JP2601792B2 - 大規模集積回路装置 - Google Patents

大規模集積回路装置

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JP2601792B2
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    • Y10S257/923Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes with means to optimize electrical conductor current carrying capacity, e.g. particular conductor aspect ratio

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は複数のチップ相当領域を1チップに集積化し
た大規模集積回路装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年の集積回路技術の進歩に伴ない、1半導体チップ
内に集積し得るトランジスタ数は飛躍的に増大してい
る。一方、電子装置のセットコストの低減、信頼性の向
上のため、同電子装置内に収納する複数個のLSIを1チ
ップ化したいという要求が特に強くなっている。そこで
本出願人は、上記1チップ化の要求に答える効率的な手
法を提案した(特願昭58−91002号、特願昭58−91003
号)。その一例を第3図に示す。ここでaは半導体チッ
プ、A,Bはチップa内で同一工程でいっしょに形成され
たチップ相当領域(スーパーマクロセルつまりSMCと略
称す)で、これら領域はそれぞれ以前にチップA、チッ
プBとして評価ずみのものである。上記チップaは複数
のSMCを集積化し1チップ化した大規模集積回路という
意味で、スーパーインテグレーションつまりSIと略称す
る。b,cはチップ相当領域A,Bが以前チップA,Bであった
時のボンディングパッド、dはチップaのボンディング
パッドである。このように既に評価ずみのチップ相当領
域AとBを、ここでは適当なスペースeを置いてチップ
a内に形成する。このスペースeはチップ相当領域A,B
間の相互配線fの配線領域であり、またチップ周辺付近
には、1チップ化した後にLSIからのリード端子として
外部と接続するためのボンディングパッドとの配線gに
使用される配線領域も設けられる。
また従来、SMC(チップ相当領域)を集積化し1チッ
プ化した大規模集積回路に関するテスト方式が提案され
ている(B.Kaehler,“Designing a Microcontroller“S
upercell"for Testability"VLSI DESIGN,Oct.1983,P44
〜46)。この提案に示されるように、従来、テスト時、
I/O端子を用いてSMCを他の回路から完全に独立させ、か
つ外部端子より直接アクセスすることができるようにし
て、SMCを個々にテストする方式がとられている。この
従来例を第4図に示す。図中10は既開発・評価ずみのSM
Cで、ここではマイクロプロセッサを考える。20はスタ
ンダード・セル等で新規開発された回路部分であり、以
下ランダム部と称する。このランダム部20もSMCであ
る。また1は双方向性のアドレスバス、2は双方向性の
データバス、3〜5は一方向性のコントロールバス、6
は出力バス、7は入力バスである。
上記SMC10はアドレスバスバッファ11,データバスバッ
ファ12,コントロールバスバッファ13及びALU(図示せ
ず)等の回路からなる。コントロールバスバッファ13は
入力部と出力部とから構成される。ランダム部20はアド
レスバスバッファ21,データバスバッファ22,コントロー
ルバスバッファ23,出力バッファ24,入力バッファ25及び
図示していないその他の回路より構成される。アドレス
バスバッファ11は3ステートバッファで構成され、アド
レスバス1に接続される。データバスバッファ12は入出
力バッファで構成され、データバス2に接続される。コ
ントロールバスバッファ13の入力部には、ランダム部20
のコントロールバスバッファ23の出力がコントロールバ
ス5を介して、また外部より直接信号がコントロールバ
ス3を介して与えられる。バッファ13の出力からは、コ
ントロールバス4を介して直接外部へ信号が出力され、
同じくバス4を介してランダム部20のコントロールバス
バッファ23の入力部へ信号が与えられる。入力バッファ
25には、外部より直接入力バス7を介して信号が与えら
れ、また出力バッファ24からは、外部へ直接出力バス6
を介して信号を出力する。アドレスバスバッファ21は入
力部と出力部よりなり、入力部にはアドレスバス1より
信号が与えられ、出力部は3ステートバッファよりな
り、その出力はアドレスバス1に与えられる。データバ
ス22は入出力バッファよりなり、データバス2に接続さ
れる。
第4図のものはテスト信号により、(イ)アドレスバ
スバッファ21の出力を非アクティブ状態に、(ロ)デー
タバスバッファ22を非アクティブ状態に、(ハ)コント
ロールバスバッファ13の出力部の信号の中で外部に直接
導出しないものがあれば、出力バッファ24等を用いて直
接外部に出力されるようにし、コントロールバスバッフ
ァ13の入力部へ導出される信号は、外部入力端子25を通
して直接与えることができるように回路設計されている
ものとする。このときテスト信号をアクティブ状態にす
れば、SMC10はランダム部20から完全に分離され、SMC10
のすべてのバッファを直接外部よりアクセスすることが
できる。従ってSMC10のみをテストすることができる。
即ち既開発のSMCのテストプログラムをそのまま使用す
ることが可能となる。
しかしながら、ランダム部20よりバス5を介してSMC1
0のコントロールバスバッファ13の入力部へ導入される
信号を、外部で直接モニタすることができない。このた
め外部より与えられた信号とバス5上にあらわれる信号
の波形及びその伝播遅延時間を正確に知る手段は、シミ
ュレーションを除いて他にない。しかし上記SMCのテス
トプログラム及びシミュレーションのためのプロセスデ
ータ、シミュレーションプログラムは、一般にユーザに
対しては非公開である。従ってユーザ側でSMCを独立し
て評価、または各SMCの大規模集積回路全体を評価する
ことは極めて困難である。
〔発明の目的〕
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、テスト効
率を著しく向上させ、更に内蔵されたSMCをエミュレー
トすることも可能となる大規模集積回路装置を提供しよ
うとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、同一のチップ内に設けられる第1のチップ
相当領域及び第2のチップ相当領域と、前記第2のチッ
