェインはSFF10で構成されている。図10では、観測用SFF30のみで構成されたスキャンチェインを、スキャンチェイン6Cと示している。
In the
スキャンチェイン6Cでは、5つの観測用SFF30がシリアルに接続されている。観測用SFF30としては、図8に示した構成のものが用いられる。なお、図9に示す例では観測用SFF30が用いられているが、観測用SFF30の代わりに図6に示した観測用SFF20を用いてもよい。
In the scan chain 6C, five
キャプチャ動作期間(スキャンイネーブル信号=0)には、スキャンチェイン6Cの最後段の観測用SFF30が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックでMISR4Cに伝搬される。なお、図10に示す例では、MISR4には、クロック信号(clock2)が入力されている。MISR4Cは、クロック信号(clock2)に同期して、最後段の観測用SFF30から出力される値を取り込む。
During the capture operation period (scan enable signal = 0), the first calculation result captured by the
MISR4Cは、キャプチャ動作後の複数のスキャンチェインからのアンロードデータを圧縮してシグネチャを生成するとともに、キャプチャ動作期間中に最後段の観測用SFF30の値を取り込んで圧縮動作を行うことができる。すなわち、MISR4Cは、シフト期間中だけでなく、クロックシーケンシャルテストでの複数キャプチャクロック印加時にも、キャプチャサイクル毎に最終段の観測用SFF30の出力値を取り込むことが可能である。
The
このように、各キャプチャサイクルで、最後段の観測用SFF30に到達した故障伝搬をMISR4Cで取り込むことができ、故障を消失させることなく観測できる。これにより、クロックシーケンシャルテストの1つのキャプチャ動作期間中に検出可能な故障数を増加させることができ、目標故障検出率の達成に必要な挿入TP数の削減又はLBIST実行時間の削減を図ることが可能となる。
In this way, in each capture cycle, the fault propagation that reaches the
実施の形態4.
実施の形態4に係るテストポイント回路について、図11を参照して説明する。図11は、実施の形態4に係る観測用SFF50の構成を示す図である。図11に示すように、観測用SFF50は、XORゲート51、MUX52、FF53、データ入力端子DATA、スキャンイン端子SIN、制御入力端子SMC、クロック端子CLK、データ出力端子Qを有している。
Embodiment 4 FIG.
A test point circuit according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the
観測用SFF50は、可観測性を改善する目的で挿入される、クロックシーケンシャルテストの効率向上効果のある観測用テストポイント回路である。観測用SFF50は、XORゲート51の自己ループ構造を有するSFFセルである。観測用SFF50は、クロックシーケンシャルテストにおいて複数のキャプチャクロックを印加するときに、データ入力端子DATAに到達した故障を自己のFF53内で保持する機能を有する。
The
XORゲート51は、データ入力端子DATAから入力されるDUT2の演算結果と、FF53から出力される値を受信する。XORゲート51の排他論理和は、MUX52に入力される。また、MUX52には、スキャンイン端子SINから入力されるテスト信号が入力される。MUX52は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号に応じて、排他論理和とテスト信号のいずれか一方をFF53に出力する。
The
スキャンシフト動作期間(スキャンイネーブル信号=1)では、データ入力端子DATAの値は遮断され、スキャンイン端子SINから入力されるテスト信号がFF53に取り込まれる。キャプチャ動作期間(スキャンイネーブル信号=0)では、データ入力端子DATAの値と、FF53から出力される値の排他論理和がFF53に取り込まれる。
In the scan shift operation period (scan enable signal = 1), the value of the data input terminal DATA is cut off, and the test signal input from the scan-in terminal SIN is taken into the
FF53は、1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックでデータ入力端子DATAから入力される第1演算結果を取り込む。そして、第1キャプチャクロックに続く第2キャプチャクロックで、FF53は、データ入力端子DATAから入力される値と第1演算結果との排他論理和を取り込む。
The
このように、あるキャプチャサイクルで観測用SFF50のFF53に取り込まれた故障が、次のキャプチャサイクルで自己ループのXORゲート51を経由して再度FF53に取り込まれ、消失せずに残る可能性がある。これにより、クロックシーケンシャルテストの1つのキャプチャ動作期間中に検出可能な故障数を増加させることができる。上述の実施の形態では、観測用テストポイント回路のみで構成したスキャンチェインを構築する必要があるが、観測用SFF50では、スキャンチェインの構成に依存せず、クロックシーケンシャルテストの効率を向上させることが可能となる。
As described above, there is a possibility that a failure taken into the
実施の形態に係る設計装置100について、図12〜14を参照して説明する。図12は、実施の形態に係る半導体装置を設計する設計装置の構成を示す図である。図13、14は、実施の形態に係る半導体装置の設計フローを示す図である。設計装置100は、上述したクロックシーケンシャルテストの効率の高い半導体装置を設計するものである。
A
設計装置100は、演算処理装置110、記憶装置120、制御入力装置130、表示出力装置131を有する。演算処理装置110は、半導体装置の設計に必要なプログラムをロードして設計に必要な各機能プロセスを実行可能な装置であり、CPUやメモリ等を含む。演算処理装置110は、テストポイント挿入プログラム111、スキャン化プログラム112を有している。
The
記憶装置120は、ネットリスト121、機能ライブラリ122、テスト制約DB123、テストポイント挿入済ネットリスト124、テストポイント挿入情報DB125、スキャン化ネットリスト126を有している。記憶装置120は、ライブラリやネットリストの情報を保存するHDDディスクやメモリなどの記憶媒体を指す。設計装置100は、演算処理装置110のプログラムを使用し、記憶装置120のネットリストやライブラリを参照して、実施の形態1〜3で説明した観測用テストポイント回路を挿入した半導体装置を生成する。
The
制御入力装置130は、ユーザが演算処理装置110及び記憶装置120を操作するための装置の総称で、キーボードやマウス等が挙げられる。表示出力装置131は、ユーザが演算処理装置110及び記憶装置120の動作を確認するためのもので、ディスプレイ等が挙げられる。
The
ネットリスト121には、上述した観測用テストポイント回路のセル情報の他、ANDゲート、ORゲート、XORゲート等のセル情報、端子間の接続情報等が記憶されている。機能ライブラリには、セルの機能等が記憶されている。テスト制約DB123には、テスト時の回路動作に必要な情報が格納されている。テスト制約DB123に格納される情報には、例えば、外部出力端子を0に固定する等の情報が含まれる。
In addition to the cell information of the observation test point circuit described above, the
演算処理装置110は、ネットリスト121、機能ライブラリ122、テスト制約DB123を参照して、テストポイント挿入プログラム111を実行することにより、観測用テストポイント回路が挿入されたテストポイント挿入済ネットリスト124を生成する。テストポイント挿入プログラム111は、一般的なテストポイント挿入の機能に加えて、観測用テストポイント回路として、観測用SFF20、観測用SFF30又は観測用SFF40を挿入する機能を有する。
The
また、演算処理装置110は、機能ライブラリ122、テスト制約DB123、テストポイント挿入済ネットリスト124、テストポイント挿入情報DB125を参照して、スキャン化プログラム112を実行することにより、クロックシーケンシャルテストの効率の高い半導体装置を生成する。テストポイント挿入情報DB125には、挿入されたテストポイント回路の接続情報等を含むテストポイント挿入情報が記憶されている。
Further, the
スキャン化プログラム112は、一般的なスキャンチェインの構築機能に加えて、挿入された観測用SFFのみで少なくとも1本のスキャンチェインを構築する機能を有する。スキャン化プログラム112は、テストポイント回路挿入後のネットリストを用いて、テストポイント挿入情報に基づき、観測用SFFのみで少なくとも1本のスキャンチェインを構築する。なお、テストポイント挿入情報は、テストポイント挿入プログラム111から出力するか、又は、テストポイント挿入済ネットリストのインスタンスのセル名から生成することができる。
The
また、スキャン化プログラム112は、各スキャンチェインの最前段のSFF又はobsSFFをPRPG3に接続する処理、各スキャンチェインの最後段のSFF又はobsSFFをMISR4に接続する処理を実行することも可能である。演算処理装置110は、スキャン化プログラム112を実行することにより、クロックシーケンシャルテストの効率を改善した、LBISTが実行可能な可能な半導体装置のスキャン化ネットリスト126を生成することができる。
The
ここで、図13、14を参照して、半導体装置の設計フローについて説明する。まず、図13を参照して、テストポイント挿入済ネットリストの生成処理について説明する。図13は、テストポイント挿入済ネットリストの生成アルゴリズムの一例を示す図である。 Here, a design flow of the semiconductor device will be described with reference to FIGS. First, a process for generating a test point inserted netlist will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing an example of a test point insertion netlist generation algorithm.
図13に示すように、まずネットリスト121、機能ライブラリ122、テスト制約DB123に所定の情報が入力される(ステップS11)。その後、入力された情報を解析することにより、回路情報、テスト制約情報が識別される(ステップS12)。ここでは、回路内のSFFや、シフトレジスタ構造を有するユーザFF、テスト制約情報等が取得される。テスト制約情報には、挿入されるテストポイント回路の目標数(目標挿入数)が定義される。
As shown in FIG. 13, first, predetermined information is input to the
そして、識別したSFFの情報に基づき、一般的なTPIアルゴリズムにおける乱数ベースでの論理回路の可制御性及び可観測性解析が行われる(ステップS13)。そして、ステップS13の解析結果に基づき、制御用テストポイント回路/観測用テストポイント回路の挿入箇所が選定される(ステップS14)。 Based on the information of the identified SFF, controllability and observability analysis of the logic circuit based on random numbers in a general TPI algorithm is performed (step S13). Based on the analysis result of step S13, the insertion point of the control test point circuit / observation test point circuit is selected (step S14).
