JP2734940B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に複数の機能ブロックを有する場合のテストを
容易にする半導体集積回路(IC)装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にIC装置は、機能の複雑化に伴っ
てそのテスト生成コストが対象とする回路規模の3乗に
比例して増大するといわれ、回路規模の大きなVLS
I,特に多品種小量生産の特定用途向け集積回路(AS
IC)では、ICテスト方式の設計の問題が大きくクロ
ーズアップされている。したがって、複数の機能ブロッ
クが1チップ上に生成されたICについて、テストを各
機能別に分割してテストパターンの共通化、共用化を計
り、チップ内にテストのための回路を設けて、テストを
各機能ブロック別に実施して簡素化を図ることが提案さ
れ、実施されている。
【0003】例えば、図5(A)に示すように、従来は
個々の機能ブロックのデータバスのみが入出力ポートに
接続されていたものを、アドレスバス530やコントロ
ールバス532をもマルチプレクサ付きの入出力ポート
510に接続し、個々のメモリ502や周辺回路503
をCPU501から切り離して、テストパターンにより
ポート510から直接テストできるようにすることが、
特開平1−116736号等により開示されている。こ
の入出力ポート510は、図5(B)に示す1つのポー
トのように、テストモードの時にテストパターンを直接
機能ブロックに接続するための3ステート人力バッファ
511と、機能ブロックからのテスト出力信号を直接ポ
ート端子へ出力する出力データマルチプレクサ512
と、3ステート出力バッファ513をCPU501の制
御動作とは独立に任意に操作するための出力バッファコ
ントロール514とが設けられている。
【0004】また、図6に示すように、マイコンコア6
02、ランダムロジック回路603等の機能ブロック
に、それぞれ外部に対する入出力用として、専用端子回
路612、613と、各機能ブロックに共通の共通共用
端子回路610、各機能ブロックを選択できる選択共用
端子回路611を設け、モード信号入力回路619から
入力されたモード設定信号によりモード設定信号発生回
路601を駆動して、個々の機能ブロックを共用の入出
力端子回路を選択的に接続することにより、外部から機
能ブロックごとにテストできるようにする案が特開平3
−23658号により開示されている。
【0005】さらに、各機能ブロックにテスト用の端子
を設けるとともに、機能ブロックに内蔵されたモードセ
レクタによる動作モードを制御して、個別の機能ブロッ
クを選択的にテストする方法が、例えば「ASICのテ
スト容易化設計」(NEC技法、vol.45、No.
8/1992)、公開されている。この方法は、図7に
示すように、各機能ブロック701、702、703の
テスト用端子をバス接続し、テスト人力信号バス735
とテスト出力信号バス734としてチップの入出力端子
回路に接続するとともに、各機能ブロックに対するテス
トモードをテスト対象とテスト非対象とに区別して指示
するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
方法は、それぞれテストを容易にすることはできるが、
なお次のような問題を含んでいる。
【0007】図5の第1の従来例は、個々の機能ブロッ
クのテスト中にCPUを切り離すことが考慮されていな
いので、3ステート人力バッファを介して与えられるテ
ストパターンと、CPUから個々の機能ブロックに接続
されているアドレスバス、コントロールバスまたはCP
Uデータバスとが衝突し、他の機能ブロックの動作によ
り特定の機能ブロックのテストに悪影響を及ぼす。ま
た、特定の機能ブロックのテスト中にCPUやテスト非
対象の他の機能ブロックが動作し、ノイズの発生や消費
電流の増加の問題がある。
【0008】図6の第2の従来例は、共用端子回路61
0に対して信号を共用する全機能ブロックから信号線を
接続しなければならないので、チップの端子回路の配線
量の加速度的な増加を避けるために機能ブロックの数が
制限され、集積度が低下する。例えばマイクロコンピュ
ータ、RAM、ROM、汎用のタイマー、DMA、汎用
のシリアル入出力部が集積されたごく一般的なチップで
も6つの機能ブロックからの信号線が集中する。しか
も、1つの端子に接続された複数の機能ブロックからの
信号線の中から特定の機能ブロックを選択するために
は、マルチプレクサを必要とし、回路が複雑になり、占
有面積や伝送時間を増大するという欠点がある。
【0009】図7の第3の従来例でも、機能ブロックの
全ての通常入力信号と通常出力信号に対して同数のテス
ト入力信号、テスト出力信号を必要とし、通常入出力信
号は入力信号と出力信号とに分けたうえでそれぞれに対
してテスト入力信号とテスト出力信号を設けているの
で、テスト信号の数が多くなるという問題がある。
【0010】本発明の目的は、上述の従来の方式の欠点
