JP2017106826A - Scan test circuit generation device and scan test circuit generation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スキャンテスト回路生成装置およびスキャンテスト回路生成方法に関する。 The present invention relates to a scan test circuit generation device and a scan test circuit generation method.
半導体集積回路のテストを容易にする設計技術(DFT:Design For Testability)の一手法として、フリップフロップ(以下「FF」ともいう。)に対して値の設定および読み出しを可能とする回路を付加するスキャン方式がある。スキャン方式の1つに、値の設定および読み出しの対象となるFFをスキャン可能な構造に修正(以下「スキャン化」ともいう。)し、スキャン化されたFF(スキャンフリップフロップ、以下「SFF」ともいう。)をチェーン状に接続したスキャンチェーンを構成するシフトスキャン方式がある。図4(b)はシフト構成のFFをスキャン化したスキャンテスト回路を構成する例であり、詳細は後述する。 As a design technique (DFT: Design For Testability) that facilitates testing of a semiconductor integrated circuit, a circuit that allows setting and reading of a value to a flip-flop (hereinafter also referred to as “FF”) is added. There is a scanning method. As one of the scanning methods, a FF that is a target for setting and reading a value is corrected to a scannable structure (hereinafter also referred to as “scanning”), and the scanned FF (scan flip-flop, hereinafter referred to as “SFF”) is scanned. There is also a shift scan method in which a scan chain is connected in a chain shape. FIG. 4B shows an example of configuring a scan test circuit in which a shift-structured FF is scanned, details of which will be described later.
FFが連続して接続されたシフト構成の回路をスキャン化する場合、先頭と最後尾のFFのみをスキャン化し、その間のFFのスキャン化を行わないようにすることにより、テスト回路の増加を抑制可能なことが知られている。図5は先頭と最後尾のFFのみをスキャン化したスキャンテスト回路を構成する例であり、詳細は後述する。 When scanning a circuit with a shift configuration in which FFs are connected in series, only the first and last FFs are scanned and the FFs are not scanned between them, thereby suppressing the increase in test circuits. It is known to be possible. FIG. 5 shows an example of configuring a scan test circuit in which only the first and last FFs are scanned, details of which will be described later.
特許文献1には、スキャンフリップフロップとフリップフロップとを備え、フリップフロップに入力するデータをキャプチャ動作時とシフト動作時および通常動作時とで切り替えるセレクタを備えたスキャンテスト回路が記載されている。
FFの構成は、連続して接続された完全なシフト構成に限られない。例えば前段の出力の他に別の論理回路の出力が入力される分岐した構成を取る場合がある。このような構成をスキャン化するときは、完全なシフト構成ではないため、含まれるすべてのFFがスキャン化され、その結果回路規模が増加するという問題が生ずる。 The configuration of the FF is not limited to a complete shift configuration connected in series. For example, there may be a branched configuration in which the output of another logic circuit is input in addition to the output of the previous stage. When scanning such a configuration, since it is not a complete shift configuration, all the included FFs are scanned, resulting in a problem that the circuit scale increases.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、途中に分岐を有するシフト構成のFFをスキャン化したスキャンテスト回路を生成するときに、回路規模の増加を抑制可能なスキャンテスト回路生成装置およびスキャンテスト回路生成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress an increase in circuit scale when generating a scan test circuit in which a FF having a shift structure having a branch in the middle is scanned. An object of the present invention is to provide a scan test circuit generation device and a scan test circuit generation method.
上述した課題を解決するために、本発明にかかるスキャンテスト回路生成装置は、
複数のフリップフロップで構成される回路を解析する回路解析手段と、
前記フリップフロップの少なくとも一部をスキャン可能な構造を有するスキャンフリップフロップへの変更の対象外と判断するスキャン化対象外判断手段と、
前記複数のフリップフロップのうち、前記スキャン化対象外と判断されなかったフリップフロップを、前記スキャンフリップフロップに変更し、該スキャンフリップフロップを縦続接続したスキャンチェーンを生成するスキャン化手段と、
を有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a scan test circuit generation device according to the present invention includes:
Circuit analysis means for analyzing a circuit composed of a plurality of flip-flops;
Non-scanning target judging means for judging that the flip-flop has a structure capable of scanning at least a part of the flip-flop, and that is not subject to change.