その後、挿入箇所が、テスト制約情報として定義した目標挿入数に到達するまでテストポイント回路の挿入箇所の選定が実行される(ステップS15)。挿入数の閾値に到達していない場合は(ステップS15NO)、S13からS15の処理が繰り返される。挿入箇所が目標挿入数に到達した場合(ステップS15YES)、選定された挿入箇所に観測用SFFが挿入される。なお、観測点には、観測用SFF20、観測用SFF30又は観測用SFF40が挿入される(ステップS16)。その後、テストポイント挿入済ネットリストが出力され(ステップS17)、テストポイント挿入済ネットリストの生成処理が終了する。
After that, the insertion point of the test point circuit is selected until the insertion point reaches the target insertion number defined as the test constraint information (step S15). If the threshold value for the number of insertions has not been reached (NO in step S15), the processing from S13 to S15 is repeated. When the insertion location reaches the target insertion number (YES in step S15), the observation SFF is inserted into the selected insertion location. Note that the
次に、図14を参照して、スキャン化ネットリストの生成処理について説明する。図14は、スキャン化ネットリストの生成アルゴリズムの一例を示す図である。図14に示すように、まず、ネットリスト121、機能ライブラリ122、テスト制約DB123、テストポイント挿入情報DB125に所定の情報が入力される(ステップS21)。その後、入力された情報を解析することにより、回路情報、テスト制約情報が識別される(ステップS22)。そして、識別された回路情報から、回路内のSFFやクロックシーケンシャルテストに対応した観測用SFFが識別される(ステップS23)。
Next, the scan netlist generation process will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a scan netlist generation algorithm. As shown in FIG. 14, first, predetermined information is input to the
その後、識別された観測用SFFで、少なくとも1つのスキャンチェインが構築される(ステップS24)。演算処理装置110は、観測用SFFからなるスキャンチェインにおいて、実施の形態1のように観測用SFF20又は観測用SFF30のみをシリアルに接続する処理を実行する。又は、演算処理装置110は、実施の形態2のように観測用SFF40を最前段に接続し、その後段に観測用SFF20又は観測用SFF30を接続する。この場合、最後段の観測用SFFの出力は、最前段の観測用SFF40のデータ入力端子DATA2に接続される。このように、観測用SFFによりスキャンチェインを構成することで、クロックシーケンシャルテストの1つのキャプチャ動作期間中に検出可能な故障数を増加させることができる。
Thereafter, at least one scan chain is constructed with the identified observation SFF (step S24). The
そして、観測用SFFからなるスキャンチェインとは別に、SFFでスキャンチェインが構築される(ステップS25)。これにより、スキャン化ネットリストが出力され(ステップS26)、スキャン化ネットリストの生成処理が終了する。このようにして生成されたスキャン化ネットリストを用いることにより、クロックシーケンシャルテストの1つのキャプチャ動作期間中に検出可能な故障数を増加させる、目標故障検出率の達成に必要な挿入TP数の削減又はテスト実行時間の削減を図ることが可能な回路を設計することが可能となる。 Then, apart from the scan chain composed of the observation SFFs, a scan chain is constructed with the SFFs (step S25). Thereby, the scanned netlist is output (step S26), and the scanned netlist generation process ends. By using the scanned netlist generated in this way, the number of faults that can be detected during one capture operation period of the clock sequential test is increased, and the number of inserted TPs necessary to achieve the target fault detection rate is reduced. Alternatively, a circuit capable of reducing the test execution time can be designed.
なお、図14のスキャンチェインの構築以降の工程として、演算処理装置110は、一般的な圧縮回路付加プログラムを実行することにより、LBISTを実行するための、PRPG3、MISR4、LBISTコントローラ5等のLBIST回路の付加を行う。なお、実施の形態3の半導体装置を設計する場合は、スキャンチェインの最後段の観測用SFFの出力側に、クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間に観測用SFFからの出力を取り込むことが可能なMISR4を挿入する。これにより、MISR4は、1回のキャプチャ動作において、第1キャプチャクロックでスキャンチェインの最後段に設けられた観測用SFFがキャプチャした演算結果を、次の第2キャプチャクロックで取り込むことができる。なお、圧縮スキャンテストを行う場合は、演算処理装置110は、圧縮スキャンを実行するための伸張器、圧縮器等の付加を行う。
As a process after the construction of the scan chain of FIG. 14, the
そして、演算処理装置110は、圧縮回路付加プログラムにより生成された回路に対して、一般的なテストパターン生成プログラムを実行することで、クロックシーケンシャルテストを実行するためのテストパターンを生成する。これにより、図7に示すように、短いテスト時間で目標検出率を達成することが可能となる。
Then, the
なお、図12に示した設計装置100を用いて、観測用SFF50を用いたクロックシーケンシャルテスト効率の高い論理回路を設計することも可能である。設計装置100は、テストポイント挿入プログラム111を実行して、観測点に観測用SFF50を挿入する。そして、設計装置100は、観測用SFF50によるスキャンチェインの構築は行わず、SFF10によるスキャンチェインを構築する。すなわち、図14におけるステップS24の処理を行わず、ステップS25の処理が実行される。このように、観測用SFF50を用いることで、観測用SFF50のみからなるスキャンチェインを構築するためのプログラムの機能を有する必要がない。
It is also possible to design a logic circuit having high clock sequential test efficiency using the
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non−transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 Further, the above-described program can be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to a computer. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROM (Read Only Memory) CD-R, CD -R / W, semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
以上説明したように、実施の形態によれば、クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間に、スキャン入力とデータ入力のXOR出力をフリップフロップに入力する構造を持つことにより、データ入力とスキャン入力に到達した故障伝搬を取り込むことができる。これにより、クロックシーケンシャルテストにおいて複数キャプチャクロックを印加した時に、各キャプチャサイクルでフリップフロップに到達した故障伝搬を消失させることなく、保持・圧縮できる。これにより、目標故障検出率に到達するためのテスト時間を削減することが可能である。 As described above, according to the embodiment, the data input and the scan input are configured by inputting the XOR output of the scan input and the data input to the flip-flop in one capture operation period of the clock sequential test. It is possible to capture the fault propagation that has reached As a result, when a plurality of capture clocks are applied in the clock sequential test, the failure propagation reaching the flip-flop in each capture cycle can be held and compressed without being lost. Thereby, it is possible to reduce the test time for reaching the target failure detection rate.
なお、実施の形態にかかるテストポイント回路は、下記のように表現することもできる。以下に記載のテストポイント回路は、図11に対応する。 The test point circuit according to the embodiment can also be expressed as follows. The test point circuit described below corresponds to FIG.
(付記1)
スキャンインされるテスト信号に応じて演算結果を出力する組合せ回路中に挿入されるテストポイント回路であって、
クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックで、前記組合せ回路からの第1演算結果を取り込むフリップフロップと、
前記第1演算結果と前記組合せ回路からの第2演算結果との排他論理和を前記フリップフロップに出力するXORゲートと、
を含み、
前記フリップフロップは、前記第1キャプチャクロックに続く前記第2のキャプチャクロックで、前記排他論理和を取り込む、
テストポイント回路。
(Appendix 1)
A test point circuit inserted in a combinational circuit that outputs a calculation result in response to a test signal scanned in;
A flip-flop that captures a first operation result from the combinational circuit with a first capture clock in one capture operation period of a clock sequential test;
An XOR gate that outputs an exclusive OR of the first operation result and the second operation result from the combinational circuit to the flip-flop;
Including
The flip-flop captures the exclusive OR with the second capture clock following the first capture clock;
Test point circuit.
(付記2)
予め設定されたプログラムに従って所定の処理を実行可能な演算処理装置を備える半導体装置の設計装置であって、
前記半導体装置は、
スキャンチェインを構成するスキャンフリップフロップと、
付記1に記載のテストポイント回路と、
を含み、
前記演算処理装置は、
前記組合せ回路からの演算結果が所定の論理状態になる確率を解析する解析処理を実行し、
前記解析処理の結果に基づき、前記テストポイント回路の挿入位置を選定し、
選定された前記挿入位置に前記テストポイント回路を挿入し、
前記スキャンフリップフロップによるスキャンチェインを構築する際に、前記テストポイント回路によるスキャンチェインの構築を実行しない、
設計装置。
(Appendix 2)
A semiconductor device design apparatus including an arithmetic processing unit capable of executing predetermined processing according to a preset program,
The semiconductor device includes:
A scan flip-flop constituting the scan chain;
The test point circuit according to
Including
The arithmetic processing unit includes:
Performing an analysis process for analyzing a probability that an operation result from the combinational circuit becomes a predetermined logic state;
Based on the result of the analysis process, the insertion position of the test point circuit is selected,
Insert the test point circuit at the selected insertion position,
When constructing a scan chain by the scan flip-flop, do not execute the construction of the scan chain by the test point circuit,
Design equipment.
上述の実施の形態では、LBISTを実行可能な半導体装置において、故障検出率を高くするためにテストポイント回路の挿入(TPI)を行い、クロックシーケンシャルテスト(マルチサイクルテスト)を行う例について説明した。 In the above-described embodiment, the example in which the test point circuit is inserted (TPI) and the clock sequential test (multi-cycle test) is performed in order to increase the failure detection rate in the semiconductor device capable of executing LBIST has been described.
以下の実施の形態では、LBISTを実行可能な半導体装置において、テストポイント回路の挿入を行わず、テスト実行時間を削減するためクロックシーケンシャルテストを行う例について説明する。 In the following embodiments, an example in which a clock sequential test is performed to reduce test execution time without inserting a test point circuit in a semiconductor device capable of executing LBIST will be described.
上述したように、クロックシーケンシャルテストは、1回のキャプチャ動作期間に複数回のキャプチャクロックで組み合わせ回路からの演算結果をキャプチャするマルチサイクルテストである。クロックシーケンシャルテストは、テストポイント回路を挿入しない場合でも、LBIST実行時間の削減に有効である。 As described above, the clock sequential test is a multi-cycle test in which the operation result from the combinational circuit is captured with a plurality of capture clocks in one capture operation period. The clock sequential test is effective in reducing the LBIST execution time even when no test point circuit is inserted.
なお、以下の実施の形態においても、LBISTを実行可能な半導体装置の概略構成は、図1に示した半導体装置の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。また、複数クロックによるクロックシーケンシャルテストの動作波形例は、図5に説明した通りである。 Also in the following embodiments, the schematic configuration of a semiconductor device capable of executing LBIST is the same as the configuration of the semiconductor device shown in FIG. An example of the operation waveform of the clock sequential test using a plurality of clocks is as described in FIG.
図1において用いられているSFF10は、クロックシーケンシャルテストを想定していない。本発明者らは、クロックシーケンシャルテストの効果をより向上するために、図1のSFF10の代わりに用いられる、クロックシーケンシャルテストを考慮したシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ(以下、seqSFFとする)を考案した。
The
実施の形態に係るシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップは、LSIのスキャンテストを実行することが可能なスキャンチェインを構成し、クロックシーケンシャルテストを行うものである。実施の形態に係るseqSFFは、テスト実行時間を削減するとともに、故障検出率を高くすることが可能な論理構造を有する。 The sequential test scan flip-flop according to the embodiment constitutes a scan chain capable of executing an LSI scan test, and performs a clock sequential test. The seqSFF according to the embodiment has a logical structure capable of reducing the test execution time and increasing the failure detection rate.
具体的には、実施の形態に係るseqSFFは、テストイネーブル信号が入力されるテストイネーブル入力端子を備える。seqSFFは、テストイネーブル信号に応じて、クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで、スキャンチェインにおける当該シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップの前段又は前記スキャンチェインの最後段の第1セルが前記第1キャプチャクロックでキャプチャした組み合わせ回路からの第1演算結果を取り込む。 Specifically, the seqSFF according to the embodiment includes a test enable input terminal to which a test enable signal is input. seqSFF is a second capture clock after the first capture clock in the one capture operation period of the clock sequential test according to the test enable signal, and is connected to the previous stage of the sequential test scan flip-flop in the scan chain or the scan. The first cell in the last stage of the chain captures the first calculation result from the combinational circuit captured by the first capture clock.
実施の形態のseqSFFを用いた半導体装置は、例えば、POSTを実装した製品に適用可能である。また、この半導体装置は、量産テスト工程における、LBIST適用時のテストコスト削減を図りたい製品や、LBISTを実装する設計装置(EDAツール)等にも適用することが可能である。 The semiconductor device using the seqSFF of the embodiment can be applied to a product in which POST is mounted, for example. In addition, this semiconductor device can be applied to a product that is intended to reduce the test cost when LBIST is applied in a mass production test process, a design device (EDA tool) for mounting LBIST, or the like.
