JP2018013434A - Function reliability confirmation circuit for built-in ic - Google Patents
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Description
本発明は、内部回路に任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知機能を追加した故障予知BIST(Failure Prediction BIST)を備える半導体集積回路装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device including a failure prediction BIST (Failure Prediction BIST) in which a failure prediction function is added to a BIST circuit that self-inspects the quality of a circuit having an arbitrary function in an internal circuit.
車載用途など高信頼性が要求される半導体集積回路装置には、フェールセーフ機能やフォルトトレランス機能を備えているが、これらは半導体集積回路装置が故障してから安全性を確保するための処置を行なう。半導体集積回路装置が故障してから安全性の確保を行なうと、半導体集積回路装置を搭載している制御装置を停止するなどの動作停止期間が必要となり、その期間はシステムとして機能しなくなる。 Semiconductor integrated circuit devices that require high reliability, such as in-vehicle applications, have a fail-safe function and a fault-tolerance function. These measures are taken to ensure safety after a semiconductor integrated circuit device fails. Do. If safety is ensured after the semiconductor integrated circuit device has failed, an operation stop period such as stopping the control device on which the semiconductor integrated circuit device is mounted is necessary, and the period does not function as a system.
そこで半導体集積回路装置を定期的にテストと故障予知を実施し、半導体集積回路装置の故障前の段階で半導体集積回路装置を交換するなどの処置を実施することで、故障による制御装置の動作停止期間をなくす。 Therefore, by periodically testing and predicting failure of the semiconductor integrated circuit device and taking measures such as replacing the semiconductor integrated circuit device before the failure of the semiconductor integrated circuit device, the operation of the control device is stopped due to the failure. Eliminate the period.
本発明は半導体集積回路装置の内部に任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知検査機能を追加する事で故障予知を実現させる。 The present invention realizes failure prediction by adding a failure prediction inspection function to a BIST circuit that self-inspects the quality of a circuit having an arbitrary function inside a semiconductor integrated circuit device.
図2に従来の任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路の構成の例を示す。図2に示す任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路1は任意の機能を有する回路をテストするためのテストパタン発生部2、テスト結果を格納し任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかの判定を行なうテスト結果比較回路3を具備する。
FIG. 2 shows an example of the configuration of a BIST circuit that self-inspects the quality of a conventional circuit having an arbitrary function. A
テストパタン発生部2は実際に任意の機能を有する回路をテストするためのテストパタンを発生させるテストパタン発生回路4、システム入力を遮断してテストパタン発生回路4で生成させたテストパタンを任意の機能を有する回路の伝達させるためのセレクタ回路5を具備する。
The test pattern generator 2 generates a test pattern 4 for generating a test pattern for actually testing a circuit having an arbitrary function. An arbitrary test pattern generated by the test pattern generator 4 by cutting off the system input
任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路を用いたテスト方法は、テストパタン発生回路4で生成したテストパタンをセレクタ回路5を経由して任意の機能を有する回路に送り、任意の機能を有する回路をテストする。
A test method using a BIST circuit that self-inspects the quality of a circuit having an arbitrary function is to send a test pattern generated by the test pattern generation circuit 4 to a circuit having an arbitrary function via the
テスト結果は、任意の機能を有する回路からテスト結果比較回路3に送られ、テストパタン発生回路4で生成した期待値と比較する。その比較結果を用いて任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかを判断する。 The test result is sent from the circuit having an arbitrary function to the test result comparison circuit 3 and compared with an expected value generated by the test pattern generation circuit 4. Using the comparison result, it is determined whether a circuit having an arbitrary function is operating normally or has failed.
しかしながら、図2の従来の任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路は、任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかしか判断できないため、任意の機能を有する回路を搭載している半導体集積回路装置が故障してから、その半導体集積回路装置を搭載している制御装置を停止し半導体集積回路装置を交換することになる。このため、半導体集積回路装置を搭載している制御装置を停止するなどの動作停止期間が必要となり、その期間は半導体集積回路装置を搭載している制御装置がシステムとして機能しなくなるという課題がある。 However, the BIST circuit that self-inspects the quality of the conventional circuit having an arbitrary function in FIG. 2 can only determine whether the circuit having the arbitrary function is operating normally or has failed. After the semiconductor integrated circuit device mounting the device fails, the control device mounting the semiconductor integrated circuit device is stopped and the semiconductor integrated circuit device is replaced. For this reason, an operation stop period such as stopping the control device on which the semiconductor integrated circuit device is mounted is necessary, and there is a problem that the control device on which the semiconductor integrated circuit device is mounted does not function as a system during that period. .