Of the plurality of flip-flops, the flip-flops that are not determined to be excluded from the scan target are changed to the scan flip-flops, and a scan unit that generates a scan chain in which the scan flip-flops are cascade-connected,
It is characterized by having.
本発明にかかるスキャンテスト回路生成装置およびスキャンテスト回路生成方法は、途中に分岐を有するシフト構成のFFをスキャン化したスキャンテスト回路を生成するときに、回路規模の増加を抑制することができる。 The scan test circuit generation device and the scan test circuit generation method according to the present invention can suppress an increase in circuit scale when generating a scan test circuit obtained by scanning a FF having a shift structure having a branch in the middle.
まず、本発明の実施形態にかかるスキャンテスト回路生成装置1のハードウェア構成を説明する。図1は、本発明の実施形態にかかるスキャンテスト回路生成装置1のハードウェア構成図である。図1に示すように、本発明の実施形態にかかるスキャンテスト回路生成装置1は、情報処理部10と、記憶部20と、入力部30と、出力部40とを有する。
First, the hardware configuration of the scan test
情報処理部10は、プログラムに含まれるコードの演算を行い、かかる演算により後述する各種処理を実行する。情報処理部10は、メモリに読み込まれたプログラムを実行するCPUなどのプロセッサにより構成可能である。
The
記憶部20は、所定の情報を不揮発に記憶し、必要に応じて読み出す。記憶部20には、例えばスキャンテスト回路生成前のデータや生成後のデータ、および、スキャンテスト回路生成プログラムなどを記憶させることができる。記憶部20は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などにより構成可能である。
The
入力部30は、情報処理部10の処理対象となるデータおよびその情報処理を実行させる指示を入力する。入力部30は、例えばUSB(登録商標)、SDメモリーカード(登録商標)などの既存接続規格に準拠したコネクタおよびドライバのようなデータインタフェース、または、キーボードやポインティングデバイスなどのユーザインタフェースにより構成可能である。
The
出力部40は、情報処理部10の処理結果を出力する。処理結果は、例えば生成されたスキャンテスト回路であって、データファイルとして出力される。出力部40は、例えばUSB(登録商標)、SDメモリーカード(登録商標)などの既存接続規格に準拠したコネクタおよびドライバのようなデータインタフェース、または、ディスプレイやプリンタなどのデバイスにより構成可能である。
The
続いて、本発明の実施形態にかかるスキャンテスト回路生成装置1の機能ブロックを説明する。図2は、本発明の実施形態にかかるスキャンテスト回路生成装置1の機能ブロック図である。図2に示すように、スキャンテスト回路生成装置1は、回路解析手段100と、スキャン化対象外判断手段110と、スキャン化手段120とを有する。
Subsequently, functional blocks of the scan test
回路解析手段100は、複数のフリップフロップで構成される回路を解析する。回路の解析として、回路解析手段100は、複数のフリップフロップが縦続接続されたシフト構成を特定することができる。回路解析手段100は、情報処理部10にて所定のプログラムを実行することにより実施可能である。
The
スキャン化対象外判断手段110は、回路解析手段100で解析されたフリップフロップの少なくとも一部を、スキャンフリップフロップへの変更の対象外と判断する。スキャンフリップフロップは、フリップフロップにスキャン可能な構造を追加した回路であり、詳細は後述する。スキャン化対象外判断手段110は、情報処理部10にて所定のプログラムを実行することにより実施可能である。
The non-scanning
図3を参照して、フリップフロップとスキャンフリップフロップの構成を説明する。図3はフリップフロップとスキャンフリップフロップの概略構成図である。図3(a)はフリップフロップであり、Dはデータ入力、CKはクロック、Qはデータ出力を示す。図3(b)はマルチプレクサ方式でスキャン化したスキャンフリップフロップであり、フリップフロップにMUX(マルチプレクサ)を付加して構成される。スキャンフリップフロップの構成はマルチプレクサ方式に限られず、LSSD(Level Sensitive Scan Design)方式でも構成可能である。ここで、SINはスキャン入力、SEはスキャンイネーブルを示す。図3(c)は、スキャンフリップフロップ回路を簡易表記したものである。 