を軽減し、個別の機能ブロックのテストパターンの共通
化を計り、テスト信号線の本数を減少するとともに、テ
スト非対象の機能ブロックにおけるノイズの発生や電力
の浪費を防止できる半導体集積回路装置を提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、外部からの入力により通常モードかテストモー
ドか、テストモードの場合はさらにどの機能ブロックを
選択してテストするかを判別し、通常モードの場合は、
各機能ブロックに対して通常モード信号を出力し、テス
トモードの場合は、選択された機能ブロックにテスト対
象モード信号を、選択されない機能ブロックにテスト非
対象モード信号を出力するテストモード制御回路と、通
常モード信号を受けたときは、各々その入力及び出力を
通常入力信号及び通常出力信号に接続し、テスト対象モ
ード信号を受けたときは、各々その入力及び出力をテス
トバスに接続し、テスト非対象モード信号を受けたとき
は、各々その入力及び出力をテストバスから切り離し、
入力をインアクティブなレベルに固定して保持し、通常
出力信号をインアクティブなレベルに固定して出力する
機能ブロックとを有する。
【0012】また、好ましくは、機能ブロックがテスト
モードのテスト非対象に指定された時、そのブロック入
力端子回路がそのブロックの入力回路にインアクティブ
なレベルの信号を入力し、そのブロック出力端子回路が
インアクティブなレベルの信号を通常の出力信号回路に
出力する。
【0013】また、テスト信号が、機能ブロックとチッ
プの入力端子回路、出力端子回路または入出力端子回路
との間に直接1対1に接続された通常信号の入出力を介
して入力または出力されるか、または、複数の機能ブロ
ックにバス接続された通常信号のバスを介して、チップ
の入力端子回路、出力端子回路または入出力端子回路の
通常信号の入出力から入力または出力されてもよい。
【0014】また、リセット記号をインアクティブなレ
ベルに固定することによって、テスト非対象の機能ブロ
ックをリセット状態に固定することができる。
【0015】また、スタテイック回路で設計されたテス
ト非対象の機能ブロックを、クロック信号をローレベル
またハイレベルに固定することによって、停止状態に保
持することができる。
【0016】
【作用】テスト信号が全ての機能ブロックにバス接続さ
れた最小本数のテスト入力信号バス、テスト出力信号バ
スを通じてチップの入力端子回路、出力端子回路もしく
は入出力端子回路に接続され、また、テスト非対象の機
能ブロックの入力回路、出力回路にインアクティブなレ
ベルの信号を入出力させてテスト対象の機能ブロックへ
の妨害を抑制することができる。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0018】図1は本発明の1実施例のブロック構成
図、図2(A)はブロック入力端子回路121のブロッ
ク図、(B)はインアクティブ付きブロック入力端子回
路121のブロック図、図3(A)はブロック出力端子
回路122のブロック図、(B)はインアクティブ付き
ブロック出力端子回路122のブロック図、図1は
(A)ブロック入出力端子回路123のブロック図、
(B)はインアクティブ付きブロック入出力端子回路1
23のブロック図である。
【0019】図1において、本実施例のIC装置100
は、3つの機能ブロック、CPU102、DMAコント
ローラ103、ランダムロジック回路(Logic)1
04と、テスト制御ブロック101と、チップ外部との
信号入出力用の外部端子回路111−119と、機能ブ
ロック相互間及び外部端子回路との間に接続される信号
線130−140とを有する。また、各機能ブロック1
02−103は、それぞれ、指定された通常動作時のモ
ードとテストモードとに応じて各ブロックに入力および
出力する信号を入力信号線群132、出力信号線群13
3とテスト入力134、テスト出力バス135との間で
切り替えるブロック端子回路120を有する。
【0020】信号線は、各機能ブロックにバス接続さ
れ、外部アドレス端子117、外部データ端子118を
通じて信号が入出力されるアドレスバス130、データ
バス131と、CPU102、DMA103の各機能ブ
ロックと外部端子回路111−113とを1対1に接続
するNMI、DMAAK、DMARQの信号線138−
140と、各機能ブロックを共通にして外部端子の入力
端子群114、出力端子群115に接続される入力信号
線群132、出力信号線群133と、入力信号線群、出
力信号線群の接続された回路のテストを行なうためのテ
スト入力バス134、テスト出力バス135、と機能ブ
ロック相互間の信号線136、137とからなる。入力
端子群114と出力端子群115は、通常モードのとき
は外部との接続を入力信号線群132と出力信号線群1
33の側とし、テストモードのときはこれをテスト入力
バス134とテスト出力バス135側に切り替える。
【0021】ブロック端子回路120は、信号の方向や
内容により、ブロック入力端子回路121、ブロック出