実施の形態5.
図15、16を参照して、クロックシーケンシャルテストを実行する半導体装置において用いられる、シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ(seqSFF)について説明する。図15は、実施の形態5に係るseqSFFを挿入した半導体装置の構成を示す図である。図15の半導体装置1Dは、クロックシーケンシャルテストの複数クロック印加時にSFF10に到達した故障伝搬を、次のキャプチャサイクルでも消失させることなく保持することが可能な最小の構成を有している。図15では、seqSFF60を説明するための、半導体装置1Dの最小の構成のみを図示している。
A sequential test scan flip-flop (seqSFF) used in a semiconductor device that performs a clock sequential test will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device in which the seqSFF according to the fifth embodiment is inserted. The semiconductor device 1D of FIG. 15 has a minimum configuration capable of holding the failure propagation that has reached the
図15に示すように、半導体装置1Dは、DUT2、SFF10、seqSFF60を備える。SFF10の後段にはseqSFF60がシリアルに接続され、1つのスキャンチェインが構築される。なお、DUT2、SFF10は、図1において説明した構成と同一であるため説明を省略する。
As shown in FIG. 15, the semiconductor device 1D includes a
図16は、実施の形態5に係るseqSFF60の構成を示す図である。図16に示すように、seqSFF60は、NORゲート61、NANDゲート62、XORゲート63、FF64、データ入力端子DATA、制御入力端子SMC、スキャンイン端子SIN、テストイネーブル入力端子SEQ_TEST_EN、クロック端子CLK、データ出力端子Qを有している。seqSFF60の入出力構成は、テストイネーブル入力端子SEQ_TEST_EN以外、SFF10と同一の入出力構成である。すなわち、seqSFF60は、SFF10の入出力構成に加えて、テストイネーブル入力端子SEQ_TEST_ENを有している。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of the
SFF10の出力が、seqSFF60のスキャンイン端子SINに接続される。seqSFF60は、通常のユーザ動作とスキャンテスト動作を切り替え可能である。seqSFF60は、さらに、スキャンテスト動作期間において、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替え可能である。seqSFF60は、1回のキャプチャ動作期間において、複数のキャプチャクロックのそれぞれでDUT2からの演算結果を取り込む。
The output of SFF10 is connected to the scan-in terminal SIN of seqSFF60. The
例えば、1回のキャプチャ動作期間に印加される最初キャプチャクロックを第1キャプチャクロックとし、第1キャプチャクロックに続くキャプチャクロックを第2キャプチャクロックとする。また、第1キャプチャクロックで取り込まれるDUT2からの演算結果を第1演算結果とする。1回のキャプチャ動作期間における、1つのキャプチャクロックパルス動作を行う期間をキャプチャサイクルとする。
For example, a first capture clock applied during one capture operation period is a first capture clock, and a capture clock subsequent to the first capture clock is a second capture clock. In addition, the calculation result from the
なお、第1キャプチャクロックは、1回のキャプチャ動作期間に最初に印加されるキャプチャクロックではなく、その後に印加されるものであってもよい。第2キャプチャクロックは、1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックの後に印加されるものであればよい。 Note that the first capture clock may be applied after the capture clock is not applied first during one capture operation period. The second capture clock only needs to be applied after the first capture clock in one capture operation period.
データ入力端子DATAには、キャプチャ動作期間に、DUT2からの演算結果が入力される。スキャンイン端子SINには、スキャンシフト動作期間にテスト信号が入力され、キャプチャ動作期間にスキャンチェインの前段のSFF10が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果が入力される。
The data input terminal DATA receives the calculation result from the
テストイネーブル入力端子SEQ_TEST_ENには、テストイネーブル信号(seq_test_enable)が入力される。seqSFF60は、テストイネーブル信号に応じて、通常のユーザ動作とスキャンテスト動作とを切り替える。例えば、テストイネーブル信号がロウ(0)の時にユーザ動作となり、テストイネーブル信号がハイ(1)のときにスキャンテスト動作となる。
A test enable signal (seq_test_enable) is input to the test enable input terminal SEQ_TEST_EN. The
制御入力端子SMCには、スキャンイネーブル信号(scan_enable)が入力される。seqSFF60は、スキャンイネーブル信号に応じて、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替える。例えば、テストイネーブル信号がハイ(1)の場合において、スキャンイネーブル信号がハイ(1)の時にスキャンシフト動作となり、スキャンイネーブル信号がロウ(0)の時にキャプチャ動作となる。
A scan enable signal (scan_enable) is input to the control input terminal SMC. The
NORゲート61は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号(scan−enable)と、データ入力端子DATAから入力される信号とを受信して、否定論理和を出力する。NANDゲート62は、スキャンイン端子SINに入力された第1演算結果と、テストイネーブル信号とを受信し、否定論理積を出力する。XORゲート63は、NORゲート61からの否定論理和と、NANDゲート62からの否定論理積とを受信し、排他論理和を出力する。
The NOR
FF64は、クロック端子CLKから入力されるクロック信号(clock)に応じて、XORゲート63から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから出力する。スキャンシフト動作期間には、FF64は、テスト信号を取り込む。また、キャプチャ動作期間には、FF64は、第1キャプチャクロックに続く第2キャプチャクロックで、XORゲート63が出力する排他論理和を取り込む。すなわち、スキャンチェインの前段のSFF10が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで後段のseqSFF60に伝搬される。
The
ここで、半導体装置1Dの動作について説明する。図17、18は、図15に係る半導体装置1Dの動作波形例を示す図である。図17に示すように、ユーザ動作時は、スキャンイネーブル信号=0(constant LOW)、かつ、テストイネーブル信号=0(constant LOW)に設定される。このとき、SFF10、seqSFF60は、いずれもデータ入力端子DATAから入力される値を取り込む。 Here, the operation of the semiconductor device 1D will be described. 17 and 18 are diagrams illustrating examples of operation waveforms of the semiconductor device 1D according to FIG. As shown in FIG. 17, during a user operation, the scan enable signal = 0 (constant LOW) and the test enable signal = 0 (constant LOW) are set. At this time, both SFF10 and seqSFF60 take in the value input from the data input terminal DATA.
図18に示すように、スキャンテスト動作時には、テストイネーブル信号=1(constant HIGH)に設定される。スキャンテスト動作時において、スキャンシフト動作期間には、スキャンイネーブル信号=1(HIGH)に設定される。このとき、SFF10、seqSFF60は、スキャンイン端子SINからの値を取り込み、スキャンシフト動作が行われる。
As shown in FIG. 18, during the scan test operation, the test enable signal is set to 1 (constant HIGH). During the scan test operation, the scan enable signal = 1 (HIGH) is set during the scan shift operation period. At this time, the
スキャンテスト動作時において、キャプチャ動作期間には、スキャンイネーブル信号=0(LOW)に設定される。このとき、SFF10はデータ入力端子DATAからの値を取り込み、seqSFF60は、データ入力端子DATAとスキャンイン端子SINからの値の排他的論理和を取り込む。図19に、図16に示すシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップの真理値表を示す。seqSFF60は、図19の真理値表に示す機能を満たす構成を有している。
During the scan test operation, the scan enable signal = 0 (LOW) is set during the capture operation period. At this time, the
ここで、クロックシーケンシャルテストで2回のキャプチャクロックが印加される場合を考える。1回目のキャプチャサイクルでSFF10がある故障伝搬の影響を取り込むものとする。すなわち、1回目のキャプチャクロック印加後のSFF10のデータ出力端子Qの出力値は、正常時と故障発生時で反転する。
Here, consider a case where two capture clocks are applied in the clock sequential test. Assume that the
seqSFF60は、2回目のキャプチャサイクルでデータ入力端子DATAとスキャンイン端子SINからの値の排他的論理和を取り込むため、SFF10のデータ出力端子Qの値が反転した場合は、seqSFF60が取り込む値も反転する。このように、1回目のキャプチャサイクルでSFF10が取り込んだ故障は、2回目のキャプチャサイクルでseqSFF60に保持される。
Since the
仮に、図15におけるseqSFF60の代わりにSFF10で構成した場合について考える。クロックシーケンシャルテストにおいて、第1キャプチャクロックで前段のSFF10のデータ入力端子DATAまで到達した演算結果は、DUT2を介して後段のSFF10に到達しない限り、次の第2キャプチャクロックで伝搬先がなく消失してしまう。この消失確率は、論理ゲート段数が多くなるに従って高くなる。一般的な論理においては多数の論理ゲートが存在するため、複数回のキャプチャクロックの印加で故障が保持できる可能性は低い。
Consider a case where the
これに対し、実施の形態5に係る半導体装置1Dでは、1回のキャプチャ動作期間において第1キャプチャクロックでSFF10に到達した演算結果は、次の第2キャプチャクロックでスキャンチェイン上の後段のseqSFF60に伝搬される。このように、半導体装置1Dでは、複数回のキャプチャクロックが印加された時の故障検出率を高くすることが可能となる。
On the other hand, in the semiconductor device 1D according to the fifth embodiment, the calculation result that has reached the
また、半導体装置1Dにおいてクロックシーケンシャルテストを実行することで、1回のキャプチャ動作期間で多くの故障を検出できるようになり、結果としてテスト時間を削減することが可能となる。 In addition, by executing the clock sequential test in the semiconductor device 1D, it becomes possible to detect many failures in one capture operation period, and as a result, the test time can be reduced.