The configuration of the flip-flop and the scan flip-flop will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a flip-flop and a scan flip-flop. FIG. 3A shows a flip-flop, where D is a data input, CK is a clock, and Q is a data output. FIG. 3B shows a scan flip-flop scanned by a multiplexer method, and is configured by adding a MUX (multiplexer) to the flip-flop. The configuration of the scan flip-flop is not limited to the multiplexer method, and can be configured by an LSSD (Level Sensitive Scan Design) method. Here, SIN indicates a scan input, and SE indicates a scan enable. FIG. 3C is a simplified representation of the scan flip-flop circuit.
スキャン化手段120は、スキャン化対象外と判断されなかったフリップフロップをスキャンフリップフロップに変更し、そのスキャンフリップフロップを縦続接続してスキャンチェーンを生成する。スキャン化手段120は、情報処理部10にて所定のプログラムを実行することにより実施可能である。
Scanning means 120 changes a flip-flop that has not been determined to be a scan target to a scan flip-flop, and cascades the scan flip-flops to generate a scan chain. The
ここで、具体的な回路を元にしたスキャンテスト回路の生成を説明する。図4は、シフト構成の回路とそれを従来技術によりスキャン化した回路の例である。図4(a)は、7つのフリップフロップが縦続接続されたシフト構成を示している。この構成におけるすべてのフリップフロップを従来技術によりスキャン化し、スキャンフリップフロップに変更したものが図4(b)である。図4(b)において、左端のSINから右端まで続く太線が、スキャンチェーンを示している。 Here, generation of a scan test circuit based on a specific circuit will be described. FIG. 4 is an example of a circuit having a shift configuration and a circuit obtained by scanning the circuit with a conventional technique. FIG. 4A shows a shift configuration in which seven flip-flops are connected in cascade. FIG. 4B shows a configuration in which all flip-flops in this configuration are scanned by the prior art and changed to scan flip-flops. In FIG. 4B, the bold line that continues from the left SIN to the right end indicates the scan chain.
図5は、図4(a)のシフト構成の先頭と最後尾のフリップフロップのみを従来技術によりスキャン化した例である。先頭のフリップフロップと最後尾のフリップフロップは太線でつながれ、スキャンチェーンが形成されている。 FIG. 5 shows an example in which only the first and last flip-flops of the shift configuration of FIG. The first flip-flop and the last flip-flop are connected by a thick line to form a scan chain.
図5の構成において、スキャン化されなかったフリップフロップに直接値を設定することはできない。しかし、先頭のスキャンフリップフロップに値を設定して所定段数分のCLKサイクルが経過すれば所望のフリップフロップまで値が伝搬されるため、スキャンテストが可能になっている。 In the configuration of FIG. 5, a value cannot be directly set to a flip-flop that has not been scanned. However, when a value is set in the first scan flip-flop and a CLK cycle for a predetermined number of stages elapses, the value is propagated to a desired flip-flop, so that a scan test is possible.