力端子回路122、ブロック入出力端子回路123に分
類される。所属のブロックが、テストモード制御ブロッ
クを介して通常モードに指定されたときは、各機能ブロ
ックの信号をブロック間の信号線136、137や入力
信号群132、出力信号線群133に入出力し、テスト
モードのテスト対象に指定されたときは、テスト入力バ
ス134、テスト出力バス135に入出力する。テスト
モードのテスト非対象に指定されたときは、その機能ブ
ロックへの入力信号や機能ブロックからの出力信号をイ
ンアクティブなレベルの固定信号に変換する。
【0022】図2(A)は、ブロック入力端子回路12
1の説明図で、通常動作モードの場合は通常モード信号
aにより入力信号線群132または前位の機能ロック1
02、103からの通常入力信号が選択されてセレクタ
を通過しブロックに入力される。テスト対象モードの場
合は、テスト対象モード信号bによりテスト入力バス1
34からの信号が選択されてセレクタを通過しブロック
に入力される。図2(B)は、ブロック入力端子回路1
21のブロックがテスト非対象に指定された場合の説明
図で、非テスト対象モードの信号cによりインアクティ
ブレベルの信号が選択されてブロックへ入力される。
【0023】図3(A)は、ブロック出力端子回路12
2の説明図で、通常動作モードの場合は、通常モード信
号aにより機能ブロックからの出力信号が通常出力信号
として出力信号線群133または次の機能ブロックへ出
力される。テスト対象モードの場合は、テスト対象モー
ド信号bによりブロックからの出力信号がテスト出力バ
ス135へ出力される。この場合、テスト対象モードと
通常モードとは排他的であり、このブロックのテスト中
は通常動作の出力回路への出力は行なわれない。図3
(B)は、テスト非対象の場合を加えた説明図で、通常
動作モードの場合は、通常モード信号aによりORゲー
トとセレクタが駆動されてブロックの出力信号が通常出
力信号として出力され、テスト対象モードの場合は、テ
スト対象モード信号bによりブロック出力信号がテスト
出力バス135へ出力される。テスト非対象モードの場
合は、非テスト対象モード信号cによりORゲートとセ
レクタが駆動されてインアクティブレベルの信号が通常
出力信号として出力される。図4(A)は、ブロック入
出力端子回路123の説明図である。通常動作モードの
場合は、通常モード信号aによって駆動されたセレクタ
を通過して通常入出力信号線から入力した信号がそのブ
ロックへ入力され、さらにブロックのコントロール信号
がアクティブの場合は、この信号と通常モード信号aと
がANDゲートに入力されることにより、ブロックから
の出力信号が通常入出力信号線へ出力される。テスト対
象モードの場合は、テスト対象モード信号cにより駆動
されたセレクタを通過してテスト入力バス134からの
信号が入力されるとともに、ブロックからの出力信号が
テスト出力バス135へ出力される。次に、図4(B)
により、テスト非対象のときにインアクティブレベルの
信号を発生できる場合の説明をする。通常モードの場合
は、通常モード信号により第1のセレクタを通過して通
常の入出力信号線からの信号がブロックへ入力され、さ
らにブロックのコントロール信号がアクティブな場合
は、この信号と通常モード信号が入力されるANDゲー
トとORゲートによりブロックからの出力信号が第2の
セレクタを通り通常の入出力信号線に出力される。テス
ト対象の場合は、テスト対象モード信号によりテスト入
力バスからの信号が第1のセレクタを通ってブロックに
入力され、ブロックからの出力信号がテスト出力バスへ
出力される。テスト非対象の場合は、インアクティブレ
ベルの信号が、非テスト対象モード信号により駆動され
る第1のセレクタを通ってブロックに入力されるととも
に第2のセレクタとORゲートとにより通常の入出力信
号線へも出力される。この場合、インアクティブレベル
の信号をブロックの内外両方に出力しているがいずれか
一方のみにしてもよい。
【0024】本発明を従来例と比較すると、第1の従来
例に対して、CPUを含めて全ての機能ブロックに通常
モードとテスト対象モードとテスト非対象モードとを与
えている。テスト時にはテスト対象の機能ブロックの通
常信号の入出力とは別のテスト用入出力からテストパタ
ーンが入出力される。また、非テスト対象のブロック
は、テスト信号から電気的に切り離されるのでテスト信
号をバス状に接続して少ないチップの端子を用いてもテ
ストを行なうことができる。テストモード時には通常信
号の入出力をインアクティブとすることによりテスト非
対象のブロックやランダムロジックが誤動作するのを防
止することができる。また、チップとブロック間で1対
1で接続されている信号線を利用するとさらにテスト用
の信号線を減らすことができる。
【0025】第2の従来例との比較では、本発明は、機
能ブロック間で共用されている共通信号端子でマルチプ
レクスさせるのではなく、機能ブロックの入出力部でテ
スト非対象時の電気的切り離し手段を設けることによ
り、信号線のチップ端子への集中が防がれる。