なお、seqSFF60は図16に示した論理構造に限定されるものではない。seqSFF60の構成は、図20に示すシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップの概略構成で、図21に示す真理値表に示す機能を満たすものであれば、どのような構成でも構わない。
The
すなわち、スキャンイネーブル信号=0かつテストイネーブル信号=0では、データ入力端子DATAの値が取り込まれる。スキャンイネーブル信号=0かつテストイネーブル信号=1では、データ入力端子DATAとスキャンイン端子SINの値の排他的論理和
スキャンイネーブル信号=1では、テストイネーブル信号の値にかかわらず、スキャンイン端子SINの値(SIN)又はスキャンイン端子SINの値の否定
図21の真理値表を満たす、seqSFF60の他の論理回路例を図22、24、26示す。図22のseqSFF60A、図24のseqSFF60B、図23のseqSFF60Cの真理値表を図23、25、27にそれぞれ示す。
Other logical circuit examples of the
図22に示すseqSFF60Aは、NORゲート61、XORゲート63、FF64、ORゲート65を備える。NORゲート61は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号(scan−enable)と、データ入力端子DATAから入力される信号とを受信して、否定論理和を出力する。
The
ORゲート65は、一方の入力端子が負論理となっている。ORゲート65は、スキャンイン端子SINからの値と、テストイネーブル信号の負論理とを受信し、論理和を出力する。XORゲート63は、NORゲート61からの否定論理和と、ORゲート65からの論理和とを受信し、排他論理和を出力する。FF64は、XORゲート63から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから出力する。
One input terminal of the
なお、図22に示すseqSFF60Aの動作波形は、図17、18に示す動作波形と同一である。すなわち、図17に示すように、ユーザ動作時は、スキャンイネーブル信号=0(constant LOW)、かつ、テストイネーブル信号=0(constant LOW)に設定される。また、図18に示すように、スキャンテスト動作時には、テストイネーブル信号=1(constant HIGH)に設定される。スキャンテスト動作時において、スキャンシフト動作期間には、スキャンイネーブル信号=1(HIGH)に設定される。
Note that the operation waveforms of the
このように、図22に示す構成であっても、キャプチャ動作期間には、スキャンチェインの前段のSFF10が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで後段のseqSFF60に伝搬される。
In this way, even in the configuration shown in FIG. 22, during the capture operation period, the first operation result captured by the
図24に示すseqSFF60Bは、NORゲート61、NANDゲート62、XORゲート63、FF64、ORゲート66を備える。NORゲート61は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号(scan−enable)と、データ入力端子DATAから入力される信号とを受信して、否定論理和を出力する。
The
ORゲート66は、スキャンイネーブル信号とテストイネーブル信号の論理和を出力する。NANDゲート62は、スキャンイン端子SINからの値と、ORゲート66からの論理和とを受信し、否定論理積を出力する。XORゲート63は、NORゲート61からの否定論理和と、NANDゲート62からの否定論理積とを受信し、排他論理和を出力する。FF64は、XORゲート63から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから出力する。
The
図26に示すseqSFF60Cは、XORゲート67、MUX68、MUX69、FF64を備えている。XORゲート67は、データ入力端子DATAからの値と、スキャンイン端子SINからの値とを受信し、排他的論理和を出力する。MUX68は、データ入力端子DATAからの値と、XORゲート67からの排他的論理和を受信する。MUX68は、テストイネーブル信号がロウ(0)の時にデータ入力端子DATAからの値が有効となり、ハイ(1)の時にXORゲート67からの値が有効となる。
The
MUX68からの値は、MUX69に入力される。また、MUX69は、スキャンイン端子SINからの値を受信する。MUX69は、スキャンイネーブル信号ロウ(0)の時にMUX68からの値が有効となり、ハイ(1)の時にスキャンイン端子SINからの値が有効となる。FF64は、MUX69から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから出力する。
The value from the
図24、26に示すseqSFF60B、60Cを挿入した半導体装置の動作波形を、図28、29に示す。図28に示すように、ユーザ動作時は、スキャンイネーブル信号=0(constant LOW)に設定される。このとき、テストイネーブル信号は、0/1いずれの値でも構わない(don’t care)。
The operation waveforms of the semiconductor device into which the
図29に示すように、スキャンテスト動作時において、キャプチャ動作期間には、スキャンイネーブル信号=0(LOW)、テストイネーブル信号=1(HIGH)に設定される。スキャンテスト動作時において、スキャンシフト動作期間には、スキャンイネーブル信号=1(HIGH)に設定される。このとき、テストイネーブル信号は、0/1いずれの値でも構わない(don’t care)。 As shown in FIG. 29, during the scan test operation, the scan enable signal = 0 (LOW) and the test enable signal = 1 (HIGH) are set during the capture operation period. During the scan test operation, the scan enable signal = 1 (HIGH) is set during the scan shift operation period. At this time, the test enable signal may be 0/1 (don't care).
このように、スキャンイン端子SINの値とデータ入力端子DATAの値との排他論理和又は否定排他論理和を取り込む構造を有することにより、スキャンイン端子SINとデータ入力端子DATAに到達した故障を同時に取り込むことができる。これにより、クロックシーケンシャルテストで複数回のキャプチャクロック印加時に、各キャプチャサイクルでseqSFF60まで到達した故障を保持することが可能となる。結果として、1回のキャプチャ期間で検出可能な故障数が増え、目標検出率に到達するためのテスト時間を削減することが可能である。
In this way, by having a structure that takes in an exclusive OR or a negative exclusive OR of the value of the scan-in terminal SIN and the value of the data input terminal DATA, failures that have reached the scan-in terminal SIN and the data input terminal DATA can be simultaneously performed Can be captured. As a result, when a capture clock is applied a plurality of times in the clock sequential test, it is possible to hold a fault that has reached the
実施の形態6.
実施の形態6に係るシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ(seqSFF)を挿入した半導体装置について、図30を参照して説明する。図30は、実施の形態6に係るseqSFFを挿入した半導体装置1Eの構成を示す図である。
Embodiment 6 FIG.
A semiconductor device in which the sequential test scan flip-flop (seqSFF) according to the sixth embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 30 is a diagram illustrating a configuration of the semiconductor device 1E in which the seqSFF according to the sixth embodiment is inserted.
図30に示すように、半導体装置1Eは、DUT2、PRPG3、MISR4、LBISTコントローラ5、複数のseqSFF60を備えている。なお、seqSFF60以外の構成については、図1で説明したものと同一のため、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 30, the semiconductor device 1E includes a
半導体装置1Eは、1以上の複数のスキャンチェインを有している。図30に示す例では、各スキャンチェインがseqSFF60のみで構成されている。図30においては、seqSFF60により構成された1つのスキャンチェインを、スキャンチェイン6Dと示している。スキャンチェイン6Dでは、5つのseqSFF60がシリアルに接続されている。
The semiconductor device 1E has one or more scan chains. In the example shown in FIG. 30, each scan chain is composed of only seqSFF60. In FIG. 30, one scan chain configured by the
seqSFF60は、図16に示した構成と同一のものである。なお、seqSFF60の代わりに、図21に示した真理値表の機能を満たす他の構成のseqSFFを用いることも可能である。
The
各seqSFF60の制御入力端子SMCには、スキャンイネーブル信号が入力される。また、各seqSFF60のテストイネーブル入力端子SEQ_TEST_ENには、テストイネーブル信号が入力される。なお、テストイネーブル入力端子SEQ_TEST_ENは必ずしも外部入力端子で制御する必要はなく、テストモードレジスタなどから制御してもよい。
A scan enable signal is input to the control input terminal SMC of each seq
ユーザ動作時には、テストイネーブル信号=0、スキャンイネーブル信号=0が与えられる。各seqSFF60の制御入力端子SMC、テストイネーブル入力端子SEQ_TEST_ENには、それぞれ、テストイネーブル信号=0、スキャンイネーブル信号=0が供給される。これにより,スキャンイン端子SINから入力される値は遮断され、seqSFF60はデータ入力端子DATAからの値を取込む。
During user operation, a test enable signal = 0 and a scan enable signal = 0 are given. A test enable signal = 0 and a scan enable signal = 0 are supplied to the control input terminal SMC and the test enable input terminal SEQ_TEST_EN of each seqSFF 60, respectively. As a result, the value input from the scan-in terminal SIN is blocked, and the
スキャンテスト動作時はテストイネーブル信号=1に設定される。スキャンシフト動作期間には、スキャンイネーブル信号=1に設定される。各seqSFF60はスキャンイン端子SINからの値を取り込むことで、スキャンシフト動作が行われる。キャプチャ動作時は、スキャンイネーブル信号=0に設定される。各seqSFF60は、データ入力端子DATAからの値と、スキャンイン端子SINからの値の排他論理和を取込む。
During the scan test operation, the test enable signal = 1 is set. During the scan shift operation period, the scan enable signal = 1 is set. Each
このため、クロックシーケンシャルテストによる複数キャプチャクロック印加時において、あるキャプチャサイクルでseqSFF60に到達した故障は、次のキャプチャサイクルでそのスキャンチェイン上の後段のseqSFF60にスキャンイン端子SINを経由して取り込まれる。
For this reason, when a plurality of capture clocks are applied by the clock sequential test, a failure that has reached the
例えば、スキャンチェイン6Dの段数がN段のとき、先頭seqSFF60に取込まれた故障は、最大でN回のキャプチャクロックが印加されるまで、スキャンチェイン6D上のseqSFF60で保持できる可能性がある。この結果、クロックシーケンシャルテストにおけるキャプチャ動作期間中に検出可能な故障数を増大させることが可能となる。
For example, when the number of stages in the scan chain 6D is N, a failure captured in the
ここで、図31を参照して、テスト時間の削減効果について説明する。図31は、実施の形態6に係る半導体装置1Eのテスト時間に対する故障検出率を示す図である。図31において、横軸はテスト時間を示しており、縦軸は故障検出率を示している。また、図31において、実線は実施の形態に係るseqSFF60を用いた半導体装置1Eの結果を示しており、破線は図30のseqSFF60の代わりにSFF10で構成した場合の半導体装置の結果を示している。
Here, the effect of reducing the test time will be described with reference to FIG. FIG. 31 is a diagram illustrating a failure detection rate with respect to a test time of the semiconductor device 1E according to the sixth embodiment. In FIG. 31, the horizontal axis represents the test time, and the vertical axis represents the failure detection rate. In FIG. 31, the solid line indicates the result of the semiconductor device 1E using the
図31に示すように、実施の形態6に係る半導体装置1Eでは、seqSFF60を用いることで、SFF10を用いた場合とよりも短いテスト時間で目標故障検出率を達成することが可能となる。
As shown in FIG. 31, in the semiconductor device 1E according to the sixth embodiment, by using the
実施の形態7.
実施の形態7に係るシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ(seqSFF)を挿入した半導体装置について、図32を参照して説明する。図32は、実施の形態7に係るseqSFFを挿入した半導体装置1Fの構成を示す図である。
Embodiment 7 FIG.
A semiconductor device in which the sequential test scan flip-flop (seqSFF) according to the seventh embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 32 is a diagram illustrating a configuration of the semiconductor device 1F in which the seqSFF according to the seventh embodiment is inserted.
図32に示す半導体装置1Fは、一般的なLBISTの構成において、一部のSFFがseqSFF60で置換されている。なお、seqSFF60の代わりに、図21に示した真理値表の機能を満たす他の構成のseqSFFを用いることも可能である。図32において、「FF」は、スキャンイン、スキャンアウト等のスキャン機能を持たないフリップフロップを示している。ここでは、スキャン機能を持たないフリップフロップを、ノーマルフリップフロップ(以下、ノーマルFF)と称する。
In the semiconductor device 1F shown in FIG. 32, a part of SFF is replaced with seqSFF60 in a general LBIST configuration. Instead of the
半導体装置1Fは、1以上の複数のスキャンチェインを有している。図32に示す例では、複数のスキャンチェインのうち、少なくとも1つのスキャンチェイン6Eには、ユーザ論理中のシフトレジスタ構造7Aが組み込まれている。シフトレジスタ構造7Aでは、先頭がseqSFF60に置換されており、seqSFF60の後段には、2つのノーマルFFがシリアルに接続されている。スキャンチェイン6Eにおいて、シフトレジスタ構造7Aの前段及び後段にはそれぞれseqSFF60が配置されている。
The semiconductor device 1F has one or more scan chains. In the example shown in FIG. 32, the shift register structure 7A in the user logic is incorporated in at least one scan chain 6E among the plurality of scan chains. In the shift register structure 7A, the head is replaced with seqSFF60, and two normal FFs are serially connected to the subsequent stage of seqSFF60. In the scan chain 6E,
シフトレジスタ構造7AのseqSFF60のスキャンイン端子SINには、前段のseqSFF60のデータ出力端子Qが接続されている。シフトレジスタ構造7Aの先頭のseqSFF60がキャプチャするDUT2からの演算結果は、後段のノーマルFFにそのまま取り込まれる。また、シフトレジスタ構造7Aの最後段のノーマルFFのデータ出力端子Qは、DUT2への入力と、スキャンチェイン6E上の次段のseqSFF60のスキャンイン端子SINに接続されている。
The data output terminal Q of the preceding
また、図32に示す例では、ユーザ論理中には、1つのseqSFF、1つのノーマルFFからなるシフトレジスタ構造7B、1つのseqSFF、2つのノーマルFFからなるシフトレジスタ構造7Cが構成されている。シフトレジスタ構造7Bと、シフトレジスタ構造7Cとは、1つのスキャンチェインを構成する。 In the example shown in FIG. 32, a shift register structure 7B composed of one seqSFF, one normal FF, a shift register structure 7C composed of one seqSFF, and two normal FFs are configured in the user logic. The shift register structure 7B and the shift register structure 7C constitute one scan chain.