図6は、フリップフロップの間に分岐があり、論理回路が接続された回路を従来技術によりスキャン化した回路構成である。図6のようにスキャン化される前の回路では、あるフリップフロップのデータ出力が次のフリップフロップのデータ入力に接続されているが、その間で回路が分岐されており、その先に別の論理回路が接続されている。図6では、左端のSINから始まる連続したシフト構成のすべてのフリップフロップがスキャン化されている。これは、回路中に分岐があることにより、回路がシフト構成と認識されなくなるためである。なお、図6では分岐先のスキャンチェーンの記載は省略されており、以下も同様である。 FIG. 6 shows a circuit configuration in which a circuit having a branch between flip-flops and connected to a logic circuit is scanned by a conventional technique. In the circuit before being scanned as shown in FIG. 6, the data output of one flip-flop is connected to the data input of the next flip-flop, and the circuit is branched between them, followed by another logic. The circuit is connected. In FIG. 6, all flip-flops having a continuous shift structure starting from the leftmost SIN are scanned. This is because the circuit is not recognized as a shift configuration due to a branch in the circuit. In FIG. 6, the description of the scan chain at the branch destination is omitted, and the same applies to the following.
図7は、フリップフロップの間に分岐があり、論理回路が接続された回路を本発明によりスキャン化した回路構成の第1の例である。図7では、分岐して論理回路が接続されているにもかかわらず、シフト構成の先頭と最後尾のフリップフロップのみがスキャン化されている。他のフリップフロップが縦続接続されていないフリップフロップから順に縦続接続されているものをバックトレースすることによりシフト構成を特定しているため、このようなスキャン化が可能となっている。 FIG. 7 is a first example of a circuit configuration in which a circuit having a branch between flip-flops and connected to a logic circuit is scanned according to the present invention. In FIG. 7, only the first and last flip-flops of the shift configuration are scanned, although the logic circuit is branched and connected. Since the shift configuration is specified by back-tracing the flip-flops in which other flip-flops are cascade-connected in order from the flip-flops in which the flip-flops are not cascade-connected, such scanning can be performed.
図7の構成において、先頭のスキャンフリップフロップのデータ出力と最後尾のスキャンフリップフロップのスキャンデータ入力とが接続され、スキャンチェーンが形成されている。このようなスキャンチェーンにより、先頭のスキャンフリップフロップに値を設定して所定段数分のCLKサイクルが経過することによりスキャン化されなかった所望のフリップフロップのスキャンテストが可能なことは図5の構成と同様である。 In the configuration of FIG. 7, the data output of the first scan flip-flop and the scan data input of the last scan flip-flop are connected to form a scan chain. The configuration of FIG. 5 is that a scan test of a desired flip-flop that has not been scanned can be performed by setting a value in the first scan flip-flop and elapse of a predetermined number of CLK cycles. It is the same.
図8は、フリップフロップの間に分岐があり、論理回路が接続された回路を本発明によりスキャン化した回路構成の第2の例である。図8では、シフト構成のうち先頭と最後尾と間の1つのフリップフロップを除くフリップフロップがスキャン化対象とされていない。すなわち、シフト構成の先頭と最後尾と間の1つのフリップフロップがスキャン化されている。 FIG. 8 shows a second example of a circuit configuration in which a circuit having a branch between flip-flops and connected to a logic circuit is scanned according to the present invention. In FIG. 8, flip-flops other than one flip-flop between the beginning and the end of the shift configuration are not targeted for scanning. That is, one flip-flop between the head and the tail of the shift configuration is scanned.