プ相当領域の出力信号を第1のチップ相当領域の入力端
子へ導入する外部へ直接出力されないバスに関わる信号
を伝達するための第1のバスと、前記チップの外部へも
しくは内部への信号として前記両チップ相当領域のうち
いずれかのチップ相当領域の出力バッファもしくは入力
バッファを介して信号伝達するための第2のバスと、前
記チップの外部導出用のバスと、前記外部導出用のバス
及び第1、第2のバスの各端部が接続され、入力される
制御信号により前記第1、第2のバスのいずれかのバス
が前記外部導出用のバスと電気的に切換え接続すること
により前記チップ内所望の信号の出力あるいは入力を行
うバス制御回路とを具備し、少なくとも前記ス制御回路
を用いて前記第1のチップ相当領域自体のテスト信号あ
るいは前記第2のチップ相当領域自体のテスト信号が伝
送されることにより、前記外部へ直接出力されないバス
に現れる信号を含んだ前記チップ全体動作中での特定の
チップ相当領域に対する実質的なテストが行われること
を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
1図は同実施例を示す構成図であるが、これは第4図の
ものと対応させた場合の例であるから、対応個所には同
一符号を付して説明を省略し、特徴とする個所の説明を
行なう。本構成は第4図のものにバス制御回路としてマ
ルチプレクサ30を追加し、このマルチプレクサ30に出力
バッファ24の出力が出力バス6を介して導入され、かつ
SMC10のコントロールバスバッファ13の入力部へ導入さ
れるランダム部20のコントロールバスバッファ23の出
力、すなわち外部へ直接出力されないバスに関わる信号
がバス5を介して導入、マルチプレクスされる。マルチ
プレクサ30の出力はバス8を介して外部へ直接出力され
る。またマルチプレクサ30の出力8は、図示していない
外部端子によってセットされる信号Tによって次のよう
にマルチプレクスされる。即ちマルチプレクサ30の出力
8は、T=“1"のときバス5の信号を出力し、T=“0"
のときバス6の信号を出力する。
いま前述のように、テスト信号によりSMC10をランダ
ム部20から完全に独立させた場合について考える。T=
“0"のとき、出力バス8には出力バスバッファ24の出力
6の信号が、マルチプレクサ30によって外部に導出され
る。これにより第1図は第4図のものと同一の動作をす
ることができる。次にT=“1"にセットすれば、バス8
にはコントロールバスバッファ23の出力5がマルチプレ
クサ30を介して与えられる。従ってこの状態でバス8上
に現われる信号をモニタすることにより、バス5の信号
伝播遅延時間、波形を正確に把握することができる。ま
た市場にすでに供されているSMC10の相当品に対して、
バス3及び8の信号をコントロールバスバッファに加え
て、データバス2上の入力データのみを上記SMC相当品
のデータバスバッファに与えることにより、上記SMC相
当品は内蔵されたSMC10と同一動作をすることができ、S
MC相当品の出力レベルとSMC10の出力レベルをコンパレ
ートすることにより、容易にSMCの機能を確認すること
ができる(エミュレート)。この場合信号Tを上記テス
ト信号と共用してよいことは云うまでもない。
信号Tをテスト信号とは独立に作成すれば、信号Tの
みを“1"としてSMC10とランダム部20はノーマル動作さ
せ、このSIのその他すべての端子をノーマルモードとす
ることにより、ノーマル状態でのバス5の信号波形(ロ
ジックレベル)、伝播遅延時間をモニタすることが可能
となり、バス5の信号に対して正確な評価を下すことが
できる。また前述の方法を用いて、SMC相当品により、S
Iに内蔵されたSMC10のエミュレートすることも可能であ
る。
第2図は本発明の他の実施例である。即ち第4部の外
部入力7を、コントロールバスバッファ23の出力に関与
する入力群71と、関与しない入力群9とに分ける。そし
て、バス制御回路として入出力バッファ31を追加し、そ
の入出力バッファ31にはバス9,5,72を接続する。また信
号T=“1"のとき、入出力バッファ31を介して外部への
直接出力されないバス5の信号レベルがバス72に出力さ
れ、信号T=“0"のとき、バス72のレベルがバス9に与
えられるようにする。
ここでT=“0"にすれば、第4図の入力バス7の信号
を入力バス71と72に与えることにより、第2図では入力
バッファ25に入力7と同一の入力信号群(71,72)を与
えることができる(入力信号群72はバス9を介して入力
バッファ25に与えられる)。従ってT=“0"のとき第2
図と第4図は同一動作をする。一方、T=“1"とすれ
ば、バス72を介してバス5の出力が外部へ出力される。
これをモニタすることにより、前述と同様の作用効果を
得ることができる。
なお本発明は上記実施例に限られることなく種々の応
用が可能である。例えば実施例ではSMCが1個の場合を
述べたが、複数個であっても容易に本発明が適用でき
る。また本発明においては、第2のチップ相当領域(実
施例ではランダム部20)から第1のチップ相当領域への
導入信号は、その少くとも一部をマルチプレクサ等を介
して外部へ導出するものであればよい。
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明によれば、SI内部で閉じたSM
Cへの入力信号のレベル、伝播遅延時間を直接評価でき
る。また同様にSI内部で閉じたSMC間の信号をチップ外
部へ取り出せるので、SMC相当品を、SIに内蔵されたSMC
と同一の動作条件で動作させることができ、両者の出力
をコンパレートすることにより、容易に上記内蔵された
SMCの評価を行なうことができる。また上記目的を達成
するための追加回路が極めて簡単であり、このためSIの
チップ面積の増加を最小にすることができ、安価なSIチ
ップを供給することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は本発明の
他の実施例の構成図、第3図、第4図は従来装置の構成
図である。 10……SMC(チップ相当領域)、20……ランダム部(チ
ップ相当領域)、30……マルチプレクサ、31……入出力
バッファ(双方向性バッファ)。
フロントページの続き (72)発明者 福島 有二 川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社 東芝多摩川工場内 (72)発明者 小西 政美 川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社 東芝多摩川工場内 (56)参考文献 特開 昭55−66030(JP,A) 特開 昭57−87149(JP,A) B.Kaehler,“Design ing a Microcontrol ler Supercell for Testability”VLSI D ESIGN,Oct.1983,P.44− P.46