シフトレジスタ構造7Bでは、seqSFF60の後段にノーマルFFがシリアルに接続されている。シフトレジスタ構造7Cでは、seqSFF60の後段に2つのノーマルFFがシリアルに接続されている。シフトレジスタ構造7BのノーマルFFのデータ出力端子Qは、DUT2への入力と、シフトレジスタ構造7CのseqSFF60のスキャンイン端子SINに接続されている。
In the shift register structure 7B, the normal FF is serially connected to the subsequent stage of the
なお、ここでは図示していないが、シフトレジスタ構造以外のFFは、seqSFF60で置換されている。seqSFF60又はシフトレジスタ構造の出力は、後段にそれぞれ接続されるseqSFF60のスキャンイン端子SINに接続され、スキャンチェインが構成される。シフトレジスタ構造7A〜7C及び他のシフトレジスタ構造においても、SFFでスキャンチェインが構築された場合と同様に、スキャンシフト動作が行われる。
Although not shown here, FFs other than the shift register structure are replaced with seqSFF60. The output of the
実施の形態6において説明したのと同様に、実施の形態7においても、各seqSFF60の制御入力端子SMCには、スキャンイネーブル信号が入力される。また、各seqSFF60のテストイネーブル入力端子SEQ_TEST_ENには、テストイネーブル信号が入力される。
As described in the sixth embodiment, also in the seventh embodiment, a scan enable signal is input to the control input terminal SMC of each seq
実施の形態7では、クロックシーケンシャルテストによる複数キャプチャクロック印加時において、あるキャプチャサイクルでシフトレジスタ構造の先頭のseqSFF60に到達した故障は、次のキャプチャサイクルで損失することなく、シフトレジスタ構造の後段のノーマルFFへ伝搬する。これにより、クロックシーケンシャルテストの効率を向上させることが可能となる。
In the seventh embodiment, when a plurality of capture clocks are applied by the clock sequential test, a failure that has reached the
また、実施の形態7では、シフトレジスタ構造の先頭以外をノーマルFFのまま、スキャンチェインに組み込んでいる。このため、すべてスキャン機能を有するフリップフロップに置換した場合と比較すると、面積の増大を抑制することができる。 Further, in Embodiment 7, the shift register structure other than the top is incorporated into the scan chain with the normal FF as it is. For this reason, an increase in area can be suppressed as compared with a case where all are replaced with flip-flops having a scan function.
実施の形態8.
実施の形態8に係るシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ(seqSFF)を挿入した半導体装置について、図33を参照して説明する。図33は、実施の形態8に係るseqSFFを挿入した半導体装置1Gの構成を示す図である。
A semiconductor device in which the sequential test scan flip-flop (seqSFF) according to the eighth embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 33 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device 1G in which the seqSFF according to the eighth embodiment is inserted.
回路内のユーザFFの中には、seqSFF60に置換してもクロックシーケンシャルテストの効率向上に寄与しないものが存在する。seqSFF60は、SFFよりも面積が大きいため、すべてのユーザFFをseqSFF60で置換すると、面積が増大してしまう。
Some user FFs in the circuit do not contribute to improving the efficiency of the clock sequential test even if they are replaced with seqSFF60. Since the area of the
そこで、実施の形態8に係る半導体装置1Gは、seqSFF60への置換対象を一部のユーザFFに限定した構造を有する。図33において、スキャン機能を有さないフリップフロップをFFと示し、スキャン機能を有するフリップフロップをSFFと示す。
Therefore, the semiconductor device 1G according to the eighth embodiment has a structure in which the replacement target with the
まず、実施の形態8では、クロックシーケンシャルテストにおける複数キャプチャクロック印加時に、データ入力端子DATAに到達した故障を蓄積した場合に検出故障数が効率よく増加するユーザFFを選定する。
First, in
なお、クロックシーケンシャルテストの効率向上に寄与するユーザFFの選定は、データ入力端子DATAへの入力コーンの組合せ論理量や、確率ベースの故障シミュレーション等を利用して求めることができる。そして、選定したユーザFFのみをseqSFF60に置換して、スキャンチェインを構築する。
The selection of the user FF that contributes to improving the efficiency of the clock sequential test can be obtained by using a combination logic amount of input cones to the data input terminal DATA, a probability-based failure simulation, or the like. Then, only the selected user FF is replaced with
このようにしてseqSFF60への置換対象を一部のユーザFFに限定した、半導体装置1Gの一例が、図33に示される。半導体装置1Gは、1以上の複数のスキャンチェインを有している。図33に示す例では、複数のスキャンチェインのうち、少なくとも1つのスキャンチェイン6Fには、ユーザ論理中のシフトレジスタ構造7Dが組み込まれている。スキャンチェイン6Fは、SFFを含まない。スキャンチェイン6Fは、2つのseqSFF60と、これら2つのseqSFF60の間に配置された、seqSFF60を先頭に持つシフトレジスタ構造7Dを有する。スキャンチェイン6Fは、実施の形態7のスキャンチェイン6Eと同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
FIG. 33 shows an example of the semiconductor device 1G in which the replacement target with the
なお、図33では、選定されたユーザFF中にシフトレジスタ構造7Dが含まれるため、シフトレジスタ構造7Dをスキャンチェイン6Fに組み込んでいるが、これに限定されるものではない。選定されたユーザFFをすべてseqSFF60で置換し、スキャンチェイン6FをseqSFF60のみで構成してもよい。
In FIG. 33, since the
また、複数のスキャンチェインのうち、少なくとも1つのスキャンチェイン6Gは、seqSFF60を含まない。スキャンチェイン6Gは、2つのSFFと、これら2つのSFFの間に配置された、SFFを先頭に持つシフトレジスタ8を有する。シフトレジスタ8は、SFFと2つのFFからなる。なお、スキャンチェイン6Gは、シフトレジスタ8を含んでいるが、シフトレジスタを含まないスキャンチェインがあってもよい。
In addition, at least one scan chain 6G among the plurality of scan chains does not include the
このように、seqSFF60への置換対象を、クロックシーケンシャルテストの効率向上効果の高い一部のユーザFFに限定することで、面積の増大を抑制するとともに、テスト時間の短縮を図ることが可能となる。
As described above, by limiting the replacement target to the
実施の形態9.
実施の形態9に係るシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ(seqSFF)を挿入した半導体装置について、図34を参照して説明する。図34は、実施の形態9に係るseqSFFを挿入した半導体装置1Hの構成を示す図である。図9に示すように、半導体装置1Hは、DUT2、PRPG3、MISR4、LBISTコントローラ5、seqSFF60、seqSFF70を有している。図34においては、seqSFF60はseqSFFと示され、seqSFF70はseqSFF2と示されている。
Embodiment 9 FIG.
A semiconductor device in which the sequential test scan flip-flop (seqSFF) according to the ninth embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 34 is a diagram showing a configuration of the semiconductor device 1H in which the seqSFF according to the ninth embodiment is inserted. As illustrated in FIG. 9, the semiconductor device 1H includes a
半導体装置1Hにおいて、複数のスキャンチェインのうち少なくとも1つのスキャンチェイン6Hには、seqSFF60、seqSFF70が含まれている。図34に示す例では、スキャンチェイン6Hの先頭にseqSFF70が配置され、その後段にseqSFF60と2つのノーマルFFからなるシフトレジスタ構造が配置され、その後段にseqSFF60が接続されている。
In the semiconductor device 1H, at least one scan chain 6H among the plurality of scan chains includes seqSFF60 and seqSFF70. In the example shown in FIG. 34, a
seqSFF60としては、図16に示した構成のものが用いられる。なお、図34に示す例ではseqSFF60が用いられているが、seqSFF60の代わりに図21に示した真理値表の機能を満たす他の構成のseqSFFを用いてもよい。seqSFF70以外の構成については、図33で説明したものと同一のため、詳細な説明は省略する。
As the
なお、他のスキャンチェインでは、先頭にSFFが配置され、その後段にSFF、2つのノーマルFF、SFFが順に接続されている。すなわち、他のスキャンチェインにはシフトレジスタが含まれている。しかしながら、これに限定されるものではなく、すべてのスキャンチェインに、seqSFF60、seqSFF70が含まれるようにしてもよい。 In other scan chains, an SFF is arranged at the head, and an SFF, two normal FFs, and an SFF are sequentially connected to the subsequent stage. That is, the other scan chain includes a shift register. However, the present invention is not limited to this, and all the scan chains may include seqSFF60 and seqSFF70.
実施の形態9に係る半導体装置1Hでは、クロックシーケンシャルテストにおいて、最後段のseqSFF60に伝搬された故障を、スキャンチェイン6H上で保持可能である。図34に示すように、seqSFF70は、ANDゲート71、XORゲート72、MUX73、FF74、データ入力端子DATA、データ入力端子DATA2、テストイネーブル入力端子SEQ_TEST_EN、スキャンイン端子SIN、制御入力端子SMC、クロック端子CLK、データ出力端子Qを有している。
In the semiconductor device 1H according to the ninth embodiment, the failure propagated to the last-
seqSFF70の出力は、その後段のseqSFF60のスキャンイン端子SINに接続されている。最後段のseqSFF60の出力は、seqSFF70のデータ入力端子DATA2に接続される。seqSFF70は、seqSFF60と同様に、1回のキャプチャ動作期間において、複数のキャプチャクロックのそれぞれでDUT2からの演算結果を取り込むことが可能である。
The output of the
データ入力端子DATAには、キャプチャ動作期間に、DUT2からの演算結果が入力される。また、データ入力端子DATA2には、キャプチャ動作期間に、最後段のseqSFF60が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果が入力される。すなわち、seqSFF70は、2系統のデータ入力端子を有している。
The data input terminal DATA receives the calculation result from the
ANDゲート71は、データ入力端子DATA2から入力される信号と、テストイネーブル信号との論理積を出力する。XORゲート72は、データ入力端子DATAから入力される信号と、ANDゲート71から入力される論理積とを受信し、排他論理和を出力する。 The AND gate 71 outputs a logical product of the signal input from the data input terminal DATA2 and the test enable signal. The XOR gate 72 receives the signal input from the data input terminal DATA and the logical product input from the AND gate 71, and outputs an exclusive OR.