図8の構成において、先頭のスキャンフリップフロップのデータ出力と間のスキャンフリップフロップのうち最先のものスキャンデータ入力とが接続されている。また、間の1つのスキャンフリップフロップのうち最終のもののデータ出力と最後尾のスキャンフリップフロップのスキャンデータ入力とが接続されている。図8の構成では先頭のスキャンフリップフロップと最後尾のスキャンフリップフロップとの間のスキャンフリップフロップは1つなので、間のスキャンフリップフロップのうち最先のものと最終のものは同一である。間のスキャンフリップフロップが2つ以上あるときは、同様に縦続接続してスキャンチェーンを形成する。このように形成されたスキャンチェーンにより、最後尾近傍のフリップフロップまでに値が伝搬するCLKサイクルが短くなるので、テスト時間を短縮できる。 In the configuration of FIG. 8, the scan data input of the first scan flip-flop between the data output of the first scan flip-flop is connected. Also, the data output of the last one of the scan flip-flops in between is connected to the scan data input of the last scan flip-flop. In the configuration of FIG. 8, since there is one scan flip-flop between the first scan flip-flop and the last scan flip-flop, the first and last scan flip-flops are the same. When there are two or more scan flip-flops between them, a scan chain is formed in the same manner in a cascade connection. Since the scan chain formed in this way shortens the CLK cycle in which the value propagates to the flip-flop near the tail end, the test time can be shortened.
スキャン化対象外判断手段110が、先頭のフリップフロップから所定数おきにスキャン化対象外にしないようにしたり、先頭と最後尾の中間など所定位置のフリップフロップをスキャン化対象外にしないようにしたりすることで、このような構成が可能となる。図8の例では、先頭と最後尾以外の1つのフリップフロップがスキャン化されているが、先頭と最後尾以外にスキャン化されるフリップフロップの数はこれに限られない。
The non-scan
図9は、フリップフロップの間に分岐があり、別のシフト構成が接続された回路を本発明によりスキャン化した回路構成の例である。図6から図8までの説明で前提とした回路と異なり、図9の例ではフリップフロップ間の分岐の先に別のシフト構成が接続されている。このような構成であっても、シフト構成の最後尾のフリップフロップから順に縦続接続されているものをバックトレースすることにより、シフト構成が合流していることを適切に把握することができる。 FIG. 9 shows an example of a circuit configuration in which a circuit having a branch between flip-flops and connected to another shift configuration is scanned according to the present invention. Unlike the circuit assumed in the description of FIGS. 6 to 8, in the example of FIG. 9, another shift configuration is connected at the end of the branch between the flip-flops. Even in such a configuration, it is possible to appropriately grasp that the shift configurations are merged by back-tracing those that are cascade-connected in order from the last flip-flop of the shift configuration.
図10は、非同期関係にあるパスを含む回路を従来技術でスキャン化した回路構成の例である。破線で囲んだ部分に複数段のフリップフロップが設けられ、この部分と非同期で動作する組み合わせ回路の出力を適切なタイミングで受けられるようになっている。複数段のフリップフロップはシフト構成となるが、従来技術ではすべてのフリップフロップがスキャン化され、さらにホールド時間を確保してタイミングを調整するためにロックアップセルが挿入されている。 FIG. 10 is an example of a circuit configuration obtained by scanning a circuit including paths in an asynchronous relationship with the conventional technique. A part surrounded by a broken line is provided with a plurality of stages of flip-flops so that an output of a combinational circuit operating asynchronously with this part can be received at an appropriate timing. A plurality of flip-flops have a shift configuration, but in the prior art, all flip-flops are scanned, and a lock-up cell is inserted to secure a hold time and adjust timing.