前述の課題を解決するため、本発明では任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知検査機能を追加する
故障予知検査機能は、カウンタ回路を用いた回路で構成し、BIST回路で実施した任意の機能を有する回路のテストに要した時間を計測し、その計測結果とカウンタの期待値と比較し、カウンタ期待値との差異を調査する事で、任意の機能を有する回路の正常動作期間を把握する事が可能になる。
In order to solve the above-described problems, the present invention adds a failure prediction inspection function to a BIST circuit that self-inspects the quality of a circuit having an arbitrary function. The failure prediction inspection function is configured by a circuit using a counter circuit, A circuit with an arbitrary function by measuring the time required to test a circuit with an arbitrary function implemented in the circuit, comparing the measurement result with the expected value of the counter, and investigating the difference between the expected value of the counter It becomes possible to grasp the normal operation period.
任意の機能を有する回路を搭載している半導体集積回路装置が自分自身で近い将来に故障する可能性がある事を発信する事により、この半導体集積回路装置を搭載した制御装置は運用計画の上で、故障する前に半導体集積回路装置の交換を実施する事が可能になる。 By sending information that a semiconductor integrated circuit device equipped with a circuit having an arbitrary function may fail in the near future, the control device equipped with this semiconductor integrated circuit device is Thus, the semiconductor integrated circuit device can be replaced before failure.
これは任意の機能を有する回路を搭載している半導体集積回路装置を搭載した制御装置の信頼性を向上させるとともに、制御装置の誤動作や暴走を防止する事につながり機能安全性の向上を図ることが可能になる。 This improves the reliability of the control device equipped with a semiconductor integrated circuit device equipped with a circuit having an arbitrary function, and also prevents functional malfunction and runaway of the control device, thereby improving functional safety. Is possible.
以下、実施例について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
上記課題を解決するための手段として、本発明の一例を以下に示す。 As means for solving the above-mentioned problems, an example of the present invention is shown below.
図1は本発明における任意の機能を有する回路の良否を自己検査するBIST回路に故障予知検査機能を追加した回路の基本構成である。図2に示したテストパタン発生部2は本発明においても同じ回路を使用するので省略する。 FIG. 1 shows a basic configuration of a circuit in which a failure prediction inspection function is added to a BIST circuit that self-inspects the quality of a circuit having an arbitrary function in the present invention. The test pattern generator 2 shown in FIG. 2 is omitted because it uses the same circuit in the present invention.
図1のテスト結果比較回路1は従来のBIST回路にも搭載されているテスト結果を格納し任意の機能を有する回路が正常動作しているか故障しているかの判定を行なうテスト結果比較部2、任意の機能を有する回路の正常動作期間を算出し故障するまでの期間を予知する故障予知検査部3を具備する。
A test
故障予知検査部3はテスト結果比較部2からテスト結果の判定情報を入力しカウント動作を制御するカウンタ回路4、カウンタ回路4の結果を格納するFF群5、テストパタン生成部から入力されるカウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値を格納するFF群6、FF群5とFF群6に格納された値を比較する比較回路7、任意の機能を有する回路の下限期待値と上限期待値との比較結果を判定するFF8と具備する。
The failure prediction inspection unit 3 receives the test result determination information from the test result comparison unit 2 and controls the count operation, the
従来のBIST回路の動作から、任意の機能を有する回路が出力する信号からその回路が正常動作しているか故障しているかの判断を行なう。同時に故障予知検査部3に搭載されているカウンタ回路4はカウント動作を行なっており、テスト結果比較部2からの判定結果が異状なしと判断した時にカウンタ回路4はカウント動作を停止する。このときのカウンタ回路4のカウント値をFF群5に格納する。
Based on the operation of the conventional BIST circuit, it is determined from the signal output by the circuit having an arbitrary function whether the circuit is operating normally or has failed. At the same time, the counter circuit 4 mounted on the failure prediction inspection unit 3 performs a counting operation, and the counter circuit 4 stops the counting operation when it is determined that the determination result from the test result comparison unit 2 is not abnormal. The count value of the counter circuit 4 at this time is stored in the
テストパタン生成部から入力されるカウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値は任意の機能を有する回路をテストしている間にFF群6に格納される。