MUX73は、スキャンイン端子SINから入力される信号と、XORゲート72から出力される信号とを受信する。MUX73は、制御入力端子SMCから入力されるスキャンイネーブル信号に応じて、スキャンシフト動作とキャプチャ動作とを切り替える。図34に示す例では、MUX73は、スキャンイネーブル信号がハイ(1)の時に、スキャンイン端子SINからの入力が有効となる。また、MUX73は、スキャンイネーブル信号がロウ(0)の時に、XORゲート72からの出力が有効となる。
The
FF74は、クロック端子CLKから入力されるクロック信号(clock2)に応じて、MUX73から出力される値を取り込み、データ出力端子Qから後段のseqSFF60のスキャンイン端子SINに出力する。
The
seqSFF70は、スキャンイネーブル信号=1の時にスキャンイン端子SINの値を取り込む。また、seqSFF70は、テストイネーブル信号=0かつスキャンイネーブル信号=0の時、データ入力端子DATAからの値を取り込む。テストイネーブル信号=1かつスキャンイネーブル信号=0の時は、第1キャプチャクロックに続く第2キャプチャクロックで、データ入力端子DATAの値とデータ入力端子DATA2の値の排他論理和が取り込まれる。
The
すなわち、seqSFF70は、データ入力端子DATAと、データ入力端子DATA2の両方に到達した故障を同時に取り込むことができる。従って、スキャンチェイン6Hの最後段のseqSFF60が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで最前段のseqSFF70に伝搬される。
In other words, the
このように、実施の形態9に係る半導体装置1Hでは、クロックシーケンシャルテストにおいて1回のキャプチャ動作期間に複数のキャプチャクロックを印加した場合でも、あるキャプチャクロックでスキャンチェイン6Hの最後段のseqSFF60に取り込まれた故障が、次のキャプチャクロックで最前段のseqSFF70へ伝搬され、消失しない。
As described above, in the semiconductor device 1H according to the ninth embodiment, even when a plurality of capture clocks are applied during one capture operation period in the clock sequential test, they are taken into the
実施の形態5〜8の構成では、クロックシーケンシャルテストにおいて、あるキャプチャクロックで、スキャンチェインの最後段のseqSFF60に取り込まれた演算結果は、次のキャプチャサイクルで伝搬先がなく消失してしまう。
In the configurations of the fifth to eighth embodiments, in the clock sequential test, the operation result captured in the
しかしながら、実施の形態9のように、図34に示す回路構成を用いると、最後段のseqSFF60に取り込まれた演算結果は、次キャプチャサイクルのキャプチャクロックで最前段のseqSFF70へと伝搬でき、消失を防ぐことができる。結果として、のキャプチャ動作期間中にキャプチャクロックを複数回印加したとき、検出可能な故障数が増え、テスト時間の短縮・故障検出率の向上が可能となる。
However, as in the ninth embodiment, when the circuit configuration shown in FIG. 34 is used, the operation result captured in the last-
なお、seqSFF2としては、図34に示したseqSFF70の論理構造に限定されるものではない。seqSFF70の構成は、図35に示すシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップの概略構成で、図36に示す真理値表に示す機能を満たすものであれば、どのような構成でも構わない。
Note that seqSFF2 is not limited to the logical structure of seqSFF70 shown in FIG. The configuration of the
すなわち、スキャンイネーブル信号=0かつテストイネーブル信号=0では、データ入力端子DATAの値が取り込まれる。スキャンイネーブル信号=0かつテストイネーブル信号=1では、データ入力端子DATAとデータ入力端子DATA2の値の排他的論理和
スキャンイネーブル信号=1では、テストイネーブル信号の値にかかわらず、スキャンイン端子SINの値(SIN)又はスキャンイン端子SINの値の否定
実施の形態10.
実施の形態10に係るシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ(seqSFF)を挿入した半導体装置について、図37を参照して説明する。図37は、実施の形態10に係るseqSFFを挿入した半導体装置1Iの構成を示す図である。図37に示すように、半導体装置1Iは、DUT2、PRPG3、MISR4I、LBISTコントローラ5、seqSFF60、を備えている。半導体装置1Iでは、クロックシーケンシャルテストにおいて、最後段のseqSFF60に伝搬された故障を、MISR4Iで保持可能である。
A semiconductor device in which the sequential test scan flip-flop (seqSFF) according to the tenth embodiment is inserted will be described with reference to FIG. FIG. 37 is a diagram showing a configuration of the semiconductor device 1I in which the seqSFF according to the tenth embodiment is inserted. As shown in FIG. 37, the semiconductor device 1I includes a
半導体装置1Iにおいて、複数のスキャンチェインのうち少なくとも1つのスキャンチェイン6Iは、seqSFF60、ノーマルFFとで構成されている。図37に示す例では、スキャンチェイン6Iの先頭にseqSFF60が配置され、その後段にseqSFF60と2つのノーマルFFとからなるシフトレジスタ構造が配置され、その後段にseqSFF60が接続されている。
In the semiconductor device 1I, at least one scan chain 6I among the plurality of scan chains is composed of a
観測用SFF30としては、図16に示した構成のものが用いられる。なお、図34に示す例ではseqSFF60が用いられているが、seqSFF60の代わりに図21に示した真理値表の機能を満たす他の構成のseqSFFを用いてもよい。他のスキャンチェインでは、先頭にSFFが配置され、その後段にSFF、2つのノーマルFF、SFFが順に接続されている。スキャンチェインの構成については、図33の例と同一であるため、詳細な説明は省略する。
As the
スキャンチェイン6Iの最後段のseqSFF60が第1キャプチャクロックでキャプチャした第1演算結果は、第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックでMISR4Iに伝搬される。なお、図37に示す例では、MISR4Iには、クロック信号(clock2)が入力されている。MISR4Cは、クロック信号(clock2)に同期して、最後段のseqSFF60から出力される値を取り込む。
The first operation result captured by the
通常のスキャンテストでは、キャプチャ動作期間中のスキャンチェインの最終段フリップフロップの出力を観測する必要がない。このため、通常MISRは、キャプチャ動作期間中最終段フリップフロップの出力値を取り込む機能を持たない。 In a normal scan test, it is not necessary to observe the output of the last stage flip-flop of the scan chain during the capture operation period. For this reason, the normal MISR does not have a function of capturing the output value of the final stage flip-flop during the capture operation period.
実施の形態10では、MISR4Iは、キャプチャ動作期間中もクロックが供給されて動作する。これにより、MISR4Iは、クロックシーケンシャルテストの複数キャプチャクロック印加時にも、スキャンチェイン6Iの最終段のseqSFF60の出力値を取り込むことができる。
In the tenth embodiment, MISR 4I operates with a clock supplied even during the capture operation period. Thus, MISR 4I can capture the output value of
このように、各キャプチャサイクルで、最後段のseqSFF60に到達した故障をMISR4Iで取り込むことができ、故障を消失させることなく観測できる。これにより、クロックシーケンシャルテストの1つのキャプチャ動作期間中に検出可能な故障数を増加させることができ、テスト時間の削減を図ることが可能となる。
In this way, in each capture cycle, the fault that has reached the last-
実施の形態に係る設計装置200について、図38、39を参照して説明する。図38は、実施の形態5〜10に係る半導体装置を設計する設計装置200の構成を示す図である。図39は、実施の形態に係る半導体装置の設計フローを示す図である。設計装置200は、上述したseqSFFを用いた、クロックシーケンシャルテストの効率の高い半導体装置を設計するものである。
A
設計装置200は、演算処理装置210、記憶装置220、制御入力装置230、表示出力装置231を有する。制御入力装置230、表示出力装置231は、図12で説明した、制御入力装置130、表示出力装置131と同様の構成であるため、説明を適宜省略する。
The
演算処理装置210は、半導体装置1D〜1Iの設計に必要なプログラムをロードして設計に必要な各機能プロセスを実行可能な装置であり、CPUやメモリ等を含む。演算処理装置210は、スキャン化プログラム212を有している。スキャン化プログラム212は、一般的なスキャン化の機能に加えて、スキャン化対象ユーザFFの中から、図21の真理値表の機能を満たすseqSFFに置換することで、クロックックシーケンシャルテスト適用時の効果が高くなるユーザFFを選定する機能を持つ。
The
記憶装置220は、機能ライブラリ222、テスト制約DB223、スキャン化ネットリスト226を有している。記憶装置220は、ライブラリやネットリストの情報を保存するHDDディスクやメモリなどの記憶媒体を指す。
The
ネットリスト221には、上述したseqSFFのセル情報の他、ANDゲート、ORゲート、XORゲート等のセル情報、端子間の接続情報等が記憶されている。機能ライブラリ222には、セルの機能等が記憶されている。テスト制約DB223には、テスト時の回路動作に必要な情報が格納されている。
In addition to the above-described seqSFF cell information, the
設計装置200は、演算処理装置210のスキャン化プログラム212を使用し、記憶装置220のネットリスト221や機能ライブラリ222、テスト制約DB223を参照して、実施の形態5〜10で説明したseqSFFを挿入した半導体装置を生成する。
The
ここで、図39を参照して、半導体装置の設計フローについて説明する。図39に示すように、まずネットリスト221、機能ライブラリ222、テスト制約DB223に所定の情報が入力される(ステップS31)。その後、入力された情報を解析することにより、回路情報、テスト制約情報が識別される(ステップS32)。ここでは、回路内のスキャン化可能ユーザFFや、テスト制約情報等が取得される。そして、回路構造からシフトレジスタ構造を有するユーザFFが識別される(ステップS33)。
Here, a design flow of the semiconductor device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 39, first, predetermined information is input to the
そして、識別したスキャン化可能なユーザFFの情報に基づき、面積オーバーヘッドを考慮して、seqSFFに置換するユーザFFを任意の指定数分だけ選定して、seqSFFへの置換対象候補を決定する(ステップS34)。seqSFFへの置換対象候補の選定アルゴリズムは、例えば、置換対象ユーザFFの入力論理コーン上の可観測故障数の極大化を求める問題等に帰着させることができる。 Then, based on the information of the identified scannable user FFs, the area overhead is taken into consideration, the user FFs to be replaced with the seqSFF are selected by an arbitrary designated number, and the replacement target candidates for the seqSFF are determined (step S34). The algorithm for selecting a replacement target candidate for seqSFF can be reduced to, for example, a problem of maximizing the number of observable faults on the input logic cone of the replacement target user FF.
seqSFFへの置換対象候補を決定し終えたら、seqSFF置換対象ユーザFFをseqSFFに置換し、それに後続するシフトレジスタ構造を用いてスキャンチェインを構築する(ステップS35)。そして、それ以外のユーザFFについてもSFFに置換してスキャンチェインを構築する(ステップS36)。これにより、seqSFFを挿入したスキャン化ネットリストが出力され(ステップS37)、ネットリストの生成処理が終了する。図38に示す設計装置200を用いることで、シーケンシャルテストの効率の高い回路構造を持つスキャン化ネットリストを生成することができる。
When the candidate for replacement with seqSFF has been determined, the seqSFF replacement target user FF is replaced with seqSFF, and a scan chain is constructed using the subsequent shift register structure (step S35). The other user FFs are also replaced with SFFs to construct a scan chain (step S36). As a result, the scanned netlist with the seqSFF inserted is output (step S37), and the netlist generation process ends. By using the
このようにして生成されたスキャン化ネットリストを用いることにより、クロックシーケンシャルテストの1つのキャプチャ動作期間中に検出可能な故障数を増加させ、テスト実行時間の削減を図ることが可能な半導体装置を設計することが可能となる。 A semiconductor device capable of increasing the number of faults that can be detected during one capture operation period of the clock sequential test and reducing the test execution time by using the scanned netlist generated in this way. It becomes possible to design.