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一のチップ内に設けられる第1のチップ
    相当領域及び第2のチップ相当領域と、 前記第2のチップ相当領域の出力信号を第1のチップ相
    当領域の入力端子へ導入する外部へ直接出力されないバ
    スに関わる信号を伝達するための第1のバスと、 前記チップの外部へもしくは内部への信号として前記両
    チップ相当領域のうちいずれかのチップ相当領域の出力
    バッファもしくは入力バッファを介して信号伝達するた
    めの第2のバスと、 前記チップの外部導出用のバスと、 前記外部導出用のバス及び第1、第2のバスの各端部が
    接続され、入力される制御信号により前記第1、第2の
    バスのいずれかのバスが前記外部導出用のバスと電気的
    に切換え接続することにより前記チップ内所望の信号の
    出力あるいは入力を行うバス制御回路とを具備し、 少なくとも前記バス制御回路を用いて前記第1のチップ
    相当領域自体のテスト信号あるいは前記第2のチップ相
    当領域自体のテスト信号が伝送されることにより、前記
    外部へ直接出力されないバスに現れる信号を含んだ前記
    チップ全体動作中での特定のチップ相当領域に対する実
    質的なテストが行われることを特徴とする大規模集積回
    路装置。
  2. 【請求項2】前記バス制御回路はマルチプレクサである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の大規模
    集積回路装置。
  3. 【請求項3】前記バス制御回路は双方向性バッファであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の大規
    模集積回路装置。
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JPS61260173A JPS61260173A (ja) 1986-11-18
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B.Kaehler,"Designing a Microcontroller Supercell for Testability"VLSI DESIGN,Oct.1983,P.44−P.46

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