図11は、非同期関係にあるパスを含む回路を本発明によりスキャン化した回路構成の例である。破線で囲んだ部分のフリップフロップは、シフト構成の先頭と最後尾のみがシフト化されている。回路解析手段100はシフト構成と非同期で動作する回路構成を検出する。これにより、スキャン化手段120は、ロックアップセルを先頭のスキャンフリップフロップのデータ出力と最後尾のスキャンフリップフロップのスキャンデータ入力とを接続するスキャンチェーンに挿入する。
FIG. 11 shows an example of a circuit configuration obtained by scanning a circuit including paths in an asynchronous relationship according to the present invention. The flip-flop in the part surrounded by the broken line is shifted only at the beginning and the end of the shift structure. The
次に、本実施形態のスキャンテスト回路生成装置1の動作を説明する。図12は、本実施形態のスキャンテスト回路生成装置1におけるスキャンテスト回路生成処理のフローチャートである。図12を参照すると、本実施形態のスキャンテスト回路生成装置1は、まず回路を解析する(ステップS1)。回路の解析は回路解析手段100が実行し、解析の対象となる回路は、入力部30から入力される。回路の解析により、シフト構成が特定される。
Next, the operation of the scan test
続いてスキャンテスト回路生成装置1は、ステップS1で解析された回路に含まれるフリップフロップの少なくとも一部を、スキャンフリップフロップへの変更の対象外と判断する(ステップS2)。スキャン化対象外の判断はスキャン化対象外判断手段110が実行する。スキャン化対象外判断手段110は、複数のフリップフロップが縦続接続されたシフト構成における先頭と最後尾以外のフリップフロップをスキャン化対象外と判断することができる。
Subsequently, the scan test
次にスキャンテスト回路生成装置1は、ステップS2でスキャン化対象外と判断されなかったフリップフロップをスキャン化してスキャンフリップフロップに変更し、変更したスキャンフリップフロップを縦続接続してスキャンチェーンを形成する(ステップS3)。スキャン化およびスキャンチェーンの形成は、スキャン化手段120が実行する。
Next, the scan test
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications, within the scope of the gist of the present invention described in the claims, It can be changed.
1 スキャンテスト回路生成装置
10 情報処理部
20 記憶部
30 入力部
40 出力部
100 回路解析手段
110 スキャン化対象外判断手段
120 スキャン化手段
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記フリップフロップの少なくとも一部をスキャン可能な構造を有するスキャンフリップフロップへの変更の対象外と判断するスキャン化対象外判断手段と、
前記複数のフリップフロップのうち、前記スキャン化対象外と判断されなかったフリップフロップを、前記スキャンフリップフロップに変更し、該スキャンフリップフロップを縦続接続したスキャンチェーンを生成するスキャン化手段と、
を有することを特徴とするスキャンテスト回路生成装置。 Circuit analysis means for analyzing a circuit composed of a plurality of flip-flops;
Non-scanning target judging means for judging that the flip-flop has a structure capable of scanning at least a part of the flip-flop, and that is not subject to change.
Of the plurality of flip-flops, the flip-flops that are not determined to be excluded from the scan target are changed to the scan flip-flops, and a scan unit that generates a scan chain in which the scan flip-flops are cascade-connected,
A scan test circuit generation device comprising:
前記スキャン化手段は、前記先頭の前記スキャンフリップフロップのデータ出力と前記最後尾の前記スキャンフリップフロップのスキャンデータ入力とを接続するスキャンチェーンにロックアップセルを挿入することを特徴とする、請求項5に記載のスキャンテスト回路生成装置。 When the circuit analysis means detects a circuit configuration that operates asynchronously with the shift configuration,
The scan means includes inserting a lock-up cell into a scan chain connecting a data output of the first scan flip-flop and a scan data input of the last scan flip-flop. The scan test circuit generation device according to 5.
前記フリップフロップの少なくとも一部をスキャン可能な構造を有するスキャンフリップフロップへの変更の対象外と判断するスキャン化対象外判断工程と、
前記複数のフリップフロップのうち、前記スキャン化対象外と判断されなかったフリップフロップを、前記スキャンフリップフロップに変更して、スキャンチェーンを生成するスキャン化工程と、
を有することを特徴とするスキャンテスト回路生成方法。 A circuit analysis process for analyzing a circuit composed of a plurality of flip-flops;
A non-scanning target determining step for determining that the flip-flop is not subject to change to a scan flip-flop having a structure capable of scanning at least a part of the flip-flop;
Of the plurality of flip-flops, changing the flip-flops that are not determined to be scanned into the scan flip-flops to generate a scan chain; and
A scan test circuit generation method comprising:
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