The expected counter lower limit value and the expected counter upper limit value input from the test pattern generation unit are stored in the
FF群5に格納されているカウント値とFF群6に格納されているカウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値を比較回路7に転送し比較処理を行なう。まずFF群5からのカウント値とFF群6からのカウンタ下限期待値を比較し、FF群5からのカウント値がFF群6からのカウンタ下限期待値よりも大きい事を確認する。比較結果が大きいならば異常なしと判断し、比較結果が小さいならば半導体集積回路装置は故障していると判断する。次にFF群5からのカウント値がFF群6からのカウンタ上限期待値よりも小さい事を確認する。比較結果が小さいならば異常なしと判断し、比較結果が大きいならば半導体集積回路装置は故障していると判断する。これらの判断結果から任意の機能を有する回路が正常動作期間を有しているか有していないかを判定しその結果をFF8に格納する。
The count value stored in the
最後にFF群5、FF群6、およびFF8を半導体集積回路装置から読み出し、FF8の読み出し結果から正常動作期間が存在する事を確認し、FF群5の読み出し結果とFF群6の読み出し結果の差異度合を算出し、任意の機能を有する回路の正常動作期間を算出する。FF群5から読みだしたカウント値がFF群6から読みだしたカウンタ下限期待値に近いならば、任意の機能を有する回路は十分な正常動作期間を有しているので半導体集積回路装置の交換は必要ない。逆にFF群5から読みだしたカウント値がFF群6から読みだしたカウンタ上限期待値に近いならば、正常動作期間は短いので半導体集積回路装置の交換時期が近いと判断する。本テストと故障予知はシステムの定期点検時でも起動時でも実施可能である。
Finally, the
なお本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をする事が可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、制御線や信号線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも全ての制御線や信号線を示しているとは限らない。 In addition, control lines and signal lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all control lines and signal lines are necessarily shown.
1 テスト結果比較回路
2 テスト結果比較部
3 故障予知検査部3
4 カウント制御付カウンタ回路4
5 カウンタ回路4の結果を格納するFF群
6 カウンタ下限期待値とカウンタ上限期待値を格納するFF群
7 FF群5とFF群6に格納された値を比較する比較回路
8 回路の正常動作期間が存在するか存在しないかを判定するFF
1 Test result comparison circuit 2 Test result comparison unit 3 Failure prediction inspection unit 3
4 Counter circuit with count control 4
5
Claims (4)
前記故障予知検査部は、前記テスト結果比較部からテスト結果の判定情報を入力しカウント動作を制御するカウンタ回路と、前記カウンタ回路の結果値を格納するカウンタ回路結果格納部と、前記テストパタン生成部から入力されるカウンタ期待値を格納するカウンタ期待値格納部と、前記カウンタ回路結果格納部に格納された結果値と前記カウンタ期待値格納部に格納されたカウンタ期待値とを比較する比較回路と、前記比較回路での比較結果を判定する比較結果判定部と、を備え、
前記比較結果判定部は、テストで計測したカウント値がカウンタ下限期待値よりも大きいこと、または、テストで計測したカウント値とカウンタ上限期待値よりも小さいことを確認する、信頼性確認用回路。 A test pattern generation unit, a test result comparison unit, and a failure prediction inspection unit for predicting the period until a test target fails,
The failure prediction inspection unit receives a test result determination information from the test result comparison unit and controls a counter operation, a counter circuit result storage unit that stores a result value of the counter circuit, and the test pattern generation Expected counter value storage unit that stores the expected counter value input from the comparator, and a comparison circuit that compares the result value stored in the counter circuit result storage unit with the expected counter value stored in the expected counter value storage unit And a comparison result determination unit for determining a comparison result in the comparison circuit,
The comparison result determination unit is a reliability confirmation circuit for confirming that the count value measured in the test is larger than the counter lower limit expected value or smaller than the counter value measured in the test and the counter upper limit expected value.
前記カウンタ下限期待値、または、カウンタ上限期待値が任意に設定可能である信頼性確認用回路。 In the reliability confirmation circuit according to claim 1 or 2,
A circuit for reliability confirmation, wherein the counter lower limit expected value or the counter upper limit expected value can be arbitrarily set.
前記比較結果判定部の判定結果からテスト対象が正常動作期間を有しているか否かを判定する、信頼性確認用回路。 In the reliability confirmation circuit according to claim 1,
A reliability confirmation circuit for determining whether or not the test target has a normal operation period from the determination result of the comparison result determination unit.
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