なお、以降の工程として、一般的な圧縮回路付加プログラムで圧縮スキャン回路又はLBIST回路の付加を行い、一般的なテスト生成プログラムでクロックシーケンシャルテストパタンの生成を行う。これにより,図31に示すようなテスト時間削減効果が得られる。 As subsequent steps, a compression scan circuit or LBIST circuit is added by a general compression circuit addition program, and a clock sequential test pattern is generated by a general test generation program. Thereby, the test time reduction effect as shown in FIG. 31 is obtained.
なお、上述した実施の形態は、適宜組み合わせることが可能である。例えば、上述したテストポイント回路とシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップの両方を挿入した半導体装置を構成することも可能である。図40に、テストポイント回路20とseqSFF60とを挿入した半導体装置の構成例を示す。
Note that the above-described embodiments can be combined as appropriate. For example, it is possible to configure a semiconductor device in which both the test point circuit and the sequential test scan flip-flop described above are inserted. FIG. 40 shows a configuration example of a semiconductor device in which the
図40に示すように、複数のスキャンチェインのうち、少なくとも1つは、観測用SFF20のみにより構成されている。また、他のスキャンチェインの少なくとも1つは、seqSFF60のみにより構成されている。図40に示す例では、1つのスキャンチェインにおいて5つの観測用SFF20がシリアルに接続されている。また、他の1つのスキャンチェインにおいて5つのseqSFF60がシリアルに接続されている。
As shown in FIG. 40, at least one of the plurality of scan chains is composed of only the
このように、観測用SFF20とseqSFF60とを挿入することにより、クロックシーケンシャルテストを行う際に、テストポイント挿入による面積オーバーヘッドの増大を抑制するとともに、テスト時間を短縮しつつ、故障検出率を高くすることが可能となる。
In this way, by inserting the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
1 半導体装置
1A〜1I 半導体装置
2 DUT
3 PRPG
4 MISR
4C MISR
4I MISR
5 LBISTコントローラ
6A〜6I スキャンチェイン
7A〜7D シフトレジスタ構造
8 シフトレジスタ
10 SFF
11 MUX
12 FF
20 観測用SFF
21 XORゲート
22 MUX
23 FF
30 観測用SFF
31 NORゲート
32 XORゲート
33 FF
40 観測用SFF
41 XORゲート
42 MUX
43 FF
50 観測用SFF
51 XORゲート
52 MUX
53 FF
60 seqSFF
60A〜60C seqSFF
61 NORゲート
62 NANDゲート
63 XORゲート
64 FF
65 ORゲート
66 ORゲート
67 XORゲート
68 MUX
69 MUX
70 seqSFF
71 ANDゲート
72 XORゲート
73 MUX
74 FF
SEQ_TEST_EN テストイネーブル入力端子
100 設計装置
110 演算処理装置
111 テストポイント挿入プログラム
112 スキャン化プログラム
120 記憶装置
121 ネットリスト
122 機能ライブラリ
123 テスト制約DB
124 テストポイント挿入済ネットリスト
125 テストポイント挿入情報DB
126 スキャン化ネットリスト
130 制御入力装置
131 表示出力装置
200 設計装置
210 演算処理装置
212 スキャン化プログラム
220 記憶装置
221 ネットリスト
222 機能ライブラリ
223 テスト制約DB
226 スキャン化ネットリスト
230 制御入力装置
231 表示出力装置
DATA データ入力端子
SIN スキャンイン端子
SMC 制御入力端子
CLK クロック端子
Q データ出力端子
DESCRIPTION OF
3 PRPG
4 MISR
4C MISR
4I MISR
5
11 MUX
12 FF
20 SFF for observation
21
23 FF
30 SFF for observation
31 NOR
40 SFF for observation
41
43 FF
50 SFF for observation
51
53 FF
60 seqSFF
60A-60C seqSFF
61 NOR
65 OR
69 MUX
70 seqSFF
71 AND gate 72
74 FF
SEQ_TEST_EN Test enable
124 Test point inserted
126 Scanned
226 Scanned
Claims (28)
複数の前記テストポイント回路は、スキャンチェインを構成し、
クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、第1キャプチャクロックで、前記スキャンチェインの前段のテストポイント回路又は最後段のテストポイント回路がキャプチャした第1演算結果を、前記第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで取り込む、
テストポイント回路。 A test point circuit inserted in a combinational circuit that outputs a calculation result in response to a test signal scanned in;
The plurality of test point circuits constitute a scan chain,
In one capture operation period of the clock sequential test, the first operation result captured by the test point circuit in the previous stage or the test point circuit in the last stage of the scan chain with the first capture clock is obtained after the first capture clock. Capture with the second capture clock of
Test point circuit.
前記組合せ回路からの演算結果が入力されるデータ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間において、前記データ入力端子に入力された演算結果と前記スキャンイン端子に入力された前記第1演算結果とを受信し、排他論理和を出力するXORゲートと、
前記排他論理和を前記第2キャプチャクロックで取り込むフリップフロップと、
を備える、
請求項1に記載のテストポイント回路。 A scan-in terminal to which the test signal is input during a scan shift operation period, and the first calculation result captured by a test point circuit in the previous stage of the scan chain is input during the capture operation period;
A data input terminal to which an operation result from the combinational circuit is input;
An XOR gate that receives an operation result input to the data input terminal and the first operation result input to the scan-in terminal and outputs an exclusive OR in the capture operation period;
A flip-flop that captures the exclusive OR with the second capture clock;
Comprising
The test point circuit according to claim 1.
前記組合せ回路からの演算結果が入力されるデータ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間において、前記データ入力端子に入力された演算結果と前記スキャンシフト動作から前記キャプチャ動作へ切替える制御信号とを受信して、否定論理和を出力するNORゲートと、
前記スキャンイン端子に入力された前記第1演算結果と、前記否定論理和とを受信して、排他論理和を出力するXORゲートと、
前記XORゲートから入力される前記排他論理和を前記第2キャプチャクロックで取り込むフリップフロップと、
を備える、
請求項1に記載のテストポイント回路。 A scan-in terminal to which the test signal is input during a scan shift operation period, and the first calculation result captured by a test point circuit in the previous stage of the scan chain is input during the capture operation period;
A data input terminal to which an operation result from the combinational circuit is input;
A NOR gate that receives a calculation result input to the data input terminal and a control signal for switching from the scan shift operation to the capture operation in the capture operation period and outputs a negative OR;
An XOR gate that receives the first operation result input to the scan-in terminal and the negative logical sum and outputs an exclusive logical sum;
A flip-flop that captures the exclusive OR input from the XOR gate with the second capture clock;
Comprising
The test point circuit according to claim 1.
前記組合せ回路からの演算結果が入力される第1データ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間に前記スキャンチェインの最後段のテストポイント回路がキャプチャした前記第1演算結果が入力される第2データ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間において、前記第1データ入力端子に入力された演算結果と前記第2データ入力端子に入力された前記第1演算結果とを受信し、排他論理和を出力するXORゲートと、
前記排他論理和を前記第2キャプチャクロックで取り込むフリップフロップと、
を備える、
請求項1に記載のテストポイント回路。 A scan-in terminal to which the test signal is input during a scan shift operation period;
A first data input terminal to which an operation result from the combinational circuit is input;
A second data input terminal to which the first operation result captured by the test point circuit at the last stage of the scan chain is input during the capture operation period;
An XOR gate that receives an operation result input to the first data input terminal and the first operation result input to the second data input terminal and outputs an exclusive OR in the capture operation period;
A flip-flop that captures the exclusive OR with the second capture clock;
Comprising
The test point circuit according to claim 1.
前記組合せ回路中に挿入される複数のテストポイント回路と、
を備え、
複数の前記テストポイント回路は、スキャンチェインを構成し、
前記スキャンチェインは、
クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、
第1キャプチャクロックで、第1演算結果をキャプチャする第1テストポイント回路と、
前記第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで、前記第1テストポイント回路でキャプチャされた前記第1演算結果を取り込む、第2テストポイント回路と、
を含む、
半導体装置。 A combinational circuit that outputs a calculation result according to a test signal scanned in;
A plurality of test point circuits inserted into the combinational circuit;
With
The plurality of test point circuits constitute a scan chain,
The scan chain is
In one capture operation period of the clock sequential test,
A first test point circuit for capturing a first operation result with a first capture clock;
A second test point circuit for capturing the first operation result captured by the first test point circuit at a second capture clock after the first capture clock;
including,
Semiconductor device.
請求項5に記載の半導体装置。 The second test point circuit is provided at a subsequent stage of the first test point circuit.
The semiconductor device according to claim 5.
前記第1テストポイント回路は、前記スキャンチェインの最前段に設けられており、
前記第3テストポイント回路は、前記第1キャプチャクロックで第2演算結果をキャプチャし、
前記第1テストポイント回路は、前記第2キャプチャクロックで、前記第3テストポイント回路でキャプチャされた前記第2演算結果を受信する、
請求項6に記載の半導体装置。 A third test point circuit provided at the last stage of the scan chain;
The first test point circuit is provided in the forefront stage of the scan chain,
The third test point circuit captures a second operation result with the first capture clock;
The first test point circuit receives the second operation result captured by the third test point circuit at the second capture clock;
The semiconductor device according to claim 6.
前記第2テストポイント回路は、前記スキャンチェインの最前段に設けられている、
請求項5に記載の半導体装置。 The first test point circuit is provided at the last stage of the scan chain,
The second test point circuit is provided in the forefront stage of the scan chain.
The semiconductor device according to claim 5.
前記圧縮器は、前記第1キャプチャクロックで前記スキャンチェインの最後段に設けられたテストポイント回路がキャプチャした演算結果を、前記第2キャプチャクロックで取り込む、
請求項5に記載の半導体装置。 A compressor for compressing a response result output from the scan chain;
The compressor captures an operation result captured by a test point circuit provided at the last stage of the scan chain with the first capture clock with the second capture clock.
The semiconductor device according to claim 5.
スキャンシフト動作期間に前記テスト信号が入力され、前記キャプチャ動作期間に前記スキャンチェインの前段のテストポイント回路がキャプチャした前記第1演算結果が入力されるスキャンイン端子と、
前記組合せ回路からの演算結果が入力されるデータ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間において、前記データ入力端子に入力された演算結果と前記スキャンイン端子に入力された前記第1演算結果とを受信し、排他論理和を出力するXORゲートと、
前記排他論理和を前記第2キャプチャクロックで取り込むフリップフロップと、
を備える、
請求項5に記載の半導体装置。 The second test point circuit includes:
A scan-in terminal to which the test signal is input during a scan shift operation period, and the first calculation result captured by a test point circuit in the previous stage of the scan chain is input during the capture operation period;
A data input terminal to which an operation result from the combinational circuit is input;
An XOR gate that receives an operation result input to the data input terminal and the first operation result input to the scan-in terminal and outputs an exclusive OR in the capture operation period;
A flip-flop that captures the exclusive OR with the second capture clock;
Comprising
The semiconductor device according to claim 5.