【0026】第3の従来例との比較では、本発明は、機
能ブロックの通常信号と、チップの端子とが直接に1対
1に接続されている場合は、その信号はテスト入力信
号、テスト出力信号として接続しないことでテスト時に
も通常信号線を使用し、テスト信号の本数を削減でき
る。また本発明では、非テストモードにあるブロックに
インアクティブレベルの信号を与えることでテスト非対
象のブロックやいずれの機能ブロックにも属さないラン
ダムロジックが誤動作や予期せぬ動作をするのを防ぐこ
とができる。
【0027】
【発明の効果】本発明の半導体集積回路装置は、テスト
用の信号線を機能ブロックにバス接続してテスト用の信
号線の本数を減少し、非テスト対象の機能ブロックを電
気的に遮断し、入出力信号をインアクティブレベルに
定して保持することにより、非テスト対象の機能ブロッ
クの動作によるノイズの発生や消費電力増を抑制して
複数の機能ブロックを収容する半導体集積回路装置のテ
ストを容易にすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例のブロック構成図である。
【図2】(A)はブロック出力端子回路121のブロッ
ク図、(B)はインアクティブなレベルの信号を出力す
る場合の説明図である。
【図3】(A)はブロック出力端子回路122のブロッ
ク図、(B)はインアクティブなレベルの信号を出力す
る場合の説明図である。
【図4】(A)はブロック入力端子回路123のブロッ
ク図、(B)はインアクティブなレベルの信号を入力す
る場合の説明図である。
【図5】第1の従来例のブロック図である。
【図6】第2の従来例のブロック図である。
【図7】第3の従来例のブロック図である。
【符号の説明】
100 半導体集積回路装置 101〜103 機能ブロック 101 CPU 102 DMA 103 Logic 110 外部端子回路 111 NMI端子 112 DMAAK端子 113 DMARQ端子 114 入力端子群 115 出力端子群 117 外部アドレス端子 118 外部データ端子 119 テストモード切替え端子 120 ブロック端子回路 121 ブロック入力端子回路 122 ブロック出力端子回路 123 ブロック入出力端子回路 130 アドレスバス 131 データバス 132 入力信号線 133 出力信号線 134 テスト入力バス 135 テスト出力バス 136,137 機能ブロック間信号線 138,139,140 直接入出力線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/10 491 H01L 27/04 T

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の機能ブロックと、テストバスと、
    テストモード制御回路とを有し、通常時には各機能ブロ
    ックが通常信号を入出力し、テスト時には選択した前記
    各機能ブロックをテストバスに接続し外部との間でテス
    ト信号を入出力することにより、機能ブロック毎にテス
    トする手段を有する半導体集積回路装置において、 外部からの入力により通常モードかテストモードか、テ
    ストモードの場合はさらにどの機能ブロックを選択して
    テストするかを判別し、通常モードの場合は、各機能ブ
    ロックに対して通常モード信号を出力し、テストモード
    の場合は、選択された機能ブロックにテスト対象モード
    信号を、選択されない機能ブロックにテスト非対象モー
    ド信号を出力するテストモード制御回路と、 前記通常モード信号を受けたときは、各々その入力及び
    出力を通常入力信号及び通常出力信号に接続し、前記テ
    スト対象モード信号を受けたときは、各々その入力及び
    出力をテストバスに接続し、前記テスト非対象モード信
    号を受けたときは、各々その入力及び出力をテストバス
    から切り離し、入力をインアクティブなレベルに固定し
    て保持し、通常出力信号をインアクティブなレベルに固
    定して出力する機能ブロックとを有することを特徴とす
    る半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 スタティック回路で設計された機能ブロ
    ックは、テスト非対象モード信号を受けて、クロック入
    力信号をローレベルまたはハイレベルに固定することに
    よって、停止状態に保持することができる請求項1に記
    載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記機能ブロックは、前記テスト非対象
    モード信号を受けて、当該機能ブロックのリセット入力
    信号をインアクティブなレベルに固定して保持すること
    によって、当該機能ブロックをリセット状態に固定して
    保持する請求項1または2に記載の半導体集積回路装
    置。
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