スキャンシフト動作期間に前記テスト信号が入力され、前記キャプチャ動作期間に前記スキャンチェインの前段のテストポイント回路がキャプチャした前記第1演算結果が入力されるスキャンイン端子と、
前記組合せ回路からの演算結果が入力されるデータ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間において、前記データ入力端子に入力された演算結果と前記スキャンシフト動作から前記キャプチャ動作へ切替える制御信号とを受信して、否定論理和を出力するNORゲートと、
前記スキャンイン端子に入力された前記第1演算結果と、前記否定論理和とを受信して、排他論理和を出力するXORゲートと、
前記XORゲートから入力される前記排他論理和を前記第2キャプチャクロックで取り込むフリップフロップと、
を備える、
請求項5に記載の半導体装置。 The second test point circuit includes:
A scan-in terminal to which the test signal is input during a scan shift operation period, and the first calculation result captured by a test point circuit in the previous stage of the scan chain is input during the capture operation period;
A data input terminal to which an operation result from the combinational circuit is input;
A NOR gate that receives a calculation result input to the data input terminal and a control signal for switching from the scan shift operation to the capture operation in the capture operation period and outputs a negative OR;
An XOR gate that receives the first operation result input to the scan-in terminal and the negative logical sum and outputs an exclusive logical sum;
A flip-flop that captures the exclusive OR input from the XOR gate with the second capture clock;
Comprising
The semiconductor device according to claim 5.
スキャンシフト動作期間に前記テスト信号が入力されるスキャンイン端子と、
前記組合せ回路からの演算結果が入力される第1データ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間に前記スキャンチェインの最後段のテストポイント回路前記第1演算結果が入力される第2データ入力端子と、
前記キャプチャ動作期間において、前記第1データ入力端子に入力された演算結果と前記第2データ入力端子に入力された前記第1演算結果とを受信し、排他論理和を出力するXORゲートと、
前記排他論理和を前記第2キャプチャクロックで取り込むフリップフロップと、
を備える、
請求項5に記載の半導体装置。 The second test point circuit includes:
A scan-in terminal to which the test signal is input during a scan shift operation period;
A first data input terminal to which an operation result from the combinational circuit is input;
A test point circuit at the last stage of the scan chain during the capture operation period; a second data input terminal to which the first calculation result is input;
An XOR gate that receives an operation result input to the first data input terminal and the first operation result input to the second data input terminal and outputs an exclusive OR in the capture operation period;
A flip-flop that captures the exclusive OR with the second capture clock;
Comprising
The semiconductor device according to claim 5.
請求項5に記載の半導体装置。 A pseudo random number generator provided on the input side of the scan chain and supplying a pseudo random number as the test signal;
The semiconductor device according to claim 5.
前記半導体装置は、
スキャンインされるテスト信号に応じて演算結果を出力する組合せ回路と、
前記組合せ回路中に挿入される複数のテストポイント回路と、
を備え、
複数の前記テストポイント回路は、スキャンチェインを構成し、
前記スキャンチェインは、
クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、
第1キャプチャクロックで、第1演算結果をキャプチャする第1テストポイント回路と、
前記第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで、前記第1テストポイント回路でキャプチャされた前記第1演算結果を取り込む、第2テストポイント回路と、
を含み、
前記演算処理装置は、ネットリストを参照して前記半導体装置を生成する回路生成処理を実行する、
設計装置。 A semiconductor device design apparatus including an arithmetic processing unit capable of executing predetermined processing according to a preset program,
The semiconductor device includes:
A combinational circuit that outputs a calculation result according to a test signal scanned in;
A plurality of test point circuits inserted into the combinational circuit;
With
The plurality of test point circuits constitute a scan chain,
The scan chain is
In one capture operation period of the clock sequential test,
A first test point circuit for capturing a first operation result with a first capture clock;
A second test point circuit for capturing the first operation result captured by the first test point circuit at a second capture clock after the first capture clock;
Including
The arithmetic processing unit executes a circuit generation process for generating the semiconductor device with reference to a net list.
Design equipment.
前記組合せ回路からの演算結果が所定の論理状態になる確率を解析する解析処理を実行し、
前記解析処理の結果に基づき、テストポイント回路の挿入位置を選定し、
選定された前記挿入位置に前記第1テストポイント回路及び前記第2テストポイント回路を挿入し、
前記第1テストポイント回路と前記第2テストポイント回路とを用いて、前記スキャンチェインを構成する、
請求項14に記載の設計装置。 The arithmetic processing unit includes:
Performing an analysis process for analyzing a probability that an operation result from the combinational circuit becomes a predetermined logic state;
Based on the result of the analysis process, the insertion position of the test point circuit is selected,
Inserting the first test point circuit and the second test point circuit at the selected insertion position;
The scan chain is configured using the first test point circuit and the second test point circuit.
The design apparatus according to claim 14.
前記スキャンチェインにおいて、前記第2テストポイント回路を前記第1テストポイント回路の後段に接続する処理を実行する、
請求項14に記載の設計装置。 The arithmetic processing unit includes:
In the scan chain, a process of connecting the second test point circuit to a subsequent stage of the first test point circuit is executed.
The design apparatus according to claim 14.
前記第1及び第2テストポイント回路とともに、前記スキャンチェインを構成し、前記第2キャプチャクロックで、第2演算結果をキャプチャする第3テストポイント回路をさらに含み、
前記演算処理装置は、
前記第1テストポイント回路が前記第2演算結果を受信するよう、前記第1テストポイント回路を前記スキャンチェインの最前段に、前記第3テストポイント回路を前記スキャンチェインの最後段に接続する処理を実行する、
請求項14に記載の設計装置。 The semiconductor device includes:
A third test point circuit that configures the scan chain together with the first and second test point circuits and captures a second operation result with the second capture clock;
The arithmetic processing unit includes:
A process of connecting the first test point circuit to the forefront stage of the scan chain and the third test point circuit to the last stage of the scan chain so that the first test point circuit receives the second operation result. Run,
The design apparatus according to claim 14.
前記第1テストポイント回路を前記スキャンチェインの最後段に、前記第2テストポイント回路を前記スキャンチェインの最前段に接続する処理を実行する、
請求項14に記載の設計装置。 The arithmetic processing unit includes:
Executing a process of connecting the first test point circuit to the last stage of the scan chain and connecting the second test point circuit to the front stage of the scan chain;
The design apparatus according to claim 14.
請求項14に記載の設計装置。 The arithmetic processing unit executes a process of inserting a compressor for compressing a response result output from the scan chain on the output side of the test point circuit provided in the last stage of the scan chain.
The design apparatus according to claim 14.
請求項19に記載の設計装置。 The compressor captures an operation result captured by a test point circuit provided at the last stage of the scan chain with the first capture clock with the second capture clock.
The design apparatus according to claim 19.
前記シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップは、
テストイネーブル信号が入力されるテストイネーブル入力端子を備え、
前記テストイネーブル信号に応じて、クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間において、
第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで、前記スキャンチェインにおける当該シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップの前段又は前記スキャンチェインの最後段の第1セルが前記第1キャプチャクロックでキャプチャした前記組み合わせ回路からの第1演算結果を取り込む、
シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ。 A scan flip-flop for a sequential test that can switch between a scan shift operation that constitutes a scan chain and operates as a shift register, and a capture operation that captures an operation result from a combinational circuit,
The sequential test scan flip-flop
A test enable input terminal for inputting a test enable signal is provided.
In response to the test enable signal, in one capture operation period of the clock sequential test,
From the combination circuit captured by the first capture clock by the first cell at the last stage of the scan chain in the scan chain or at the last stage of the scan chain at the second capture clock after the first capture clock. The first calculation result of
Scan flip-flop for sequential test.
前記第2キャプチャクロックで、前記第1演算結果と当該シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップがキャプチャする前記組み合わせ回路からの第2演算結果との排他的論理和又は否定排他的論理和を取り込む、
請求項21に記載のシーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップ。 The sequential test scan flip-flop
In the second capture clock, an exclusive OR or a negative exclusive OR of the first operation result and the second operation result from the combinational circuit captured by the sequential test scan flip-flop is captured.
The sequential test scan flip-flop according to claim 21.
前記スキャンチェイン内の前記第1セル及び前記シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップをシフトレジスタとして動作させるスキャンシフト動作と、前記組み合わせ回路からの演算結果をキャプチャするキャプチャ動作とを切り替え可能な半導体装置であって、
前記第1セルは、
クロックシーケンシャルテストの1回のキャプチャ動作期間における第1キャプチャクロックで、第1演算結果をキャプチャし、
前記シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップは、
テストイネーブル信号が入力されるテストイネーブル入力端子を備え、
前記テストイネーブル信号に応じて、前記第1キャプチャクロックの後の第2キャプチャクロックで、前記第1演算結果を取り込む、
半導体装置。 A scan chain including the sequential test scan flip-flop according to claim 21 and a first cell, and a combinational circuit,
A semiconductor device capable of switching between a scan shift operation for operating the first cell in the scan chain and the scan flip-flop for sequential test as a shift register and a capture operation for capturing a calculation result from the combinational circuit. ,
The first cell is
Capture the first operation result with the first capture clock in one capture operation period of the clock sequential test,
The sequential test scan flip-flop
A test enable input terminal for inputting a test enable signal is provided.
In response to the test enable signal, the first operation result is captured at a second capture clock after the first capture clock.
Semiconductor device.
請求項23に記載の半導体装置。 The sequential test scan flip-flop is an exclusive OR or negation of the first operation result and the second operation result from the combinational circuit captured by the sequential test scan flip-flop at the second capture clock. Incorporating exclusive OR
24. The semiconductor device according to claim 23.
前記スキャンチェインにおいて、前記第1セルの後段に前記シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップが接続される、
請求項23に記載の半導体装置。 The first cell is a scan flip-flop;
In the scan chain, the sequential test scan flip-flop is connected to the subsequent stage of the first cell.
24. The semiconductor device according to claim 23.
請求項23に記載の半導体装置。 The first cell has a configuration similar to the sequential test scan flip-flop,
24. The semiconductor device according to claim 23.
前記シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップと同様の構成を有する第2セルと、
前記第2セルがキャプチャする前記組み合わせ回路からの第3演算結果をそのまま取り込むフリップフロップと、
を含むシフトレジスタ構造をさらに備える、
請求項23に記載の半導体装置。 The scan chain is
A second cell having the same configuration as the sequential test scan flip-flop;
A flip-flop that directly captures the third operation result from the combinational circuit captured by the second cell;
Further comprising a shift register structure comprising:
24. The semiconductor device according to claim 23.
前記圧縮器は、前記第1キャプチャクロックで前記スキャンチェインの最後段に設けられた前記シーケンシャルテスト用スキャンフリップフロップがキャプチャした演算結果を、前記第2キャプチャクロックで観測する、
請求項25に記載の半導体装置。 A compressor for compressing a response result output from the scan chain;
The compressor observes the operation result captured by the sequential test scan flip-flop provided at the last stage of the scan chain with the first capture clock with the second capture clock.
The semiconductor device according to claim 25.
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